维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年６月 铁道工程学报 Ｊｕｎ ２００７ 第６期（总１０５） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＩＬＷＡＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＳＯＣＩＥＴＹ ＮＯ．６（Ｓｅｒ．１０５） 文章编号：１００６—２１０６（２００７）０６—００３９—０３ 与既有地铁线路接轨道岔施工方案研究 杨宝峰 程保青于春华 （铁道第三勘察设计院集团有限公司， 天津３００２５１） 摘要：研究目的：以上海地铁Ｍ８线与既有的上海地铁１号线在人民广场站接轨的工程为例，对地铁接轨道岔 的施工方法、施工工艺进行分析研究。 研究方法：搜集既有线轨道设计标准、调查研究接轨道岔现场情况及工作环境，制定施工设计原则，选择 合理的施工方案并结合实际情况选用新材料。 研究结果：与既有地铁线路接轨道岔施工方案，最终采用间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件。 研究结论：施工前应做好既有线无缝线路的放散，施工全部结束后恢复道岔两端的无缝线路，并加强两端 线路的锁定；ＦＦＵ合成轨枕侧面应做出凹凸或花纹，新老道床混凝土接触面涂刷界面剂；道岔道床始、终端及 道岔道床内设置伸缩缝，排杂散电流钢筋总截面积应满足要求并保证电气连接，尤其注意侧股道床钢筋与直 股钢筋的绑扎或焊接。 关键词：既有线路；地铁；接轨；道岔；施工；原则；方案 中图分类号：Ｕ２１５．５ ７ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｔｕｒｎｏｕｔ ｆｏｒ Ｔｒａｃｋ Ｊｏｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｅｘｉｓｔｉｎｇ Ｔｒａｃｋ ｏｆ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ ＹＡＮＧ Ｂａｏ—ｆｅｎｇ，ＣＨＥＮＧ Ｂａｏ—ｑｉｎｇ，ＹＵ Ｃｈｕｎ—ｈｕａ （Ｔｈｅ Ｔｈｉｒｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００２５ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｔｒａｃｋ Ｍ８ ｊｏｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｌｉｎｅ １ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｅｔｒｏ ａｔ Ｐｅｏｐｌｅ￣Ｓｑｕａｒｅ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｒｅ ｄｏｎｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄｓ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｓｉｎ ｓｔｇａｎｄａｒｄ ｏｆ ｔｒａｃｋ ａｎｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｏｆ ｔｒａｃｋ ｊｏｉｎｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｒｅ ｗｏｒｋｅｄ ｏｕｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｒｅ ｄｅｃｉｄｅｄ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ：Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｔｉｅｓ ａｎｄ ｆａｓｔｅｎｉｎｇｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｂｙ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｍａｉｎ Ｒａｃｋ ａｎｄ ｔｕｒｎｏｕｔ ｊｏｉｎｔｌｙ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｊｏｉｎｔｌｅｓｓ ｔｒａｃｋ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｐｒｅａｄ ｂｅｆｏｒｅ ｊｏｉｎｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔｌｅｓｓ ｔｒａｃｋ ｏｎ ｔｈｅ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｔｕｒｎｏｕｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ａｎｄ ｂｌｏｃｋｅｄ．Ｔｈｅ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ＦＦＵ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｔｉｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｃａｖｅ—ｃｏｎｖｅｘ ｏｒ ｉｆｇｕｒｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｒａｃｉａｌ ａｇｅｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｎｔｅｄ ｏｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｎｅｗ ａｎｄ ｏｌｄ ｒｏａｄｂｅｄｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｊｏｉｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｍａｉｎｅｄ ｏｎ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｒｏａｄｂｅｄ ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏａｄｂｅｄ ｏｆ ｔｕｒｎｏｕｔ．Ｔｈｅ ｔｏｔｌ ａｒａｅａ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ ｓｒａｙ ｔｃｕｒｒｅｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｅｌｅｃｔｉｃａｒｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ，ｅｓｐｅｃｉｌｌａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｄ ｔｏ ｂａｎｄｉｎｇ ｏｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｓ ｏｆ ｓｉｄｅ ｓｔｒａｎｄ ｒｏａｄｂｅｄ ａｎｄ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｒｏａｄｂｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ；Ｍｅｔｒｏ；ｔｒａｃｋ ｊｏｉｎｉｎｇ；ｔｕｒｎｏｕｔ；ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ；ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｐｒｏｇｒａｍ 收稿日期：２００７—０４—２７ 作者简介：杨宝峰，１９７２年出生，男，高级工程师。 维普资讯 http://www.cqvip.com 铁道工程学报 ２００７年６月 １ 工程概况 １．１ ＭＳ线与既有１号线接轨方案 正在建设的上海地铁Ｍ８线与既有的上海地铁 １号线（始建于１９９１年，１９９５年开通运营），均在人民 ２接轨道岔施工方案选择 ２．１方案简述 以下方案均建立在不改变道岔结构的基础上，设 广场设站（地下站），Ｍ８线在人民广场站设置了一条 存车线，存车线利用Ｍ８线与１号线之间形成的空间布 置。由于１号线建设时，Ｍ８线尚无兴建计划，因此，已 计一组正线与单开道岔共用短轨枕和扣件（弹条不 变）。在接轨道岔位置，利用１号线夜间停运时间进 行施工。 ２．１．１方案Ｉ：间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣 竣工的１号线与Ｍ８线存车线的连接仅预留了出岔位 置，并未铺设道岔，而以正线方式运行。Ｍ８线与１号 线分别通过该站南端设置的单渡线，将上下行正线与 存车线连通，并与存车线组合形成１号线与Ｍ８线的 联络线详见图１。 人民广场站 ．堂皇路站Ｉ Ｍ８线 ｌ 。＼．淮避堕堕． ／’。预留遵岔位置 。、 Ｉ ｌ 地铁一号线 Ｉ ．７。 图１接轨方案示意图 １号线与Ｍ８线接轨点即预留出岔位于直线地段、 无缝线路缓冲区范围内，缓冲区为３根６０ ｋｇ／ｍ、２５ ｉｎ 长的标准轨，铺设长轨枕式整体道床，长轨枕根数为 １ ６８０￣Ｊｋｍ，扣件为ＤＴＩＩＩ型弹性分开式扣件。接轨点 处有地下连续墙，接轨道岔施工时，应首先拆除该段地 下连续墙，并将地下连续墙处强弱电电缆、水管等管线 设施进行拆迁。 １．２接轨道岔设计原则 （１）接轨道岔施工过程中，应确保１号线正常运 营； （２）接轨道岔施工结束后，恢复１号线无缝线路 设计标准； （３）接轨道岔采用１号线标准，便于该线统一管 理，不需增加备品、备件种类。 接轨道岔为（６０ ｋｇ／ｍ钢轨９号单开道岔》，单开 道岔主要尺寸如图２所示，采用ＤＴⅢ型扣件，短轨枕 式整体道床。 图２单开道岔示意图（单位：ｍｍ） 件方案 采用隔３根长轨枕凿除１根长轨枕及周边道床混 凝土（即“隔三拆一”），并按设计位置，抽换为共用短 轨枕的方式进行间隔施工如图３所示。利用正线扣件 固定钢轨，维持１号线正常运营，但需慢行通过。 图３间隔施工示意图 待全部抽换完毕，在正线一侧按设计位置铺设道 岔侧股道床混凝土，最后拆除正线钢轨及扣件，铺设道 岔钢轨件及其他零件，并利用道岔扣件固定。 ２．１．２方案Ⅱ：分段钢枕置换方案 分段凿除既有线接轨道岔位置的正线长轨枕及周 边道床混凝土，铺设钢枕，将钢枕用临时扣件与正线钢 轨连接，钢枕两端用扣轨梁支撑，维持１号线正常运 营，但需慢行通过。钢枕位置应避开以后铺设的共用 短轨枕，其分段范围可根据施工水平确定，确保白天运 营。待道岔范围内长轨枕全部用钢枕置换后，进行正 线的换铺，并按设计位置悬挂共用短轨枕，安装正线扣 件，浇注共用短轨枕下混凝土支撑墩（待支撑墩达到 强度后共用短轨枕方能受力）。待支撑墩达到强度后 拆除钢枕及两端用扣轨梁支撑，浇注正线道床混凝土， 然后进行下一段施工，直至正线道床混凝土施工完毕。 在正线一侧按设计位置铺设道岔侧股道床混凝 土，最后拆除正线钢轨及扣件，铺设道岔钢轨件及其它 零件，并利用道岔扣件固定。 ２．１．３方案Ⅲ：长岔枕填充碎石道床方案 分段凿除既有线接轨道岔位置的正线长轨枕及周 边道床混凝土，铺设木岔枕碎石道床，将木岔枕用扣件 与正线钢轨连接，维持１号线正常运营，但需慢行通 维普资讯 http://www.cqvip.com 第６期 杨宝峰程保青 于春华：与既有地铁线路接轨道岔施工方案研究４ １ 过。待道岔范围内长轨枕全部用木岔枕置换后，拆除 正线钢轨及扣件，铺设道岔钢轨件及其它零件，并利用 道岔扣件固定。 木岔枕碎石道床道岔运营一段时间道碴稳定后， 用压力灌注矽化水泥砂浆或其它早强快硬材料（如乳 化沥青水泥砂浆固结材料、ＣＺＭ无收缩灌浆材料等） 将碎石道床固结，成为碎石固结道床。 ２．２方案的优化 ２．２．１接轨道岔施工方案的确定 以上三方案均符合设计原则要求，其中“方案Ⅱ” 需特制一组过渡用的钢枕和支撑设备，工程费用较高， “方案Ⅲ”碎石道床需灌注特殊灌注材料，固结道床与 两侧线路的弹性不一致，施工过程中可能对工作环境 造成污染。“方案Ｉ”不存在以上缺点，施工简便，同 时接轨道岔与两侧线路的设计标准一致，不会给运营、 维修带来不便。 因此，接轨道岔施工采用方案Ｉ“隔三拆一”间隔 抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件方案。 由于以上三方案均存在需设计一组正线与单开道 岔共用短轨枕和扣件的缺点，尚需对施工方案进一步 优化。 ２．２．２ ＦＦＵ合成轨枕的选用 ＦＦＵ合成材料是用玻璃长纤维强化热固化树脂发 泡体而制成的，具有木材的质感、重量轻、强度高、耐腐 蚀、绝缘性能好、不吸水等特性，同时兼备木材与塑料 的优点。ＦＦＵ合成材料能具有与木材同样的加工性能 （锯切、钻孔、粘接等），但拧入的螺钉其抗拨力比木材 大，同时能反复拧入、拧出强度不降低，废弃螺钉孑Ｌ可 进行封填外观整洁。 因此，本工程采用ＦＦＵ合成材料代替混凝土制造 的短轨枕，可解决短轨枕种类多，增加备品引起工程造 价高，以及加工制造等诸多问题。 ３接轨道岔的施工 ３．１施工方法 首先在１号线接轨道岔位置的既有正线道床上精 确测出基标位置并设置标记，用油漆在道床或轨枕上 标出用新设共用短轨枕的位置。将接轨道岔处既有正 线钢轨按道岔长度锯切，预留轨缝并保证既有正线轨 道电路畅通。 钢轨锯切后采用隔３根长轨枕凿除１根长轨枕及 周边道床混凝土（含道床上层钢筋），并且左右２股交 错循环进行，分四次循环施工完毕。 按照设计位置安装共用短轨枕，浇注道岔直股道床 混凝土（未形成强度前不能受力），待道床混凝土形成强 度后，在共用短轨枕上钻孔，安装正线扣件固定钢轨。 在接轨道岔位置的一侧清理场地，进行道岔侧股 道床施工，绑扎道床钢筋，架设短轨枕，在可能条件下， 铺设道岔侧股钢轨，浇注道岔侧股道床混凝土。 全部换铺道岔钢轨件及扣件，封填共用短轨枕的 废弃螺栓孔，按道岔扣件要求钻孔，利用道岔扣件固定 道岔钢轨件。 ３．２施工工序 参照图４，接轨道岔的施工依下列顺序进行： 首先进行转辙器直股部分道床施工图４中（１）； 再进行转辙器侧股部分道床施工图４中（２）；然后进 行辙叉部分道床施工图４中（３）；最后进行转辙器至 辙叉之间的道岔直股部分道床（含护轨）施工图４中 （４），及侧股部分道床施工（含护轨）图４中（５）。 图４施工工序示意图 为了保证道床在施工期间１号线的正常运营，在 共用短轨枕（ＦＦＵ合成轨枕）上钻孑Ｌ，安装正线扣件， 固定正线钢轨，维持１号线通车。待道床全部施工完 毕后，再拆除正线扣件，拨出正线钢轨，封填共用短轨 枕螺栓孔，拨人道岔钢轨，重新在共用短轨枕上钻孔安 装道岔扣件，固定道岔钢轨及其他配件。检查道岔的 各部状态达到设计要求后即可通畅运营。 ３．３施工工艺流程（图５） ４ 结论 随着城市轨道交通的迅猛发展，由于轨道交通网 络规划的时限ｌ生以及不断调整，新建线路与既有线接 轨工程将时有发生，接轨道岔及其它有关工程的施工 必须以不影响既有线正常运营为原则。为此，本文对 地铁接轨道岔的施工方法、施工工艺进行分析研究，最 终采用间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件方案， 并提出了施工顺序和工艺流程。该方案分４个循环步 骤完成，选用ＦＦＵ合成材料制造短轨枕，简化了短轨 枕的设计与制造，满足设计要求。另外，为确保施工质 量特提出几点注意事项： （１）接轨道岔的施工首先要做好施工组织设计， 组成专业的施工队伍，由专人负责施工质量和施工安 （下转第４１页） 维普资讯 http://www.cqvip.com 第６期 陈淑娟 赵陆青：南仓特大桥桥上无缝线路设计 ４７ Ｅ一２ｏ－的概率，即无缝线路稳定状态的置信度为 （３）加强无缝线路稳定性国内有不同的方法，如 ９７．７２％，如图８所示。 外侧支挡结构、侧向拉杆结构和横向阻力器方式。特 ，【 Ｊ 别是横向阻力器为一种刚刚研制的新型结构，制作、搬 运和安装均方便，且桥上和路基都可以使用。目前除 稳定置信区间 ｌ——————一 在南仓特大桥上使用，在丰准线小半径曲线地段等也 普遍采用，是值得推广的结构。实践可以证明，该结构 一一 对保证无缝线路稳定性确实有明显的效果。 参考文献： Ｅ一２０－ 阻力 ［１］ 广钟岩，高慧安．铁路无缝线路［Ｍ］．北京：中国铁道出 版社，２００１． 图８结构稳定置信度与置信区间 范俊杰．现代铁路轨道［Ｍ］．北京：中国铁道出版社， ２００３． ７ 结论 盛骤，谢式千，潘承毅．概率论与数理统计［Ｍ］．北京：高 通过以上计算和分析，得出以下结论： 等教育出版社，１９９５． （１）刚构连续梁桥上无缝线路伸缩力，根据结构 １ｊ 徐萃微．计算方法引论［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１ｊ １９９２． 分析可以按本文中计算模型利用计算机程序计算。其 杨伟军，赵传智．土木工程可靠度理论设计［Ｍ］．北京： 中线路阻力对梁的变形影响很小，可以忽略不计。桥 人民交通出版社，１９９９． 墩对梁的变形影响随墩刚度增加而增大，当采用高墩， 陈秀方，娄平，向延年，等．无缝线路原始弯曲的极值概 即墩顶纵向刚度较小时，影响也较小。 率分析［Ｊ］．中国铁道科学，１９９９，２０（１）：１７—２２． （２）桥上无缝线路和无缝线路稳定性计算参数可 赵志军，陈秀方．无缝线路稳定性计算模型的研究［Ｊ］． 按规范选取，但有条件应以实测为准，线路纵、横向阻 长沙铁道学院学报，２００１，１９（３）：３２—３７． 力现场实测更重要。 （编辑马丽张滨） （上接第４１页） 测设基标 电务人员配合，钢轨接头应确保轨道电路的畅通，次１３ 锯切既有钢轨，确保轨道电路畅通 （含竣工后）恢复运营时保证信号显示正确。同时，应 与其它系统的维修养护工作协调进行，避免发生干扰。 凿除既有短轨枕及周边道床混凝土 （２）施工前应做好既有线无缝线路的放散，施工 按 堂 匾 匦Ｉ 全部结束后要恢复道岔两端的无缝线路并加强两端线 隔 三 植筋及涂刷界面剂Ｉ 路的锁定。 拆 — 钢筋绑扎及防杂散电流钢筋的电气连接 （３）ＦＦＵ合成轨枕侧面应作出凹凸或花纹，增强 法 施 安装共用短轨枕，钻孔 轨枕与道床混凝土的结合力，新老道床混凝土接触面 工 安装正线扣件，固定正线钢轨 涂刷界面剂，加强新老道床混凝土的粘结力，提高道岔 调正钢轨位置，浇注道床混凝土 道床的整体性和稳定性。 维持正线运营Ｉ ｌ拆除既有正线钢轨ｌ Ｉ拆除既有钢轨的支撑 （４）道岔道床始、终端及道岔道床内应按设计要 封填短轨枕废弃螺栓孔 求设置伸缩缝，排杂散电流钢筋总截面积应满足要求 重新钻孔，安装道岔扣件 并保证电气连接。特别注意侧股道床钢筋与直股钢筋 拨人道岔，固定道岔钢轨 的绑扎或焊接。 精调道岔尺寸，验收 参考文献： 道岔开通运营 ［１］ＣＢ ５０１５７－－２００３，地铁设计规范［Ｓ］． ［２］ＣＢ ５０２９９－－１９９９，地下铁道工程施工及验收规范［Ｓ］． 图５施工工艺流程图 ［３］ 于春华．浅析城轨交通道岔整体道床施工［Ｊ］．铁道工 全。每个施工单元工作必须当工作１３完毕，施工时应有 程学报，２００６（５）：８８—９０． （编辑马丽张滨）