尚培培

(朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北 滄州　062350)

Technical Analysis of the Construction Transition Scheme and Discussion on Construction in the Xiao-Jue Station Renovation of the Shuo-Huang Railway Expansion and Reconstruction Project

SHANG Peipei

朔黃鐵路擴(kuò)能改造工程小覺站站改施工過渡方案技術(shù)分析及施工探討

尚培培

(朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北 滄州062350)

Technical Analysis of the Construction Transition Scheme and Discussion on Construction in the Xiao-Jue Station Renovation of the Shuo-Huang Railway Expansion and Reconstruction Project

SHANG Peipei

摘要小覺站地處山區(qū)，屬高填深挖地段，改擴(kuò)建設(shè)計(jì)相當(dāng)困難。以朔黃鐵路擴(kuò)能改造工程小覺站站改為例，針對其改建特點(diǎn)及施工過渡難點(diǎn)，依據(jù)施工過渡設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)論述其施工過渡技術(shù)措施和施工過渡方案。

關(guān)鍵詞小覺站站改施工過渡技術(shù)分析難點(diǎn)措施

朔黃鐵路是我國西煤東運(yùn)第二大通道，西起山西省神池縣境內(nèi)神池南站，與神朔線、準(zhǔn)池線接軌，東至河北省境內(nèi)的黃驊港，正線全長592.163 km，為國家Ⅰ級干線、雙線電氣化鐵路。沿線共設(shè)34個(gè)車站，其中區(qū)段站4個(gè)，分別是神池南、肅寧北、、黃驊南、黃驊港站；港口站1個(gè)，即黃驊港口車場；其余29個(gè)車站為中間站。朔黃鐵路擴(kuò)能改造工程的改建目標(biāo)是最終形成3.5億t的大能力通道。根據(jù)運(yùn)量增長需求，分期進(jìn)行實(shí)施，近期工程共涉及沿線13個(gè)車站的改擴(kuò)建，其中神池南、原平南、東冶、小覺、西柏坡、定州西、肅寧北、滄州西、黃驊南、黃驊港共10個(gè)站一次性將車站到發(fā)線有效長延長至2 800 m并相應(yīng)增加到發(fā)線數(shù)量，以滿足開行萬t、兩萬t列車要求；龍宮站一次性將車站到發(fā)線有效長延長至1 800 m并相應(yīng)增加到發(fā)線數(shù)量，以滿足開行萬t列車要求；三汲站增加2條1 050 m到發(fā)線兼礦粉卸車線，以滿足反向運(yùn)輸?shù)男枰?；寧武西站進(jìn)行1 050 m到發(fā)線電氣化改造，以增大寧靜線發(fā)往朔黃線的運(yùn)量；同時(shí)進(jìn)行相關(guān)的配套工程建設(shè)。遠(yuǎn)期工程將根據(jù)運(yùn)量增長需要，適時(shí)實(shí)施牽引網(wǎng)直供方式改AT供電方式、接觸網(wǎng)導(dǎo)線更換、牽引變配電所增容改造以及信號系統(tǒng)升級改造等相關(guān)工程項(xiàng)目?，F(xiàn)以小覺站站改為例，針對該站改建特點(diǎn)及施工過渡難點(diǎn)，依據(jù)施工過渡設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)論述其所采取的施工過渡技術(shù)措施和施工過渡方案。

1工程概況

小覺站為朔黃線上的中間站，為曲線站，曲線半徑1 000 m，車站中心里程為K200+689.4，站房位于左側(cè)，既有到發(fā)線4條(含正線2條)，有效長度為1 056～1 120 m，大型養(yǎng)路機(jī)械停留線1條，接觸網(wǎng)工區(qū)線1條，250 m×6 m×0.5 m基本站臺(tái)及中間站臺(tái)各1座。

根據(jù)運(yùn)輸組織方案，小覺站主要辦理10 000 t(近期)或20 000 t(遠(yuǎn)期)列車的通過、等待作業(yè)。鑒于小里程端為曲線(半徑505 m，曲線長329.89 m)及扶峪溝大橋(中心里程為K199+066，2-24 m+9-32 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，全橋長353.8 m)，本次改建主要是將車站到發(fā)線向大里程端延長(見圖1)，使其上、下行各有1條到發(fā)線有效長延長至2 800 m；另外，為減少延長端曲線附近左側(cè)高路堤填筑及其下面道路、河道的大量改建，此端正線向右改移5 m，大里程端正線的3處曲線隨之相應(yīng)改建，到發(fā)線有效長范圍內(nèi)正線曲線半徑調(diào)整為600 m，大里程端正線改建后還需新建三亮溝大橋(中心里程為改DK202+605.3，6-32 m四線橋，全橋長208.3 m)。此次改造完成后，本站共設(shè)2 800 m到發(fā)線4條(含正線)，419 m大機(jī)停留線1條，安全線1條，接觸網(wǎng)工區(qū)線1條。

2施工過渡難點(diǎn)

小覺站雖然在本次擴(kuò)能改造工程10個(gè)2 800 m改造的車站中站場規(guī)模是最小的，但由于其所處的地形地質(zhì)條件比較復(fù)雜，屬于高填深挖地段，深路塹挖方地段主要為混合巖(Ⅴ級，次堅(jiān)巖)。此外，大里程端正線改建地段較長，新建正線與既有正線交叉干擾大，該站改建具有較大的施工難度，施工過渡難點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

(1)小覺站本次改建需新建四線三亮溝大橋(共6孔48片梁)，受現(xiàn)場地形及線路條件限制，架梁比較困難，T梁無法直接運(yùn)達(dá)架梁現(xiàn)場，必須提前修建架梁通道，且架梁通道修建難度較大；此外，在施工過渡期間，由于運(yùn)梁列車需占用既有下行3道，車站下行僅剩1條正線(Ⅰ道)具備接發(fā)列車條件，給車站作業(yè)造成了不便，需在行車組織上采取相關(guān)措施。

(2)小覺站本次站改正線改建地段新建正線與既有正線連接開通時(shí)，撥接龍口較多，共需撥接7個(gè)龍口，給現(xiàn)場施工組織和施工過渡增加了很大難度。

(3)小覺站本次站改石方爆破工程量較大，設(shè)計(jì)爆破挖方總量為326 911 m3，其中靜態(tài)爆破32 521 m3，潛孔爆破294 390 m3，路塹中心最大挖深20 m，右側(cè)路塹邊坡最高達(dá)45 m，塹底開挖寬度6～14 m，而且施工緊鄰既有線，坡腳距既有線中心線4 m左右，給現(xiàn)場施工和施工安全卡控增加了較大難度。

(4)小覺站站改處于高填深挖地段，由于邊坡較高，邊坡加固防護(hù)施工比較困難，技術(shù)要求高，尤其是深路塹地段邊坡高度最高達(dá)45 m，必須采取科學(xué)的施工工藝、有效的加固防護(hù)措施才能確保路塹邊坡穩(wěn)定安全；此外，部分路堤地段幫填加寬較窄且填筑土方較高，山體坡度陡峭，大型施工機(jī)械無法展開施工作業(yè)，施工困難且質(zhì)量不易保證，需采取相應(yīng)的特殊工程措施才能保證施工質(zhì)量。

(5)各專業(yè)施工相互干擾大，尤其是天窗點(diǎn)內(nèi)施工作業(yè)交叉多，在制定施工過渡方案時(shí)，需充分考慮各專業(yè)的協(xié)調(diào)配合，使其相互創(chuàng)造便利，盡可能使各專業(yè)施工步調(diào)一致。

3過渡設(shè)計(jì)原則

針對小覺站站改的工程項(xiàng)目特點(diǎn)及施工過渡難點(diǎn)，同時(shí)考慮朔黃線實(shí)際的行車組織模式及運(yùn)輸能力要求，為了提高施工過渡方案的科學(xué)性和可實(shí)施性，確保小覺站能夠按期順利開通，在謀劃小覺站的施工過渡方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持以下設(shè)計(jì)原則：

(1)始終堅(jiān)持“安全第一”的原則，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)鐵路既有線施工的安全規(guī)程、規(guī)章及規(guī)定，采取有效措施做好既有線防護(hù)，確保既有鐵路行車、人身安全及施工安全。

(2)盡量減少施工對運(yùn)輸?shù)母蓴_，將施工對運(yùn)輸?shù)挠绊懡档阶钚?，?yōu)先安排與既有設(shè)備無干擾的擴(kuò)建部分，再安排改建部分，確保車站主要行車設(shè)備在施工過渡期間至少應(yīng)滿足施工期間所需的最低運(yùn)輸能力要求。

(3)不斷優(yōu)化行車組織和車站作業(yè)，科學(xué)合理調(diào)配車流，使運(yùn)輸盡可能為施工創(chuàng)造有利條件，以便加快推進(jìn)施工進(jìn)度。

(4)堅(jiān)持永臨結(jié)合，節(jié)約用地，臨時(shí)過渡工程應(yīng)盡可能利用既有設(shè)備和計(jì)劃新建的永久工程，盡量減少廢棄工程，減少施工過渡投資，使施工過渡設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，若必須新建臨時(shí)過渡工程也應(yīng)盡可能在既有征地界內(nèi)修建。

(5)充分考慮各專業(yè)的協(xié)調(diào)配合，堅(jiān)持“集中、平行、分步”作業(yè)的原則，合理利用天窗時(shí)間，盡可能做到一點(diǎn)多用，減少天窗點(diǎn)施工要點(diǎn)次數(shù)和股道封鎖時(shí)間。

(6)軌道工程施工應(yīng)盡量和信號、接觸網(wǎng)等專業(yè)的施工保持協(xié)調(diào)一致，盡量利用既有聯(lián)鎖關(guān)系，以減少過渡工程，尤其對于復(fù)雜的施工過渡要綜合考慮，統(tǒng)籌安排，視情況分步進(jìn)行，盡可能不改變既有聯(lián)鎖關(guān)系；信號、接觸網(wǎng)等專業(yè)應(yīng)與站場軌道工程緊密配合，同步施工，設(shè)備一次安裝到位。

4施工過渡技術(shù)措施

小覺站作為朔黃鐵路擴(kuò)能改造工程2012年完成“六站一場”開通目標(biāo)的一個(gè)重要車站，工期緊、任務(wù)重。為了確保小覺站年內(nèi)順利按期開通，針對小覺站站改的施工過渡難點(diǎn)，在施工過渡過程中采取的主要施工技術(shù)措施如下。

(1)根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件，小覺站新建四線三亮溝大橋選用HDJH40/150II(A)型雙導(dǎo)梁式公路、鐵路兩用架橋機(jī)進(jìn)行架橋，成套架橋設(shè)備通過公路運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，在小里程端橋臺(tái)臺(tái)尾進(jìn)行組裝、調(diào)試，調(diào)試檢查合格后再進(jìn)行現(xiàn)場架梁作業(yè)。架橋施工自小里程端橋臺(tái)由西向東進(jìn)行，每孔對應(yīng)線路架設(shè)順序?yàn)?、4、Ⅱ、Ⅰ道。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，T梁運(yùn)輸線必須設(shè)置于既有線路右側(cè)(新開挖路塹地段)，但根據(jù)工期安排，T梁運(yùn)輸線必須在6月25日前開始鋪設(shè)，而此時(shí)K201+400～K201+680段正進(jìn)行路塹塹坡防護(hù)施工。為確保安全，T梁運(yùn)輸線必須與邊坡保持一定距離，以減少相互干擾。因此，T梁運(yùn)輸線按以下方案進(jìn)行修建：首先按照新建3道線位，延長既有3道至新建3道K201+326處，之后再利用兩段圓曲線和一段夾直線過渡到新建Ⅰ道位置，最后一直延伸到K202+510(小里程端橋頭)處。與T梁運(yùn)輸線配套設(shè)置的車皮存放線修建方案如下：在K201+840處插入1組單開道岔，再利用附加圓曲線切入新建3道，然后沿新建3道線位一直鋪軌到K202+510處，利用該段作為車皮停放線。由于下行到發(fā)線停用給車站造成的不便，可通過采取調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃，合理安排車流等行車組織措施解決。

(2)小覺站正線改建地段新建正線與既有正線連通撥接的7個(gè)龍口原計(jì)劃利用一次大封鎖一次性撥接開通，但因一次撥接需投入大量的人力、機(jī)械及工具，施工組織協(xié)調(diào)難度大，施工人員及技術(shù)力量調(diào)配困難，施工分散，安全卡控難，封鎖時(shí)間較長，對運(yùn)輸影響較大，后經(jīng)對正線改建設(shè)計(jì)方案及現(xiàn)場既有情況進(jìn)行仔細(xì)研究，決定采用“分次撥接、逐步開通”的施工過渡方案。小覺站上、下行正線撥接開通共分三步：

①首先，將上行正線進(jìn)行臨時(shí)過渡撥接施工(見圖2)，為下一步開通下行正線提供施工條件。本次線路撥接施工包含既有上行正線JD154曲線改造和新建上行正線與既有上行正線臨時(shí)撥接過渡兩個(gè)部分。此外DK202+850～DK203+360段需提前進(jìn)行預(yù)鋪，整道、搗固并達(dá)到線路驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收合格后在該段線路兩端利用天窗點(diǎn)進(jìn)行撥接施工，其中大里程端對DK203+360～DK203+485.22段進(jìn)行撥接，撥移長度125.22 m，最大撥移距離3 m；小里程端對K202+744.49～DK202+850段進(jìn)行撥接，撥移長度105.51 m，最大撥移距離為3 m。

②其次，在上行正線臨時(shí)過渡撥接開通后，對下行正線進(jìn)行撥接并過渡開通下行正線(見圖3)，為最終開通上行正線提供施工條件。本次線路撥接施工共包含既有下行正線右JD152曲線改造、右JD154曲線改造以及K202+800～K202+920段拆除既有下行正線并過渡連通新建下行正線三項(xiàng)內(nèi)容。對不影響既有線運(yùn)營的新建線路提前進(jìn)行預(yù)鋪，整道、搗固達(dá)到線路驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收合格后利用一個(gè)天窗點(diǎn)統(tǒng)一對各段進(jìn)行撥接施工，其中小里程端K201+307.89～DK201+440段天窗點(diǎn)內(nèi)撥移既有下行正線與新建下行正線連通，撥接長度132.11 m，最大撥移距離3 m；大里程端DK203+350～DK203+470.22段天窗點(diǎn)內(nèi)撥移既有下行正線與新建下行正線連通，撥移長度120.22 m，最大撥移距離為3 m；中間K202+800～K202+920段，拆除既有下行正線，過渡連通兩側(cè)新建下行正線。

③最后，經(jīng)過兩次撥接過渡施工，小覺站已過渡開通新建下行正線，本次天窗點(diǎn)施工主要是完成上行正線撥接并過渡開通上行正線(見圖4)。本次施工包含既有上行線JD152曲線半徑改造和拆除并撥移在三亮溝大橋東側(cè)第一次大撥接時(shí)設(shè)置的臨時(shí)過渡曲線兩個(gè)部分。本次線路撥接分兩段進(jìn)行施工，小里程端DK201+315.01～DK201+440段，撥移長度125.01 m，最大撥移距離3 m；大里程端DK202+850～DK202+950.8(三亮溝大橋東側(cè))段，撥移長度100.8 m，最大撥移距離為3 m。

(3)針對小覺站站改爆破工程量大及施工緊鄰既有線的特點(diǎn)，為了確保既有線的運(yùn)營安全，小覺站站改最終選取了淺孔微差松動(dòng)爆破、預(yù)留隔墻縱向拉槽開挖的控制爆破方案，開挖順序?yàn)椋翰捎每v向推進(jìn)開挖方式，由上到下、分臺(tái)階、分段進(jìn)行開挖。在同一橫斷面內(nèi)，自塹頂邊坡開始開挖，并在靠近既有線側(cè)預(yù)留寬1.5～2 m寬的縱向保護(hù)隔墻，先開挖隔墻外的石方，當(dāng)拉槽開挖出后且隔墻高度達(dá)到2～3 m時(shí)，采用機(jī)械及時(shí)將隔墻破碎挖除，以免形成陡而高的工作面。在高邊坡地段，拉槽內(nèi)實(shí)行縱向(與線路平行方向)臺(tái)階式多排炮微差爆破，臺(tái)階相距15 m左右，槽子分2～3層，逐層拉通，從而增大工作面，增加每次爆破方量，以利出碴和加快施工進(jìn)度。如遇大塊孤石，靠人力或機(jī)械不能移動(dòng)時(shí)，采用淺孔爆破對其進(jìn)行解小后再清除，一般在大塊巖石的中部鉆炮眼，塊度較大時(shí)可同時(shí)鉆多個(gè)炮眼，炮眼深度為石塊厚度的1/2～2/3范圍內(nèi)，確保炮眼深度等于或大于最小抵抗線，同時(shí)孤石爆破還應(yīng)加強(qiáng)堵塞，裝入少量藥包后剩余炮眼長度全部堵上炮泥，加以覆蓋做好防護(hù)。

對既有線的爆破防護(hù)除了采用預(yù)留隔墻縱向拉槽開挖外，還采取了以下防護(hù)措施：

①各段路塹在爆破施工時(shí)，嚴(yán)格按規(guī)定做好炮被的覆蓋。炮被采用兩層，第一層為孔徑25 cm的鋼絲網(wǎng)，第二層為孔徑5 cm的鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)寬均為4 m，長均為5 m，網(wǎng)間搭接20～30 cm，并用鐵絲扎牢，防止飛石砸傷接觸網(wǎng)線、桿等行車設(shè)備。

②既有邊坡采用架設(shè)鋼管排架防護(hù)，搭設(shè)高度高出爆破體2 m，搭設(shè)長度順線路方向超出爆破體6 m，鋼管排架采用錨桿錨固于既有邊坡上，鋼管內(nèi)側(cè)掛鋼絲繩網(wǎng)封閉。

③對既有接觸網(wǎng)桿、信號機(jī)等設(shè)備采用沙袋碼砌進(jìn)行防護(hù)，高1.5 m；鋼軌兩側(cè)縱向放置枕木，枕木頂面高于鋼軌頂面，確保即使石塊落入限界也不至于損壞行車設(shè)備。

(4)小覺站站改路塹邊坡一般采用變截面護(hù)墻防護(hù)，每10 m一級，上、下兩級間設(shè)2 m寬錯(cuò)臺(tái)。當(dāng)挖方地段為石質(zhì)深路塹且邊坡坡面高度大于30 m時(shí)，于下兩級邊坡內(nèi)設(shè)3 m×3 m錨桿框架格梁，并在邊坡高20 m處設(shè)6 m寬錯(cuò)臺(tái)，以保證邊坡的穩(wěn)定性；深挖路塹工程施工時(shí)，始終堅(jiān)持“分級開挖、分級支護(hù)”的原則，自上而下，開挖一級，加固防護(hù)一級，杜絕一挖到底再進(jìn)行支擋加固防護(hù)，從而有效保證了施工期間深挖路塹邊坡的穩(wěn)定安全。

路堤邊坡一般采用拱形骨架護(hù)坡防護(hù)，自下而上逐步推進(jìn)施工，當(dāng)邊坡高度大于6 m時(shí)，還需在路堤兩側(cè)邊坡內(nèi)水平寬度3 m范圍內(nèi)，自坡腳至基床表層下每隔0.6 m鋪設(shè)一層雙向拉伸土工格柵；對于幫填加寬較窄且填筑土方較高地段，主要采用重力式擋土墻對路基進(jìn)行幫寬：其中，①K201+400～K201+490段于路基左側(cè)直接設(shè)C20片石混凝土重力式路肩擋土墻幫寬路基，墻高2.0～10.0 m，擋墻頂面寬0.50～1.90 m，基礎(chǔ)埋置在新鮮完整的基巖上，且不小于1.0 m；②K201+150～K201+340段路基左側(cè)原設(shè)計(jì)為直接填土幫寬，后因現(xiàn)場施工困難且質(zhì)量不易保證，經(jīng)研究后將該段路基優(yōu)化設(shè)計(jì)為于路基左側(cè)路肩以下12 m處設(shè)C20片石混凝土重力式路堤擋土墻將坡腳收回。墻高3～10 m，擋土墻基礎(chǔ)埋置在壓實(shí)的碎石土上，墻前基坑回填C15混凝土，回填高度不小于1.70 m，墻前基坑回填以下既有自然邊坡直接采用C15混凝土護(hù)坡防護(hù)，厚度0.50 m，擋土墻以上路堤既有邊坡挖底寬不小于2.0 m臺(tái)階，向上填筑碎(卵)石土。4道中心右側(cè)寬1.0 m，深0.6 m范圍內(nèi)挖除后同左側(cè)填筑碎(卵)石土，路堤邊坡坡面采用拱形骨架護(hù)坡防護(hù)，并于墻頂以上邊坡內(nèi)自墻頂至基床表層下每隔0.6 m滿鋪一層雙向拉伸土工格柵，與既有邊坡搭接寬度不小于2.0 m。另外，K201+230～K201+280段既有擋土墻還需沿線路方向每隔1.0 m，垂直高度方向每隔0.6 m打錨桿一根，錨桿長2.5 m，外露0.5 m，錨桿采用φ22鋼筋，鉆孔孔徑采用φ50 mm，孔內(nèi)灌注M30水泥砂漿，錨桿外露處焊接高0.20 m的拐鉤，拐鉤插入土工格柵內(nèi)，拐鉤內(nèi)側(cè)沿線路方向放一根鋼筋，與土工格柵連接牢固。

5施工過渡方案

根據(jù)施工過渡設(shè)計(jì)原則，通過采取以上相關(guān)技術(shù)措施，妥善解決了小覺站的施工過渡難點(diǎn)，據(jù)此確定了小覺站站改的總體施工過渡方案，共按照五個(gè)大的階段分階段、分步實(shí)施改造。

第一階段: 接長涵洞，爆破劈山，開挖路塹，填筑路堤，鋪設(shè)T梁運(yùn)輸工程線并架設(shè)新建三亮溝大橋，鋪設(shè)對既有線無影響的線路。

第二階段:進(jìn)行第一次臨時(shí)過渡撥接，分別對K202+744.49～DK202+805(三亮溝大橋東側(cè))和DK203+360～DK203+485.22段進(jìn)行撥接并臨時(shí)過渡開通上行正線。

第三階段:進(jìn)行第二次大撥接，分別對K201+307.89-DK201+440、K202+800～K202+920、DK203+350～DK203+470.22段進(jìn)行撥接連通，過渡開通改建后的下行正線。

第四階段：進(jìn)行第三次大撥接，分別對DK201+315.01～DK201+440、K202+850～DK202+950.8(三亮溝大橋東側(cè))進(jìn)行撥接，過渡開通改建后的上行正線。

第五階段: 利用天窗點(diǎn)插鋪正線剩余道岔，將上、下行到發(fā)線與正線連通，全站進(jìn)行微機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)，開通全站信、聯(lián)、閉及電氣化線路等設(shè)備。

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中圖分類號：U212.32

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號：1672-7479(2015)05-0077-05

作者簡介：尚培培(1984—)，男，2007年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院土木工程專業(yè)，工程師。

收稿日期：2015-07-10