歷史文物站房分階段整體平移技術

張小龍 龐小軍 熊云凡

中鐵建工集團有限公司北京分公司 北京 100070

隨著我國鐵路交通建設快速發展，早期建設的鐵路客運站逐漸淡出人們視野，部分站房暫停使用，但其具有重要的歷史文化價值，經文物部門鑒定后會將其納入文物范疇，對其保護以及利用的研究，具有重要現實意義。

1 工程概況

清河歷史站房建筑總面積300 m2，為中西合璧風格的6柱5間式建筑，坐東朝西。原中間3間為候車室，外部為券門；兩側及候車室后方為站長室、電報室、雜役室。新中國成立后，經過多次改造，房間使用功能發生巨大改變，3處拱券被改作為售票窗口，候車室、進出站口另設在外圍建筑；屋頂被更換成彩鋼板，房頂與其他添加建筑連為一體；站房門窗拱券痕跡尚存，女兒墻已全部損毀缺失。

2017年6月，京張高鐵清河站原址建設，清河老站房異地搬遷保護，老站房整體直線（向東斜向）平移約84.55 m至站房暫存位置，南側具備條件后，站房向南斜向直線平移274.81 m至站房永久位置。清河歷史站房整個結構體系分為上下2個部分，下部分為建筑原有基礎，上部分為主要結構體系，根據上部結構受力情況采取必要的加固措施，保證整個上部結構體系的強度、剛度以及穩定性要求，保證上部結構能夠成功分離，在完成分離后，通過各種技術措施對清河老站房進行有效保護，并最終可靠停留在既定位置。

2 整體平移技術原理

對現有結構物體進行必要的安全加固，根據托換理論改變其傳力系統，在基礎適當位置使遷移部分與原結構部分脫離開，分成原有基礎部分與遷移部分，使遷移部分形成獨立的可移動單元體，然后通過滑道推拉等技術手段，使遷移物到達新的預定位置，并完成后續處理工作[1]。

3 工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

結構加固→土方開挖→上、下軌道梁→上托梁、水平支撐→墻柱切割→平移前準備→試平移→正式平移→就位連接→場地恢復

3.2 操作要點

3.2.1 原結構加固

采用2種加固方案，對內墻采用單面鋼筋網水泥砂漿面層加固，沿墻體通高加固，對外墻采用雙面鋼筋網水泥砂漿面層加固和雙面鋼骨架加固（圖1～圖3）[2]。

圖1 墻體加固剖面示意

圖3 鋼骨架加固示意

圖2 外墻鋼筋網片及拉結筋示意

在結構移動過程中，為保證結構的穩定性，在房屋底部的基礎墻體部位兩側夾托梁，托梁在移動過程中起到承力的作用，可以大大提高結構安全性（圖4）[3]。

圖4 墻體托換節點示意

3.2.2 下軌道梁結構體系施工

下軌道梁結構體系包括建筑物原址、移動路線和新址。下軌道梁結構應根據建筑物平移時荷載的最不利組合進行計算。下軌道梁結構設計時應考慮承載力、剛度和沉降計算，還應考慮地基不均勻沉降對上部結構的影響。下軌道基礎與原基礎連接且共同受力，新舊基礎連接應保證基礎的整體性，且應嚴格控制新舊基礎間的沉降差。

1）室外下軌道梁施工流程：測量放線→墊層施工→測量放線→下軌道梁鋼筋綁扎→下軌道梁支模→下軌道梁混凝土澆筑→達到一定的強度拆模→混凝土頂部砂漿找平→鋪鋼板。

2）施工要點。土方開挖前應檢查定位放線，合理安排行走路線及棄土場，基坑開挖應分層進行，挖土時不應松動底部非開挖土層。室內段下軌道梁施工前要對條基的結合部位、柱墻基礎進行鑿毛，并用水沖刷干凈，以便與新澆筑混凝土良好結合，保證共同受力。室外段下軌道梁及新址段下軌道梁應與承臺基礎一起施工。移位前下軌道梁應進行測量和找平，為減少摩阻力及分配荷載，滑道頂面鋪較厚鋼板。

采用滾動移動，移動接觸面為滾軸與鋼板。滾軸采用φ108 mm鋼管，中間填充混凝土，滾軸間距為200 mm。試驗表明，此類鋼管填充混凝土后極限承載力可達到700 kN，本工程設計時取150 kN，遠小于極限荷載（圖5）。

圖5 上下軌道梁截面示意

3.2.3 上托梁及水平支撐體系施工

1）施工流程：測量放線→墻柱鑿毛→綁扎鋼筋→支模→抄標高→澆筑混凝土→達到一定的強度拆模→滾動裝置安裝。

2）施工方法。上托梁及上軌道梁施工時應將柱、磚墻表面鑿毛清理并沖水洗干凈，在上軌道梁的上部應開一凹槽，以便混凝土與柱及墻體良好結合。墻體開洞時斷面略大于混凝土施工斷面，且要保證墻洞周圍的混凝土不松動。

3）施工要點。施工時各片墻相間進行，相鄰墻不同時處理。當原混凝土柱保護層鑿除后，立即進行外包鋼筋混凝土的施工。按墻梁設計，與上軌道梁澆筑成整體。設計應考慮到正截面的受彎承載力，局部抗壓承載力及周邊的抗沖切承載力。

3.2.4 切割原結構與原基礎的連接

1）施工要點。截斷施工應在上下軌道結構體系、托換結構體系的材料強度達到設計要求后進行。截斷施工前，應確認移動裝置的位置和方向正確無誤，截斷施工過程中不能改變移動裝置的位置和方向。截斷施工應嚴格按施工方案確定的順序對稱進行。截斷施工時，應監測柱及托換結構體系的狀態變化，包括墻豎向變形、托換結構的異常變形或開裂等，受力較大的關鍵部位可進行應力監測。墻和柱截斷施工宜采用水鉆，避免產生過大的振動或撓動。

3.2.5 平移施工具體操作步驟

1）設備工廠調試。液壓系統：采用高壓柱塞泵提供平移動力，每條滑道布置1臺60 t的平移千斤頂，額定行程為200 mm，共布置5臺千斤頂，可提供300 t的總推力，平移速度約為1.5 m/h。

2）平移鋼絞線下料。本次使用φ15.2 mm的1860級鋼絞線進行平移，下料時仔細檢查鋼絞線，不得有銹蝕、泥污、塵土等，確保平移安全可靠。

根據滑移長度對鋼絞線下料，長度為凈距＋1 000 mm，平移設置5條滑道，5束鋼絞線，每束15根鋼絞線。鋼絞線分為左旋與右旋，穿束時左旋與右旋各一半，防止平移過程中千斤頂缸內轉動。

3）平移設備整體安裝調試。接好電路和油路，調試平移設備，確保平移工作無誤。

4）鋼絞線安裝：先將鋼絞線依次穿過千斤頂，按照相同空位安裝固定端錨具，擠壓制作后錨點并安裝，最后依次預緊每一根鋼絞線（圖6～圖8）。

圖6 鋼絞線預緊

圖7 后錨固點

圖8 預緊完成

圖9 滑道及滾軸

5）為觀察和評估整個平移施工系統的工作狀態和可靠性，正式平移前，按下列程序進行試平移，具體如下。

① 檢查各項準備工作是否已完成，是否具備試平移的條件。

② 為減少啟動加速度，控制泵流量，將理論平移速度控制在10 mm/min。

③ 在平移過程中做好觀察、測量、校核、分析等工作。

④ 完成長度100 mm的試平移。

6）正式平移。試平移后，經全面檢查無誤，即進入正式平移過程。按試平移時的步驟進行，如果發現有不正常現象，馬上停止，分析原因，解決后繼續進行。正常平移時每2 m停機1次，檢查各點之間誤差是否控制在20 mm以內，誤差在控制范圍內則繼續進行，若位移差超過則對平移較慢點單獨供油，以保證各點同步性。為確保平移的同步，在平移現場增加全站儀對結構位移差進行測量，作為輔助測量措施。

7）就位前準備。待結構整體平移至設計標高下方100 mm處，由總控臺發出停止命令，同時對結構的整體情況進行復測，并制定相應的糾偏措施，此過程中需要施工人員與設備控制人員統一協調行動。設備控制人員根據施工人員測量結果點動調整設備進而調整結構的位移，最終達到設定位置。

8）平移就位，千斤頂卸載。糾偏完畢，結構到達指定位置進行連接處理措施，之后拆卸平移設備及工裝。

3.2.6 平移施工監測

對建筑物的沉降、整體傾斜及裂縫進行監測，監測點應布置在對移位變化較為敏感或結構薄弱的部位，監測點的數量及監測頻率應根據需要確定。

平移過程中，隨時監測建筑物各軸移動的均勻性和方向，并應及時調整。同時，還應監測托換結構及下軌道結構體系和建筑物的變形、裂縫及不均勻沉降，并應及時處理。

3.2.7 到位后的連接

1）就位連接施工流程：建筑物到達新址就位→取出下軌道梁面的部分鋼板→對墻柱進行連接→下軌道梁頂面混凝土、托梁底面混凝土鑿毛→上、下軌道梁間進行支模澆筑混凝土連接→按原有設計方式→依次對室內進行恢復。

2）施工要點。建筑物移位至指定位置，驗收合格后實施就位連接。連接應按設計要求施工，檢查預設連接錨筋、連接預埋件的位置，避免錯漏。焊接連接時，交叉施焊并采取降溫措施。空隙的填充應密實，可采用微膨脹混凝土或無收縮灌漿料。應根據水、電、暖等設備管線的設置，預留安裝孔洞。

4 結語

利用托換技術將結構物分成原有基礎部分與遷移部分，無需對結構物進行拆除，使其整體得以有效保護。只需進行建筑物的安全加固和軌道梁施工，通過滑道推拉等技術手段，使遷移物到達新的預定位置，費用僅包括托換系統費用、新址基礎費用和移遷費用，不需要將建筑物拆除后在新址重建，節約了大量人力、材料、機械臺班費用，避免了建筑物拆除和新建過程中的安全隱患。因無需使用塔吊、汽車吊等大型機械配合施工，故取得了良好的社會和經濟效益。