地鐵運(yùn)營線路橋梁支座更換施工組織管理研究

李志斌、陳濤

（北京京港地鐵有限公司，北京 100068）

0 引言

隨著橋梁運(yùn)營年限的增長，支座病害突出，支座更換需求日益增多，同步頂升技術(shù)通過PLC 控制系統(tǒng)結(jié)合千斤頂和同步頂升設(shè)備，將梁體抬升后，完成病害支座的更換工作。梁玉雄等對行車狀態(tài)下的橋梁支座更換方法進(jìn)行了研究；牛建剛、趙蒙蒙等以海鋪立交D 匝道工程為背景，對同步頂升法在連續(xù)箱梁橋支座更換中應(yīng)用進(jìn)行研究；黃強(qiáng)對簡支變連續(xù)梁橋在縱向逐墩或多墩、橫向同步頂升方案下進(jìn)行的支座更換進(jìn)行了研究；江瑋等對在不中斷交通情況下病害支座更換施工進(jìn)行了研究；陳露曄等對簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋支座更換問題進(jìn)行研究；樊葉華等結(jié)合江陰大橋北引橋支座更換維護(hù)項(xiàng)目，對液壓整體同步頂升技術(shù)在支座更換施工中應(yīng)用進(jìn)行了研究。本文結(jié)合具體工程對其施工過程中的組織協(xié)調(diào)工作進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，得出的優(yōu)化方法對更換支座技術(shù)的發(fā)展具有一定的工程應(yīng)用意義。

1 工程概況

某市地鐵大張線新西至紅門高架橋段32～34 號墩中10 個支座（見圖1 深色圓標(biāo)示）出現(xiàn)下支座板被壓入墊石內(nèi)，支座傾斜轉(zhuǎn)角超出設(shè)計限值20%以上，達(dá)到嚴(yán)重病害等級，需要及時進(jìn)行更換。32～34 號墩為Π 式墩，其對應(yīng)上部結(jié)構(gòu)為2×45m 跨徑雙箱單室鋼混結(jié)合梁（簡支），梁高3m，梁頂寬9m，底寬6m。

圖1 32～34 號墩頂病害支座分布圖

2 施工方案

32～34 號墩病害支座均在45m 簡支鋼混結(jié)合梁下部，擬對兩跨箱梁進(jìn)行單梁單端同步頂升，然后再進(jìn)行支座處理更換（見圖2），頂升高度最高10mm。施工在夜間地鐵停運(yùn)后進(jìn)行，每天頂升、落梁各一次，恢復(fù)線路后，運(yùn)營期間限速45km/h 運(yùn)行至所有支座更換完成。

圖2 32～34 號墩頂病害支座頂升示意圖

10 個病害支座分批次進(jìn)行更換，頂升更換支座總體步驟如下：

第一步：34 號墩梁體單端同步頂升10mm，更換34-4 支座(作為試驗(yàn)段施工)。

第二步：32 號和34 號墩頂梁體單端同步頂升10mm，更換32-4 和34-3 兩個支座。

第三步：33 號墩頂梁端同步頂升10mm，更換33-2、33-6 和33-8 三個支座。

第四步：33 號墩頂梁端同步頂升10mm，更換33-1、33-3、33-5、33-7 四個支座。

每步均需要進(jìn)行拆除支座和換新支座兩次頂升作業(yè)。

3 施工組織管理難點(diǎn)分析

該工程的難點(diǎn)是在運(yùn)營線路進(jìn)行支座更換，只能在夜間停運(yùn)后作業(yè)，時間短；支座更換期間要保證白天列車運(yùn)營安全。因此，該工程施工組織管理難點(diǎn)是將運(yùn)營配合和工程實(shí)施相結(jié)合，及時解決項(xiàng)目報備、限速影響、運(yùn)營指標(biāo)考核、施工手續(xù)辦理、運(yùn)營設(shè)備拆除和恢復(fù)、橋上工作與橋下工作聯(lián)動、橋梁頂升、支座更換等各道流程中出現(xiàn)的問題，保障支座更換順利實(shí)施。

4 施工組織架構(gòu)

成立由建設(shè)單位、設(shè)計單位、運(yùn)營單位、施工單位及外部專家等組成的聯(lián)合指揮部。

4.1 聯(lián)合指揮部組成及職責(zé)

聯(lián)合指揮部由總指揮、技術(shù)組、工程實(shí)施組代表、運(yùn)營配合組、現(xiàn)場辦公室、應(yīng)急組等組成。

其一，總指揮負(fù)責(zé)最終決策并發(fā)布命令。其二，技術(shù)組由專家、設(shè)計、監(jiān)理代表組成，負(fù)責(zé)現(xiàn)場情況研判及技術(shù)指導(dǎo)。其三，工程實(shí)施組代表由線上施工、線下施工、監(jiān)測等各方代表組成，負(fù)責(zé)與線上施工、線下施工中對應(yīng)的單位人員聯(lián)絡(luò)、傳達(dá)命令；遇到突發(fā)情況時負(fù)責(zé)制定搶修方案；保證工程的順利實(shí)施。其四，運(yùn)營配合組由地鐵運(yùn)營管理各部門代表組成，負(fù)責(zé)與線上施工中對應(yīng)的部門人員聯(lián)絡(luò)、傳達(dá)命令；遇到突發(fā)情況時，配合工程組實(shí)施搶修方案及運(yùn)營配合工作。其五，現(xiàn)場辦公室由施工單位部分工作人員組成，負(fù)責(zé)后勤保障、信息報送及相關(guān)資料收集等工作。其六，應(yīng)急組由以上各組人員遇突發(fā)情況時轉(zhuǎn)換角色組成，負(fù)責(zé)突發(fā)情況的應(yīng)對。

4.2 工程實(shí)施組

工程實(shí)施組由線上施工組、線下施工組、監(jiān)測組、監(jiān)理組等組成。

其一，線上施工組由軌道防護(hù)施工人員、橋面附屬設(shè)施施工人員組成，負(fù)責(zé)軌道防護(hù)、相關(guān)橋面附屬設(shè)施的具體施工操作，并向指揮部對應(yīng)人員匯報每一步進(jìn)展。其二，線下施工組由橋梁頂升、支座更換施工人員組成，負(fù)責(zé)橋梁頂升、支座更換的具體施工操作，并向指揮部對應(yīng)人員匯報每一步進(jìn)展。其三，監(jiān)測組由監(jiān)測施工人員組成，包括線上監(jiān)測組、頂升平臺監(jiān)測組、監(jiān)測數(shù)據(jù)采集組、監(jiān)測數(shù)據(jù)編制報送組，負(fù)責(zé)對設(shè)計要求的所有項(xiàng)目的監(jiān)測，并實(shí)時將所有監(jiān)測數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程傳輸方式顯示到現(xiàn)場指揮部大屏幕上。其四，監(jiān)理組由監(jiān)理單位工作人員組成，負(fù)責(zé)對所有施工環(huán)節(jié)進(jìn)行確認(rèn)驗(yàn)收。

4.3 運(yùn)營配合組

運(yùn)營配合組下設(shè)專業(yè)小組，以配合支座更換工作。各專業(yè)小組提前調(diào)查涉及的工作內(nèi)容，制定配合方案，配置應(yīng)急搶險設(shè)備。

4.3.1 綜合組

根據(jù)市交通運(yùn)輸部門相關(guān)文件要求，將該工程實(shí)施方案、運(yùn)營配合方案、安全保證措施、風(fēng)險分析、應(yīng)急預(yù)案和專家評審意見等報市交通運(yùn)輸部門備案。

4.3.2 運(yùn)輸配合組

（1）支座更換頂升當(dāng)天配合施工的登記、工具人員清點(diǎn)、銷點(diǎn)等。如出現(xiàn)施工延誤情況，影響頭班車的開通時，及時啟動應(yīng)急預(yù)案。

（2）支座更換頂升當(dāng)天安排2 臺軌道車和司機(jī)配合施工，設(shè)備設(shè)施恢復(fù)完成后，上下行同時軋道2 次。

（3）現(xiàn)場確認(rèn)限速牌安裝位置和方式，在人工駕駛模式時，按區(qū)段限速牌的速度行車。在限速運(yùn)營期間，做好乘客的疏導(dǎo)和解釋。

（4）依據(jù)施工方案，施工期間白天運(yùn)營時段需要限速45km/h 運(yùn)行。因此，需要測算限速45km/h 對列車延誤的影響，與市軌道交通指揮中心（TCC）溝通運(yùn)營指標(biāo)考核事項(xiàng)。該工程經(jīng)測算對鄰站列車到站造成最大3 分鐘的延誤。

4.3.3 設(shè)備設(shè)施配合組

橋梁：影響頂升設(shè)施主要包括疏散平臺、雨落管、電纜槽、欄桿擋板等。頂升施工前完成影響頂升設(shè)施的拆除或斷開。

軌道：支座更換頂升時拆卸頂升范圍前后各10m的軌道扣件，落梁后恢復(fù)線路。施工期間與第三方監(jiān)測單位緊密聯(lián)動，若出現(xiàn)軌道變形超過報警值，及時調(diào)整軌道幾何形態(tài)，保證行車安全。

供電、通號：支座更換頂升時需拆除影響范圍內(nèi)接觸軌夾板4 套、接觸軌防護(hù)罩10 塊、電纜支架4 處和梁端處接觸軌絕緣支座，落梁后安裝緊固。頂升期間安排專人監(jiān)護(hù)通號設(shè)備。

4.3.4 宣傳配合組

根據(jù)綜合組和運(yùn)輸組對運(yùn)輸?shù)挠绊懺u估，確定對外宣傳的方式和信息內(nèi)容，施工前啟動宣傳工作；施工過程中持續(xù)在傳統(tǒng)媒體、新媒體和熱線端做好宣傳解釋。在限速期間如出現(xiàn)突發(fā)情況，及時啟動公關(guān)應(yīng)急預(yù)案。

5 工程實(shí)施

5.1 總體施工工藝流程

施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 總體施工工藝流程圖

5.2 每日頂升施工流程及時間分配

支座更換實(shí)施過程中需要運(yùn)營配合組與工程實(shí)施組密切配合，所有工作需在0：30～4：00 間的210 分鐘內(nèi)完成（見圖4）。因此，各道工序時間節(jié)點(diǎn)需要嚴(yán)格控制，不能超時。每次頂升作業(yè)完成后，進(jìn)行總結(jié)分析，優(yōu)化各道工序，節(jié)省作業(yè)時間。

圖4 頂升施工流程及時間分配圖

5.3 支座更換處理工藝

第一，橋梁頂升到10mm 后，將千斤頂上的機(jī)械螺旋裝置擰緊支撐，同時千斤頂保壓，然后開始拆除舊支座。

第二，將支座上下連接螺栓拆除，然后整體拉出舊支座（見圖5），如支座墊石影響支座拉出，則需在頂升前先鑿除部分墊石。

圖5 整體拉出舊支座

第三，支座拉出后，擰松千斤頂上的機(jī)械螺旋，然后整體降落至原標(biāo)高，同時通過千斤頂壓力數(shù)據(jù)確定未更換的支座受力同初始狀態(tài)一致，再將千斤頂上的機(jī)械螺旋裝置擰緊支撐，同時千斤頂保壓，滿足白天運(yùn)營要求，然后開始墊石處理工作。

第四，此次支座病害主要是支座下擺傾斜，所以需將墊石內(nèi)的螺栓連接套筒剝離出來，然后將四個套筒頂標(biāo)高處理至原標(biāo)高。

第五，套筒處理完成后重新灌注墊石，墊石標(biāo)高以原梁體底到墩頂?shù)母叨葴p去新支座的高度來控制。此外，新支座的高度需考慮扣除支座壓縮彈性變形量（通過承壓試驗(yàn)確定）。

第六，再次頂升安裝新支座，落梁就位。

5.4 施工監(jiān)測

為保證橋梁的整體姿態(tài)，需要對頂升高度、頂升壓力、梁體水平和豎向位移、軌道標(biāo)高和幾何尺寸、橋墩標(biāo)高等進(jìn)行監(jiān)測，為施工和運(yùn)營提供保障。

6 風(fēng)險分析及應(yīng)急預(yù)案

成立由建設(shè)單位、外部專家、設(shè)計單位、運(yùn)營單位、監(jiān)測單位、施工單位等組成的應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)。監(jiān)測單位監(jiān)測頻率與頂升施工工序相適應(yīng)，關(guān)鍵工序（頂升）加密監(jiān)測頻率，監(jiān)測數(shù)據(jù)及時報送到建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、施工單位和運(yùn)營公司，同時按照設(shè)計提出的控制值進(jìn)行預(yù)警。

6.1 風(fēng)險分析

經(jīng)分析，風(fēng)險分析包括頂升設(shè)備風(fēng)險、梁體風(fēng)險、更換支座風(fēng)險和軌道等設(shè)施恢復(fù)不及時的風(fēng)險。

6.2 應(yīng)急預(yù)案

制定油缸壓力過大、油缸至臨界值后橋梁仍未頂升、分配梁變形過大、油管漏油、中間環(huán)節(jié)施工時間超限、頂起后無法落梁、鋼軌沒按預(yù)定方案落槽、運(yùn)營時間軌道幾何尺寸超限、梁體橫向或豎向位移超限、斷軌等各類意外的應(yīng)急預(yù)案。

7 結(jié)語

此次支座更換施工，在聯(lián)合指揮部統(tǒng)一指揮下，通過運(yùn)營配合組和工程實(shí)施組的密切配合，經(jīng)歷8 次梁體頂升，順利完成了病害支座更換，為未來地鐵運(yùn)營線路支座更換施工組織管理提供了借鑒。