北京地鐵13號線既有線線路 改移施工組織分析

閆龍 劉力

摘 要：既有線線路改移施工是城市軌道交通建設的新課題，需要通過高效的施工組織在確保施工安全、質量的基礎上盡可能降低對運營的影響。根據北京地鐵 13 號線清河站既有線線路改移工程，結合現場工程特點，對施工組織進行歸納和總結，從施工流程和方法、施工進度籌劃、人員和設備配置以及安全保障措施等方面重點介紹，為城市軌道交通同類型施工提供參考和借鑒。

關鍵詞：地鐵;既有線;線路改移;施工組織

中圖分類號：U231.3

既有線線路改移施工具有施工時間不間斷，協調配合專業多，作業環境復雜等特點，是軌道交通既有線施工的一項重要內容。如何在有限的作業點內通過科學的施工籌劃和管理，高效、優質地完成施工任務，最大限度降低對既有線運營間斷造成的影響是值得深入探討的問題，文章結合北京地鐵13號線清河站線路改移工程，對既有線線路改移的施工組織展開詳細分析。

1 工程概況

為緩解北京地鐵13號線西二旗站壓力，以及未來實現與京張高鐵清河站的換乘，13號線在上地站至西二旗站區間東側增設清河站，并與清河火車站形成綜合交通樞紐。13號線清河站站臺與京張高鐵清河火車站站臺同高程平行設置，新建上地站至清河站區間以及清河站至西二旗站區間的部分線路，與既有13號線在地面路基段接駁。

13號線清河站線路改移工程分為預鋪線路、點內新建線路和點內撥接線路3個部分，預鋪線路指在不停運13號線的條件下提前鋪設的線路;點內新建線路指受現場條件限制不能提前預鋪，需要在既有13號線停運期間進行新建的線路;點內撥接線路指在13號線停運期間利用對13號線既有線路進行撥接施工所形成的區段，如圖1所示。

2 工程特點分析

針對點內施工線路，主要包含南北2個區域。南側區域如圖2所示，包含K11+443～K11+542范圍既有線左右線撥接以及K11+542～K11+600范圍既有線右線拆除和新建左右線;北側區域如圖3所示，包含K12+427～K12+502范圍既有線右線拆除和新建左線以及K12+606～K12+751范圍既有線左右線撥接。結合13號線線路改移工程現場實際和總體要求，點內施工線路具有以下特點。

（1）施工組織難度大。13號線線路改移工程不僅包含既有線撥接施工，還包含既有線的拆除和部分線路的新建，且南北兩側區域同步施工，新建段和撥接段同步施工，施工組織難度大。

（2）工期緊張，施工時間不間斷。為盡可能降低對13號線停運造成的影響，線路改移施工需要在集中的時間段內不分晝夜不間斷的進行，對施工人員的精力和體力都是巨大的考驗。

（3）涉及專業廣，聯合協調部門多。13號線線路改移涉及軌道、線路、供電、通信、信號、車輛等多個專業，需要在機務、車務、電務、工務等多個部門間進行跨系統的聯合協調工作，任何一個環節出現問題或是不配合的情況，都將對整個工程帶來嚴重的影響和后果。

（4）作業環境復雜。既有線施工的作業面小，材料存儲和運輸以及大型設備施工場地受限，調度難度大，且施工處于冬季低溫環境，這些客觀因素都大大增加了施工的難度。

（5）管理任務重，安全風險高。因施工需要，現場同時作業人員最多高達幾百人，各型設備眾多，交叉施工嚴重，不僅需要在保證施工安全的基礎上，對設備和人員進行合理配置、高效調度，還要達到前后工序間的無縫銜接，現場管理難度大、任務重。

3 施工組織分析

3.1 工藝流程

根據點內施工內容，結合工程現場實際，為最大程度降低停運造成的影響，將南北區段分為4個區域，即A1區（南側撥接段）、A2區（南側新建段）、C1區（北側撥接段）、C2區（北側新建段），采取南北側區域同步施工，新建線路和撥接線路同步施工的方式，施工工藝流程如圖4所示。

3.2 施工準備

（1）根據施工籌劃和施工要求，編制專項施工方案和應急預案，并經地鐵運營公司審批。

（2）完成閃光焊機的型式試驗，確定焊軌參數。

（3）封鎖施工前3天，根據審批的施工方案，對參加施工的所有人員進行施工交底，使其熟知本次施工的具體內容、作業程序、工作職責和安全注意事項等;測量人員對線路進行測量，現場標記出中線控制樁、高程控制樁、撥量控制樁、滑道位置和鋼軌切割點。

（4）封鎖施工前2天，將點內新建段所需軌排在現場組裝完畢，所需道砟堆放于線路東側，南側新建段58m線路焊接成4根60 m軌條，北側新建段75 m線路焊接成2根75 m軌條，并存放于預鋪段兩線間。

（5）封鎖施工前1天，施工所需要的工機具和材料全部準備到位，吊車等大型機械進場停放在指定位置，并進行清點、調試。

（6）封鎖施工前1 h，所有參與施工的人員全部就位;機械人員對機械設備進行最后一次調試，確認狀況良好;施工負責人組織對工機具進行最后一次清點。

3.3 施工程序及方法

3.3.1 鋼軌鋸切

施工負責人接到封鎖施工命令后，立即通知鋸軌人員在提前確定好的位置開展鋸軌工作，南北兩段同時進行。鋸軌前，需將鋸軌位置鋼軌底部的道砟向下挖深至軌下200 mm，以保證鋸軌作業安全要求，為消除鋼軌焊接頂端量和無縫線路應力放散和鎖定的影響，撥線段鋸軌需比計算長度預留至少1 m的富余量，拔線完成后再鋸軌合攏。

根據地鐵運營公司將既有鋼軌鋸成12.5m回收的要求，封鎖點內需鋸軌32處，南段配置2臺鋸軌機，北段配置3 臺鋸軌機，鋸軌作業范圍如圖2和圖3所示。鋸軌完成后，A1、A2、C1、C2區域同步開始施工。

3.3.2 點內新建段施工

（1）既有線右線拆除。既有線右線需要拆除的內容包含接觸軌和防護罩、防脫護軌、軌距拉桿、扣件、鋼軌、軌枕及道砟，A2區域和C2區域各分2組，采用人工拆除配合平板車運輸的方式實施。1組負責接觸軌和防護罩的拆除，另1組在對防脫護軌和軌距拉桿拆除完畢后進行扣件的拆除，2組同步施工，同時完成。扣件拆除完畢后，既有人員利用炮車將待拆鋼軌拖拽至指定區域存放，然后利用挖掘機將軌枕移出道床，人工擺放于線路一側，最后利用挖掘機將既有線道砟移至新建段東側，統一運輸出場。

（2）新鋪軌道。包括：①攤鋪底砟，利用4臺鏟車將A2區域約120m3和C2

區域約80m3底砟攤鋪到位，并用壓路機碾壓密實;② 吊裝軌排，A2區域和C2區域各設置2臺吊車，將A2區域的6組和C2區域的3組預拼裝完畢的軌排吊裝就位，并根據中線樁位進行初步調整;③長軌換鋪，軌排就位后，松開扣件，將工具軌移出線路，并利用滾筒、撬棍配以人工拖拽方式將存放于預鋪段的長軌條安裝到位，并緊固扣件，以減少現場焊軌數量;④回填道砟，軌道鋪設完成后，利用鏟車將道床剩余道砟補齊，并配合人工進行道床邊坡整修;⑤起道、搗固，根據標高控制樁，采用起道機將軌排抬升至設計標高，同時A2區域和C2區域各配置2臺小型搗固機進行搗固作業，搗固作業分3遍進行，配合人工對道床斷面進行修整，道床寬度按3.3 m，邊坡按1﹕1.75收坡。

（3）鋼軌焊接。由于預鋪段提前完成了鋼軌焊接，A1區和C1區的撥接段因軌面存在一定的磨耗，無法與新建段鋼軌進行焊接（采用凍結接頭連接方式），因此封鎖期間的焊接任務為左線6個焊頭，右線2個焊頭。因施工處于冬季，為保證焊軌質量，除提前完成焊機的型式試驗外，焊接過程中嚴格控制焊前鋼軌預熱、鋼軌除銹、焊后正火以及保溫等工序，并通過探傷檢驗驗證焊頭的質量。

3.3.3 點內撥接段施工

（1）撥接段既有線附屬設備拆除。與點內新建段既有線右線拆除施工同步，在A1區域和C1區域各安排1 支隊伍將既有線上接觸軌及防護罩、過軌管線、線路中心設備等附屬設備拆除。

（2）扒道砟、安滑道。為降低撥線過程中道床對軌排的阻力，首先將砟肩道砟（撥線一側）和道床中心枕木盒內的道砟人工扒出至軌枕底齊平，安裝滑道位置扒至軌枕底10 cm，軌枕頭外側設5%坡度順坡，然后將撥移范圍內的軌枕扣件松開，以便撥道時鋼軌應力能夠釋放。在撥距大于0.5 m點至攏口段每隔5 m安裝1處滑道，滑道由50 kg/m鋼軌和自制單軌輪小車組成，安裝滑道時應注意滑道方向與曲線法線方向一致，且不能出現反坡。

（3）撥移線路。線路撥移前，技術人員先根據計算撥移量（10 m間距）將枕木邊緣到達位置用白灰線在現場標識清晰，本工程南側區域左右線最大撥移量為4.98m，北側區域左線最大撥移量為6.63 m，右線最大撥移量為3.22 m。待滑道安設完成后，即可組織力量從小撥距向大撥距依次循環進行線路撥移。撥移施工采用人工持撬棍支撥為主，在攏口位置向小撥距方向以20 m為間距設置挖掘機拖拽的方式輔助進行，先撥移右線至指定位置后再撥移左線。撥移過程中，測量人員緊跟，隨時檢測撥移量，確保不超不欠，當撥移后的線路中線與設計中線偏差在5 cm以內時，再細撥到位，并根據計算的鋸軌位置結合現場情況鋸軌攏口。撥移到位后，降軌排，抽出滑道，人工方枕、緊固扣件螺栓。

（4）回填道砟。線路撥移完畢后，A1區和C1區各用2輛鏟車將道床剩余道砟補齊，并配合人工進行道床邊坡整修。

（5）起道、搗固。與新建段施工方式相同，采用起道機將軌排抬升至設計標高，攏口處與相鄰軌道臨時連接，同時A1區域和C1區域各配置2臺小型搗固機進行搗固作業，搗固作業分3遍進行，配合人工對道床斷面進行修整，道床寬度按3.3 m，邊坡按1﹕1.75收坡。

3.3.4 大型搗固機搗固

為保證有砟道床的穩定性，待A1、A2、C1、C2區域的軌道施工完成，道床經小型搗固機搗固完畢后，采用大型搗固機對線路進行統一搗固養護處理，搗固頻數控制在20次/min以內，作業速度保持在1 km/h左右，同時輔以人工整理道床、檢查線路并消除線路不良因素。

3.3.5 應力放散與鎖定

應力放散與鎖定施工分南北2個區域同時進行，由于溫度較低，采用拉伸器拉伸配合撞軌的方式進行。首先進行A2區和C2區的施工，將K11+650～K12+370范圍內扣件全部緊固到位作為固定端，將K11+542～K11+650以及K12+370～K12+606扣件松開，并在軌底以6 m左右的間隔安裝滾筒，在K11+542和K12+606位置設置拉伸器，A2區域向小里程拉伸，C2區域向大里程拉伸。根據實測軌溫與設計鎖定軌溫差計算拉伸量，拉伸過程中，調整拉伸器拉力并配合撞軌使鋼軌上位移觀測點的拉伸量逐步達到計算拉伸值再鎖定扣件。A2區和C2區放散與鎖定完畢后開始A1區和C1區的施工，方法類似，將撥線起點向外延伸50 m作為固定端，在攏口處設置拉伸器進行拉伸，拉伸過程中還應注意防止曲線段鋼軌的側翻，拉伸到位切除多余鋼軌并與相鄰線路采用凍結夾板連接。結合地鐵運營公司要求，為減少氣溫回升對線路局部應力的影響，在北側撥接點合攏口位置插入2對12.5m鋼軌設置緩沖區，待氣溫回升后更換長鋼軌，進行二次應力放散并凍結鎖定。

3.3.6 線路精調與驗收

線路精調工作與接觸軌安裝同步進行，采用萬能道尺和弦線對軌道幾何尺寸進行檢測，對不符合要求的位置進行精調整理，使其滿足軌距±2 mm，高低、水平、方向和扭曲4 mm的誤差限定，最后會同建設、設計、監理和運營單位現場檢查驗收通過，并經冷熱滑實驗確認后達到開通條件。封鎖解除后開通，前三列車限速通過，第四列車恢復正常運營速度。

3.4 施工進度籌劃

為推演點內施工總耗時，明確關鍵線路，減少運營中斷時間，合理安排人員和設備配置，根據施工工藝流程，結合各工序的工程量，制定施工進度籌劃如圖5所示。由圖5可知，在新建段和撥接段同步施工的情況下，施工總耗時為46 h，且新建段位于關鍵線路上，應嚴格控制其進度，撥接段施工具有3 h的機動時間。

3.5 設備及人員配置

本工程現場施工共計投入人員280人，為保證線路撥道施工的順利進行，確保施工中既有設備安全，成立施工指揮組，負責本次施工的組織協調;同時下設設備拆改組、鋼軌切割連接組、線路撥接組、線路新建組、技術保障組、安全防護組。主要機械設備配置為鋸軌機5臺、起道機20臺、小型搗固機4臺、挖掘機4臺、焊軌機1臺、壓路機2臺、大型搗固機1臺、小型平板車9輛、軌道車1輛、大型平板車2輛、炮車4輛、鏟車4輛、吊車4輛。各工序主要工程量、人員和主要設備配置如表2和表3所示。

3.6 安全保證措施

既有線線路改移的施工工期要求緊，作業環境條件差，施工人數和機械設備多，施工難度大，勞動強度高，且涉及工務、機務、車務、電務等多個部門跨系統協調，既要保護作業人員的人身安全，又要防止對既有線設備造成破壞，因此，施工安全是既有線施工的重中之重，本工程通過以下安全保障措施的實施，有效避免了安全事故。

（1）嚴格執行北京地鐵運營線施工安全管理要求，嚴格按照施工計劃施工，杜絕違章作業及不按照計劃要求施工行為，服從地鐵運營管理人員的監督和管理。

（2）嚴格落實安全技術交底、崗前安全教育培訓制度，對運營線施工風險、安全措施、應急管理等進行重點培訓，保障施工安全。

（3）停運進入現場之前，必須由運營方人員確認接觸軌不帶電并許可進行軌行區后，施工人員方可進入。

（4）施工人員必須在運營單位指定的施工區域內進行施工，嚴禁隨意出入施工作業區域以外的區間和車站。

（5）現場應設置充足照明設施，防止因照明不足影響施工安全，臨時照明設施應設置可靠絕緣和接地措施，防止觸電事故發生。

（6）現場應配備足夠安全防護人員，按照職責范圍對撥接區域內施工安全進行防護，對軌旁設備采取設置警戒隔離措施，防止因施工原因造成軌旁設備損壞。

（7）撥接施工前，撥接點與既有拆除線路之間做隔離，保證運營線路封閉。

（8）現場使用小平車走行部件必須有絕緣措施和可靠制動裝置，嚴禁小平車溜放、站人、坐人。

（9）現場施工使用移動式發電機應按照臨時用電規范要求配備開關箱，并按照施工現場臨時用電規范要求用電，保證現場用電安全。

（10）施工作業必須按規定著裝、佩戴必備的防護用品（安全帽、反光馬甲、頭燈、絕緣鞋），嚴格執行安全技術操作規程。

（11）施工人員撤離施工現場前，安全員必須對機具、施工人員進行再次清點，以防止施工機具、施工人員、材料等遺留在施工現場，造成運營事故。

（12）冷熱滑之前，必須由施工人員與運營方現場負責人共同進行巡道，對施工作業及相鄰區域仔細巡查保證扣配件完全安裝，確認施工材料、工具以及垃圾未遺留在上述位置，保證接觸軌上方無物品遺留，無異物與接觸軌接觸。

4 結語

北京地鐵13號線既有線線路改移工程自2019年2月10日開始，2月16日順利完成，歷時157 h，其中軌道專業在保證安全質量的前提下僅歷時46 h，大大縮短了13號線的停運時間，為京張高鐵清河站的施工創造了良好條件。

隨著我國城市軌道交通的蓬勃發展，既有線線路改移施工將愈發頻繁。只有通過科學籌劃、有序組織、高效配合、緊張施工，才能安全、高效、優質的完成施工任務。13號線線路改移工程的成功實施為后續同類工程的施工組織提供了有益的借鑒。

參考文獻

[1]賈陳君.既有電氣化鐵路改造過渡設計與撥接施工[J].鐵道建筑，2012（3）：99-102.

[2]劉海興.杭長高鐵與杭甬高鐵過渡段線路撥接施工方法[J].上海鐵道科技，2017（3）：79-81.

[3]楊興山，李國慶. 既有線改造對運營的影響分析與對策[J].現代城市軌道交通，2008（6）：14-16.

[4] 李連生.地鐵既有線改擴建工程中線路調線調坡測量技術的研究與應用[J].城市軌道交通研究，2013（3）：107-111.

[5]魚蘭崗，肖代寧.地鐵供電系統既有線倒接過渡施工技術探討[J].中國科技信息，2012（9）：56，58.

[6]鄭剛，裴穎潔.天津地鐵既有線改造工程中的控制差異沉降研究[J].巖土力學，2007（4）：728-732.

[7]鄭凱，馬福東，石偉強.復雜條件下盾構穿越既有線設計與施工技術[J].現代城市軌道交通，2008（3）：35-38.

[8]謝城養，曹躍華，宋瑞剛.地鐵列車運營引起的既有線結構振動衰減規律分析[J].鐵道建筑技術，2006（3）：44-46，69.

[9]朱江. 影響地鐵施工的電力線路遷改設計研究[J].現代城市軌道交通，2019（10）：55-60.

[10] 李士林，劉夢，曹佐鵬. 新建道路跨既有線施工期間交通組織技術研究[J].工程建設與設計，2019（17）：274-275，281.

[11] 李龍，李維瑞，李巖松. 鐵路既有線線路加固施工技術[J].遼寧師專學報（自然科學版），2009（2）：68-71.

[12] 付小雁. 松軟土地區既有線線路條件與臨近基坑支護體系共同作用的研究[D].北京：北京交通大學，2013.

收稿日期 2020-02-27

責任編輯 胡姬

Analysis on construction organization of relocation of existing line of Beijing metro line 13

Yan Long， Liu Li

Abstract： The relocation of existing lines is a new subject of urban rail transit construction. It is necessary to reduce the impact on operation as much as possible on the basis of ensuring construction safety and quality through efficient construction organization. In view of the existing line relocation project of Qinghe station of Beijing metro line 13， taking into consideration of the characteristics of the site project， this paper summarizes the construction organization， and introduces the construction process and method， construction schedule planning， personnel and equipment configuration and safety assurance measures， so as to provide reference for the same type of construction of urban rail transit.

Keywords： subway， existing line， line relocation， construction organization