地鐵軌道橫穿主體結(jié)構(gòu)時軌行區(qū)部位的關(guān)鍵施工技術(shù)

胡 奕

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

1 工程概況

軌道交通17號線徐涇北城站交通樞紐及配套設(shè)施項目位于上海青浦徐涇北區(qū)，工程南面、西面緊靠上達(dá)河，東面緊鄰已建成的徐涇北城站，北面朝向崧澤大道高速公路。本項目由1#樓5層交通管理用房、2#樓2層配套管理用房及沿軌交17號線徐涇北城站站體周邊的1層公交用房和天橋連廊組成。總用地面積為16 951.80 m2，總建筑面積12 655.49 m2，工程場地狹小，可施展空間受限，尤其受軌道影響大，故使用汽車吊進(jìn)行施工吊裝任務(wù)。

已建成的軌道交通17號線正線高架區(qū)間由東向西從本項目2#樓2層結(jié)構(gòu)側(cè)邊與1#樓3層部位內(nèi)部穿過（圖1）。建筑物整體結(jié)構(gòu)形式為混凝土框架結(jié)構(gòu)。其中比較特殊的1#樓框架結(jié)構(gòu)形式為圓形混凝土柱及矩形混凝土梁，考慮到下部地鐵軌道的施工，1#樓在軌行區(qū)上方4層和5層有懸挑在外的鋼結(jié)構(gòu)框架，且此部分涂裝、保溫、防水、幕墻施工都涉及到軌道上方交叉作業(yè)。

圖1 軌道與本工程建筑結(jié)構(gòu)三維示意

2 軌行區(qū)施工的關(guān)鍵點

由于軌道穿結(jié)構(gòu)形式的特殊性，整體技術(shù)方案路線都需要緊密圍繞軌交17號線軌道來進(jìn)行談?wù)摵椭朴啞Ｒ驗檐壗?7號線軌道梁已經(jīng)完成，鋪軌及試車工作相繼開始進(jìn)行，工期環(huán)環(huán)相扣，故沒有多余時間來進(jìn)行過多的措施制訂。這就要求在保證軌行區(qū)凈高、安全的前提下，必須制訂出一套快速有效的施工輔助措施，并且要滿足現(xiàn)場需求，可操作性高。尤其在軌道鋪軌階段，一切涉及軌行區(qū)的施工輔助設(shè)施都不能給鋪軌車造成障礙。鋪軌車行進(jìn)至施工段時，所有施工設(shè)施必須為其讓路、撤走。待鋪軌車走后又必須立即恢復(fù)全部施工措施，且要保證安全、可靠、快速、有效，施工難度非常之高[1-4]。

同時，在保證軌道施工順暢及安全的前提下，要考慮軌行區(qū)上方排架模板施工、結(jié)構(gòu)混凝土澆筑、軌行區(qū)上方吊裝、軌道區(qū)域的成品保護(hù)、人員安全、質(zhì)量控制及與下方軌道的交叉施工等一系列因素。另外，軌行區(qū)上方施工的限制非常大，且對軌道的安全保護(hù)要求極高，所以要求方案設(shè)計必須經(jīng)濟(jì)合理、全面兼顧，既要保證自身順暢施工及軌行區(qū)安全，又不能投入過高，或者不符合軌行區(qū)的實際情況。前期制訂的架設(shè)貝雷架的施工方案，就因為軌交17號線地鐵列車高度增高，操作空間受到限制而不得不取消。

在軌道鋪軌完成，列車運行試車之后施工難度尤其加大。因為運行的是正式車輛，成品保護(hù)和施工技術(shù)措施難度進(jìn)一步增加；軌行區(qū)施工的靈活性、安全性要求進(jìn)一步增高；施工時間不能自主控制（根據(jù)試車時間安排）且更為緊迫；后續(xù)工程的專業(yè)單位施工涉及面更廣，軌行區(qū)施工的協(xié)調(diào)工作矛盾尤其凸顯。所以通過一整套關(guān)鍵技術(shù)措施來解決軌道穿結(jié)構(gòu)這種特殊形式的施工，是保障施工順利進(jìn)行的必要條件和前提。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工

根據(jù)設(shè)計圖紙和軌交17號線地鐵現(xiàn)狀，針對被軌道穿入結(jié)構(gòu)的1#樓的特殊形式，緊扣軌道交通施工的時間節(jié)點，遵循快速、經(jīng)濟(jì)、安全可靠、本項目施工及軌道交通施工兼顧的設(shè)計思路，決定1#樓地鐵高架段上方4層非軌行區(qū)采用常規(guī)排架支模，軌行區(qū)上方結(jié)構(gòu)施工采用特別定制的H型鋼抱箍模架。在3層結(jié)構(gòu)處設(shè)置H型鋼作為4層結(jié)構(gòu)主梁施工的基層并兼作地鐵的保護(hù)措施，H型鋼底部距離地鐵軌道4 350 mm，基本滿足軌道施工的要求。上部安裝操作平臺，可快速、安全地實現(xiàn)主梁支模及澆筑工作。

對于地鐵軌道從2#樓側(cè)邊經(jīng)過，不涉及軌行區(qū)上方施工，故只需考慮對其靠近軌道一側(cè)的安全防護(hù)，采用常規(guī)鋼管隔離防護(hù)即可。

整體上部混凝土結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)措施針對性強(qiáng)，適用性高，平臺下方留出凈空高度滿足軌道施工所需的凈空要求，并減少了材料的運輸成本、加工成本及現(xiàn)場施工成本。吊裝及拆除施工工藝簡便，縮短了施工周期，施工完畢后還可循環(huán)利用，大幅節(jié)省成本支出和避免材料浪費，工藝綠色環(huán)保，經(jīng)濟(jì)合理（圖2）。

圖2 軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工輔助措施（俯視）

3.2 軌行區(qū)側(cè)部結(jié)構(gòu)施工

由于3層以上受軌道影響，故在結(jié)構(gòu)形式上，4層和5層跨軌道區(qū)域有懸挑大跨度鋼結(jié)構(gòu)。同時，考慮軌行區(qū)吊裝的安全要求高，4層地鐵范圍內(nèi)混凝土主梁施工完成后開始進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工。再考慮到工期時間緊迫，與軌行區(qū)有關(guān)的施工應(yīng)盡可能的快速、簡便，故使4層部分區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)和5層結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)桁架梁形式進(jìn)行施工，一次吊裝同時安裝。

針對軌道穿結(jié)構(gòu)這類形式的施工，在保證安全的前提下，能夠把施工簡便化是技術(shù)路線制訂時的核心思路。本項目如為保證凈高而把全部軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)框架改為鋼結(jié)構(gòu)，所帶來的經(jīng)濟(jì)成本將大幅上漲，經(jīng)濟(jì)效益不佳，故仍采用鋼筋混凝土柱梁，軌行區(qū)上部部分改成鋼結(jié)構(gòu)形式，最大限度保證工程造價不發(fā)生較大變化。而軌行區(qū)位置的鋼結(jié)構(gòu)的整體吊裝，將會優(yōu)于按部就班的依層數(shù)順序吊裝，需要按實際情況制訂具體方案（圖3）。

圖3 4層、5層鋼結(jié)構(gòu)整體安裝

3.3 軌行區(qū)內(nèi)施工

根據(jù)工程軌道穿結(jié)構(gòu)交叉施工的特點，軌行區(qū)有鋪軌及電纜敷設(shè)施工人員及鋪軌車通行，后期軌道通電之后更是對軌道兩側(cè)進(jìn)行封閉，人員無法進(jìn)入。結(jié)構(gòu)完成之后的涂裝、粉刷等工作，及軌行區(qū)上方的防水、保溫、幕墻安裝等專業(yè)工程施工必須要開展，不可避免地與軌道產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。然而在進(jìn)入軌行區(qū)部分施工作業(yè)時，不得對軌道正線施工造成任何影響，前期要對鋪軌作業(yè)及時讓行、及時恢復(fù)，后期進(jìn)入軌行區(qū)，最好能保證不碰觸軌道、電纜等設(shè)施。因此，需要一種靈活可靠、隨吊隨用，作業(yè)面可覆蓋整個軌行區(qū)的移動操作平臺。

本項目設(shè)計了一種移動操作平臺作為軌行區(qū)登高作業(yè)施工輔助設(shè)施，操作平臺四周設(shè)置剪刀撐，確保架體整體穩(wěn)定性。架體內(nèi)側(cè)設(shè)置有垂直爬梯，在平臺周邊高0.55 、1.10 m處各增設(shè)1道防護(hù)欄桿，保護(hù)平臺上方施工操作人員，并在平臺四周安裝高180 mm的擋腳板作為保護(hù)措施，防止施工過程中材料構(gòu)配件掉落對地鐵軌道造成損傷，對底部地鐵軌道起到防護(hù)作用。平臺在移動過程中通過平臺底部安裝的行駛輪與導(dǎo)向輪，有效控制移動操作平臺行動，并能利用已有軌道，始終沿軌道高架路線運行。同時在平臺底座設(shè)置有制動裝置，在平臺上人施工前打開制動裝置，保證平臺施工作業(yè)時的穩(wěn)定性。移動操作平臺施工作業(yè)面能夠完全覆蓋整個軌行區(qū)周邊，包括軌行區(qū)兩邊墻體涂刷、上部4層鋼結(jié)構(gòu)底防火涂料施工、軌道上部防水、保溫、幕墻安裝等各專業(yè)施工作業(yè)。移動操作平臺保證在整個施工過程中能夠隨時吊裝使用，隨時吊離軌行區(qū)，符合對軌道施工運維的要求。

同時，采用移動操作平臺只需消耗少量人力、物力即可完成對軌行區(qū)周邊涂裝施工，經(jīng)濟(jì)效益明顯。搭設(shè)移動操作平臺所用的材料構(gòu)配件均為現(xiàn)場常用材料，均可回收再利用，綠色環(huán)保。采用移動操作平臺作為軌行區(qū)周邊施工作業(yè)輔助登高設(shè)施，對軌行區(qū)周邊施工等特定工程具有極強(qiáng)的針對性（圖4）。

圖4 移動操作平臺至軌行區(qū)施工

3.4 施工輔助措施的快速撤除及施工后回收

本著節(jié)省成本及綠色施工的原則，施工操作平臺、輔助安全設(shè)施、移動操作平臺在結(jié)構(gòu)主梁養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求及相關(guān)應(yīng)用完成后即可以拆除回收，使不影響后續(xù)工作，并且使回收構(gòu)件重復(fù)再利用。

其中鋼管扣件操作平臺吊離時應(yīng)先拆除頂部對拉鋼管，松開底部連接扣件，從中間一拆為二，從結(jié)構(gòu)主梁兩側(cè)依次吊至地面。對型鋼、鋼管扣件、九夾板等材料做好回收，堆放在指定區(qū)域，并由專人進(jìn)行回收。其他輔助工具亦可收回，重復(fù)利用。

4 軌行區(qū)保護(hù)措施

地鐵施工運維對周邊環(huán)境要求極為苛刻，又是上海市出現(xiàn)的首例軌道穿結(jié)構(gòu)交叉施工工程，在施工過程中，如何保障地鐵施工運維安全及自身施工條件，是地鐵周邊施工管理的一項重要內(nèi)容。根據(jù)軌道穿結(jié)構(gòu)交叉施工的工程特難點，結(jié)合地鐵施工運維要求，必須要對地鐵軌道進(jìn)行有效保護(hù)。

在上部結(jié)構(gòu)施工時，操作平臺附帶安全防護(hù)設(shè)施，平臺步行區(qū)兩側(cè)設(shè)置安全繩，側(cè)面與底面均布置有密目網(wǎng)，防止施工過程中構(gòu)件掉落對地鐵軌道造成損傷，對下部地鐵軌道施工起到很好的防護(hù)作用。待施工完成后，拆除全部輔助措施，完成軌行區(qū)上方主梁及樓板施工。

在結(jié)構(gòu)施工后專業(yè)單位施工時，由于涉及軌行區(qū)作業(yè)，為了確保軌行區(qū)安全，在1#樓軌行區(qū)兩側(cè)設(shè)置防護(hù)隔離，在地鐵軌道上方滿鋪木方、七夾板及防火毯進(jìn)行保護(hù)，防止軌行區(qū)上方施工時，材料構(gòu)配件掉落軌行區(qū)對軌道造成損壞。

在結(jié)構(gòu)樓層上方也設(shè)置安全隔離防護(hù)，以防止屋面施工可能帶來的拋物隱患。軌行區(qū)隧洞出入口四周都安裝防撞條、警示牌、列車限速標(biāo)示，同時安裝監(jiān)控設(shè)備，信號鏈接傳輸至相關(guān)部門，在施工時實時監(jiān)管，保證軌行區(qū)安全（圖5）。

圖5 軌行區(qū)安全防護(hù)措施

本項目所采用的防護(hù)隔離措施處于我方施工作業(yè)面，在施工過程中對地鐵軌道影響較小。同時所采用的防護(hù)隔離措施為全封閉模式，有效防止人員進(jìn)入軌道及施工過程中材料、構(gòu)配件掉入軌道對軌行區(qū)施工運維造成影響，對地鐵施工和運維列車及地鐵軌道成品的防護(hù)都有極強(qiáng)的針對性和適用性。實踐證明，該防護(hù)措施設(shè)計合理，在主體結(jié)構(gòu)交叉施工階段得到了有效的應(yīng)用，并取得了圓滿的成功，整個工程做到了零安全事故。

5 結(jié)語

由于軌道橫穿主體結(jié)構(gòu)，軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工過程中不得影響下部軌道，且須保證軌道施工運維凈空要求，故軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工需要特別輔助措施。本項目在確保不影響軌道施工運維的前提下，設(shè)計使用了一套針對軌道穿結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵技術(shù)措施，且所采用材料均為可回收再利用材料，型鋼均為外部租借，鋼管扣件操作平臺則采用現(xiàn)場常用鋼管扣件搭設(shè)，極大地降低了施工作業(yè)成本，確保工程經(jīng)濟(jì)效益，對今后軌道穿結(jié)構(gòu)施工中軌行區(qū)上方施工具有一定的借鑒意義。