摘要:随着新时代铁路的高速发展,客运业务的快速增加,原有的客运流量已不能满足人民日益增长的美好生活需求,因此,需要进行站改工程,一般采用半边停运改造,半边运营的过渡方案。这就导致了站台墙的加固范围直接决定了过渡时期客运流量的大小。本文结合某既有铁路站场改造项目实际情况,对站台墙加固技术进行了研究,放弃了常规的要天窗双侧加固站台墙施工方案,而采用无天窗单侧加固站台墙施工方案,阐述了施工技术创新亮点及具体的施工工艺,为邻近既有线站台墙的施工提供参考。
关键词:邻近既有线;单侧加固站台墙;技术运用;
引言
在站改工程中,邻近既有线站台墙施工已经成为站场施工中常见的一部分内容,目前站台墙加固技术都是采用双侧加固,若支模体系操作空间侵入营业线设备安全限界,则需要申请天窗施工,施工效率低、风险高、施工工期长且成本高;若支模体系操作空间足够,不需申请天窗就需多占用一条轨道的范围,减小了客运流量。伴随着铁路在综合交通运输体系中的地位和作用进一步提升,传统的邻近既有线双侧加固站台墙施工技术已不再适用于当今高速铁路发展需求。因此,急需寻找在不需要申请天窗的情况下,减小支模操作空间,多腾出一条运营轨道,增大过渡时期客运量,方便旅客出行的解决方案。所以,如何更安全、更高效、少占用站场空间进行站台墙施工值得大家研究和探讨。
1、工程概况
某既有铁路站场改造项目需在既有普速I道边新建站台墙,站台墙边缘离既有Ⅰ道中心仅2.6米。按照目前中国国家铁路集团有限公司的相关要求,需要在既有I道和新建站台墙之间设置围挡,围挡离既有Ⅰ道中心距离为2.5米,因此,新建站台墙边缘离围挡中心距离仅为0.1米。在新站台施工完毕后,启用新建站台,拆除既有I道进行倒边过渡施工,具体关系如图1所示。
图1 既有普速I道与新建站台墙位置关系剖面图
2、站台墙施工的技术难度和重点
(1)、站台墙距离围挡仅有0.1米,在有限的空间内如何安装模板,有效的保证墙体的垂直度、平整度,克服常见的帐模、漏浆、错台等质量通病,减小对围挡的影响,墙体不发生倒塌是本工程的难点。
(2)、施工期间,干扰较大,旁边的轨道有通行的列车通过,必须把行车安全放在首位。
3、实施方案
3.1、施工技术创新亮点
(1)、为了预防站台墙接缝处混凝土不平整,要求在两块模板接缝处用一根木方对准缝中间进行支撑,让拼缝处模板变形被木方限制。
(2)、墙顶部模板用专用的高温防腐木进行支撑,防止使用过程中因温差较大导致木材变形,最终浇筑完混凝土的站台墙顶部线条不顺直,影响美观。
(3)、由于站台墙墙身距离围挡仅有0.4米,除掉模板支撑主次龙骨0.15米,仅剩0.25米的操作空间和模板加固空间,为了避免对围挡的影响,靠近既有线侧墙身不采用加固体系,采用远离既有线侧模板单边加固方案。最重要的是如何保证两侧模板形成一个固定的整体才能让单边加固方案更有效。采用新型三段式止水螺杆有效的解决了此问题,让中间内置部分代替传统的水泥条内撑控制墙体厚度,避免了水泥条不牢固而掉落,影响两侧模板的整体稳定性。新型止水螺杆有由内杆、外杆、塑料椎体、山型卡、螺母组成。内杆的两头设有连接外螺纹;外杆的一头设有连接内螺纹,另外一头设有连接山型卡的内螺纹。内杆的长度由墙体的厚度决定,即墙体厚度等于内杆长度+两端塑料椎体的长度,两端塑料椎体起着固定模板的作用,具体如图2所示。
(4)、墙身用PVC管做为泄水孔,在浇筑站台墙时其刚度可能不够,容易变形,在里面放置装满砂子的塑料袋,同时在泄水孔顶处安装不锈钢金属网防止老鼠等进入墙洞,同墙体混凝土一起浇筑成型。
(5)、由于站台墙墙顶、墙身、墙趾组成了中括号“[”形状,同时因墙体顶部边缘离围挡水平距离只有0.1米,就又构成了“口”字造型,其尺寸为宽度0.4米,高度1.9米。按照常规的做法,在墙体所有钢筋绑扎完成后进行模板支设,踏着墙趾钢筋上的临时脚手板,弯着腰通过“口”字型空间搬运模板至施工地点,既要防止模板撞着墙顶部钢筋又要防止脚下的钢筋绊倒自己,存在着较大的风险。针对于此,为了行走在混凝墙趾上,决定把站台墙分成两次浇筑,第一次浇筑墙脚的混凝土,第二次浇筑墙身和墙顶混凝土。为了能增大人员的操作空间,减小在狭小的空间中的搬运距离,能使模板从墙钢筋顶部翻过墙体到达另一侧,墙体钢筋需在墙身中部处断开。
(6)站台墙墙身有两个面,一面为靠近既有线侧,一面为远离既有线侧。为了减少模板在狭小空间中的拼装时间,减少占用列车通行之间的间隔时间,就需要在木工加工棚制作小拼单元,搬运至现场进行安装。小拼单元主要采用3块木工板和数条次龙骨木方拼装而成,包括墙身和墙顶的模板。
图2 新型三段式止水螺杆
(7)为了防止靠近既有线侧模板在列车通行时发生倾倒现象,对小单元模板用钢丝绳和钢管临时卡住。在墙身钢筋绑扎完毕检查合格后,进行远离既有线侧墙体模板的支设施工。在支设施工时,需拆除靠近既有线侧临时加固模板的拉绳和钢管,用设计的新型三段式止水螺杆连接站台墙两侧模板,并重新用拉绳和钢管对另一侧墙体模板进行临时加固。原则上拆除靠近既有线侧一小单元模板,临时加固另一侧小单元模板,严禁全部拆除后进行模板加固,避免邻近来车时加固不完,可能导致事故的发生。
(8)单侧加固站台墙主要是利用木方次龙骨、双钢管主龙骨和斜撑组成的三角桁架,固定在预埋钢管上作为模板的支撑系统。双钢管主龙骨在斜撑处需采用单根,其它部位均为双钢管,方便斜撑同主龙骨进行扣件连接,形成一个固定支座。同时用钢丝绳柔性连接双钢管主龙骨,防止模板可能向既有线侧倾倒。在钢丝绳固定模板时,为了便于检查,在绳头尾部加一个保险绳卡,并放出一个“安全弯”,当接头的钢丝绳发生滑动时,“安全弯”即被拉直,可及时采取相应措施,保证作业安全。
(9)、在浇筑站台墙完毕后,再次对站台墙的垂直度和檐口直线度进行检查,在混凝土初凝前完成校对工作,避免发生站台墙侵限。
3.2、施工准备
(1)熟悉掌握列车运行图和通过时刻表,在列车通行的时候停止机械作业和小拼单位模板搬运作业,确保万无一失。
(2)施工安全协议书已签订,施工前与工务、电务、车务等各个部门取得联系,并查看了施工现场,确保管线等已迁改,有安全应急措施。
(3)既有普速1道与新建站台墙之间的防护围挡已隔离完成。
(4)施工方案已经过审批合格,施工负责人和其它相关人员经过培训并考试合格。
(5)在施工现场设置防护人员,禁止他人翻越防护围挡。
3.3、施工工艺
基槽开挖→混凝土垫层浇筑→墙脚钢筋、模板安装→ 墙脚浇筑混凝土→靠近既有线侧墙身模板支设 →墙身和墙顶钢筋绑扎→ 远离既有线侧墙身模板临时支设→站台墙模板整体加固→ 站台墙混凝土浇筑
3.4、具体施工方法
(1)、基槽开挖
在施工之前必须会同设备管理部门对红线范围内管线进行调查、确认。首先挖探沟明确管线位置,开挖探沟时不得使用机械开挖,对已暴露的管线必须采取保护措施。按照图纸要求和设计要求对站台墙位置进行定位放线,由于最深处挖土量仅有35cm,为了减少对防护围挡的影响,基槽开挖尽量选择在天气良好的情况下采用人工开挖。同时在开挖前需要设置排水沟,避免下雨长期浸泡地基可能影响防护围挡的安全。
(2)、混凝土垫层浇筑
在基槽开挖平整完成后,及时进行验槽,达到设计要求后,进行站台墙的定位,力争以最快的速度浇筑完毕混凝土垫层,避免由于天气的不确定性,下雨可能影响围挡地基造成防护围挡的安全。
(3)、墙脚钢筋、模板安装
在墙脚钢筋施工之前,按照施工图纸要求在垫层上划好钢筋位置线和模板位置线,根据位置线安装钢筋。钢筋安放完毕后,用混凝土垫块支顶底板钢筋,垫层厚度等于保护层厚度,按800mm*800mm梅花形布置。墙身的插筋与墙脚钢筋要固定绑扎牢固,确保位置准确,必要时附加钢筋电焊牢固。
(4)、墙脚混凝土浇筑
站台墙混凝土的等级为C25,采用商品混凝土,在混凝土施工前事先对搅拌站的混凝土质量进行详细调查,专人监控搅拌站是否按配合比下料,以保证混凝土质量,在浇筑现场先核对送料单,并在现场对混凝土塌落度进行检查,塌落度允许偏差±2cm,不合格的混凝土禁止浇筑。
(5)、靠近既有线侧墙身模板临时支设
利用行车间隙时间搬运小拼单元模板至靠近既有线侧墙身,其余时间进行模板临时加固。为了防止模板在列车通行时发生倾倒现象,对小单元模板用钢丝绳和钢管临时卡住。钢丝绳和钢管固定在埋入地下的钢管上,间距为3米,形成一个可靠的系统。
(6)、墙身和墙顶钢筋绑扎
剩余的墙上身和墙顶钢筋绑扎在已浇筑完毕的混凝土墙下身插筋上,墙身钢筋的搭接长度为650mm,在其搭接长度范围内必须保证有三根水平筋通过,搭接区内必须保证有三个绑扣。在已安装完毕的墙身钢筋上布设PVC管做为泄水孔。
(7)、远离既有线侧墙体的模板临时支设
在墙身钢筋绑扎完毕检查合格后,进行远离既有线侧墙体模板的临时支设施工。在支设施工时,需按拉绳的间距一段一段的用新型三段式止水螺杆进行内外模板的连接,同时在远离既有线侧墙体模板上用拉绳和钢管临时固定。在拆除靠近既有线侧墙体模板的拉绳和钢管时,不能一次性大面积拆除,防止远离既有线侧模板安装不及时,发生靠近既有线侧模板因火车风压力等因素倒在围墙上引起安全事故。
(8)、站台墙模板整体加固
站台墙模板加固一律采用“二根一组”钢管水平横杆主龙骨加固,模板间采用与模板配套使用的新型三段式止水螺杆连接固定,使站台墙模板形成一个刚形体,不能随意变形,模板外部受力体系仅需加固远离既有线侧模板即可。模板外部受力支撑体系除拉绳和包柱的钢管加固作用外,横向钢管外侧每隔3m设置上、中、下斜杆支撑,支撑在锚固于土中的钢管中,锚固在土中的钢管长度不小于1.5米,具体见图3所示。
图3 单侧站台墙加图剖面图
(9)、站台墙混凝土浇筑
在模板验收合格后,进行站台墙浇筑。为了防止汽车泵泵管中的混凝土可能由于压力或操作不当冲击墙顶模板而撞击围挡,造成安全隐患,故在浇筑混凝土时需要人工临时用移动小模板支挡泵管口,杜绝此类现象的发生。浇筑期间安排防护员全程监督控制,若邻线来车,立即停止作业。浇筑混凝土完毕后,测量人员对墙体进行最终复测,如需调整,则在混凝土凝固前调整完毕。
4、应急预案
4.1、方针
必须确保安全放在首位,坚持“安全第一、预防为主,综合治理”的方针。
4.2、工作原则
事故应急救援工作遵循“以人为本,强化预控、统一领导,职责明确,分级负责、依靠科技,高效抢险、反应迅速,控制蔓延,减少损失、协作救援”的原则。根据方针、工作原则成立安全事故应急救援领导小组。
4.3、应急处理措施
(1)在邻近营业线施工过程中,危及行车安全的危险源作为一号危险源,应采取措施严加控制,其事故应急救援程序如下图:
(2)造成危及行车安全的事故的起因是多样的,影响程度和范围也有所不同,如违规操作、操作失误、设备失修、材料伪劣、工序紊乱、不按已审定方案组织施工以及监督、检查、管理、协调等不到位原因均可造成不同程度的行车安全,施工安全及人员事故。
(3)、针对可能发生的紧急抢救情况制定如下对策:
紧急情况一:挖断管线
应对措施:施工过程中若发生意外事故挖断管线危害行车安全时,现场防护员必须立即通知车站及相关设备管理单位,具体做法:
a、现场防护员立即报告车站汇报事故发生地点、事故原因及现场目前情况、事故损失等情况;
b、现场防护人员按相关规定设置防护措施,在原地监视;
c、设备管理单位现场确认,制定紧急方案后,立即组织人员、机具、材料,配合设备管理单位尽快抢修完成,最大限度减少对运营线的干扰。
紧急情况二:钢管、模板等落入股道
应对措施:施工前,必须在隔离围挡开应急通道并上锁,钥匙由现场专职安全员保管,保证有突发事件线路封锁后抢修人员能迅速进入事故现场,抢修人员必须是经过安全培训合格的熟练工人,作业时必须佩带防护用品,穿着防护背心等,自觉遵守铁路有关规定,增强护路防伤意识。当有钢管、模板等落入既有限界、股道时并按以下步骤防护:
a、防护人员立即报告车站及相关设备管理单位,并快速穿过隔离围挡应急通道进入对应的受影响营业线路区域;
b、观察现场情况,如果仅个别或少量钢管落入既有线或股道,应立即向车站及相关设备管理部门汇报现场情况,并及时进入既有线将钢管等清理出股道,保证列车运行安全,如数量巨大不能及时处理的在通知车站行车室后,应立即用厂制短路铜线进行线路顶红短路,并立即通知相关设备管理单位启动应急预案;
c、如果已经有列车驶入该区间,应立即急速奔向列车,向列车显示停车信号,白天用红色信号旗,夜晚用红色灯光,拦停列车,将响墩放置在能赶到的地点钢轨上;
d、抢修前需在现场显著位置安放应急程序铭文牌,详细写明步骤及内容,并设好防护,线路抢修时必须有设备管理部门安全监督人员在场,组织人员、机具、设备配合站段抢修线路及早恢复通车。
紧急情况三:隔离围挡或站台墙倒塌,大型机械倾覆,影响铁路行车。
现场负责人在第一时间通知车站,并在故障地点设置停车信号,由防护人员按危及行车安全故障时的防护办法进行防护(可按照紧急情况二处理办法执行);同时通知相关单位及本单位应急救援领导小组,启动紧急救援流程。组织人力、机械设备,迅速清除侵入铁路限界内的材料。配合设备管理单位,对损坏的线路等设备进行恢复。由设备管理单位确定达到通车条件后放行列车。
5、结语
综上所述,本文系统阐述了邻近既有线单侧加固站台墙施工要点及方法,有效的解决了在不需要申请天窗的情况下,减小支模操作空间,多腾出一条运营轨道,增大过渡时期客运量,方便旅客出行的方案,为集团公司谋取了更多的利润。因此,邻近既有线单侧加固站台墙施工技术已经成为一种趋势,在以后中、小型站改中会起到不可替代的作用,响应了“强基达标、提质增效”的铁路工作主题。
论文作者:刘波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签:站台论文; 模板论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 钢管论文; 墙体论文; 防护论文; 《基层建设》2019年第21期论文;