上海軌道交通二號線北翟路車輛段接觸網(wǎng)基礎(chǔ)無軌測量技術(shù)摘 要 結(jié)合上海軌道交通二號線北翟路車輛段接觸網(wǎng)施工,介紹了接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工無軌測量技術(shù)的主要內(nèi)容和方法,可供類似工程施工借鑒。關(guān)鍵詞 無軌測量 接觸網(wǎng)基礎(chǔ) 新技術(shù)1 引言 上海軌道交通二號線北翟路車輛段地處長寧區(qū)和閩行區(qū)的北翟路,地下水位高,地質(zhì)條件差,多為軟基、填石。接觸網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)計采用深基坑混凝土澆注基礎(chǔ),基坑深度1. 5~4. 1 m,坑口面積1. 5 m×1. 5 m。按慣例接觸網(wǎng)下部工程要待路基、軌道成型后才進(jìn)行測量施工,考慮到車輛段工程涉及專業(yè)多,工期緊,施工工作面相對狹小,各專業(yè)施工交叉干擾大的特點(diǎn),為了避免深基坑開挖可能造成嚴(yán)重的路基坍塌以及道渣污染等問題,加快整體施工進(jìn)度,順利實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo),優(yōu)質(zhì)完成施工任務(wù),總結(jié)以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn),提出并實(shí)現(xiàn)了接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)的無軌測量定位和施工,取得了良好的效果。2 無軌測量技術(shù)的可行性分析 車輛段接觸網(wǎng)下部工程的測量與施工相對復(fù)雜,且車輛段內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)多,股道多,道岔密集,綜合管線多,接觸網(wǎng)支柱布置密集,要想做到路基、軌道未成型前進(jìn)行接觸網(wǎng)測量施工,必須先搞清線路情況,找出線路參數(shù)、坐標(biāo),尤其要核對好線路與接觸網(wǎng)支柱位置的相互位置關(guān)系,做到有機(jī)配合對應(yīng),才能確保支柱基礎(chǔ)定位準(zhǔn)確無誤。因?yàn)楸钡月奋囕v段涉及到土建、軌道、管線、給排水、信號等多個專業(yè),為了實(shí)現(xiàn)無軌測量定位和施工,在工程施工前和施工過程中,積極主動地與相關(guān)專業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)、緊密結(jié)合、整體推進(jìn)。按照先進(jìn)行線路測量放線、打樁,后面緊跟著進(jìn)行接觸網(wǎng)測量和鋼支柱混凝土基礎(chǔ)施工,然后再進(jìn)行路基碾壓成型、道碴鋪設(shè)以及鋪軌的思路組織施工,實(shí)踐證明這種方法是可行的,可以推廣到類似工程的施工中。3 無軌測量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 實(shí)施接觸網(wǎng)無軌測量,提前澆注鋼支柱混凝土基礎(chǔ)以及立桿作業(yè)具有以下優(yōu)點(diǎn): (1)路基封閉土不受破壞。由于車輛段地下水位高,地質(zhì)為流沙、軟基,接觸網(wǎng)基坑開挖過程中必然會導(dǎo)致坍塌,為此在路基未進(jìn)行處理前進(jìn)行基礎(chǔ)澆注施工,待基礎(chǔ)澆注完成后,對基礎(chǔ)周圍的路基進(jìn)行回填夯實(shí),然后統(tǒng)一進(jìn)行路基處理碾壓一次成型,可以防止路基封閉土不受破壞,同時可以避免由于下雨等積水的漏滲,使基礎(chǔ)走形或路基跨塌事故。 (2)有效地避免了道碴污染。按照傳統(tǒng)的施工方法,接觸網(wǎng)的測量及下部工程施工要等到路基成型、鋼軌鋪設(shè)整道完成后才進(jìn)行,可是往往由于施工不慎,常常會出現(xiàn)道碴被污染現(xiàn)象,施工場地不整潔,嚴(yán)重影響形象。采用無軌測量,實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)提前施工,就可避免道碴污染。 (3)接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)澆注、立桿作業(yè)場地寬敞,施工作業(yè)效率提高,施工質(zhì)量提高。按照傳統(tǒng)的施工方法,接觸網(wǎng)基坑開挖、基礎(chǔ)澆注施工,由于受到高路基、軌道的影響,只能使用人工逐一進(jìn)行開挖、澆注。采用無軌測量,實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)下部工程先施工,基坑開挖、基礎(chǔ)澆注就可以選擇使用機(jī)械來完成,利用挖掘機(jī)挖坑,可以避免路基坍塌引發(fā)的事故;利用混凝土罐車可以把混凝土直接送到基坑指定的位置,進(jìn)行集中澆注振動,作業(yè)效率高,施工質(zhì)量得以保證。另外,接觸網(wǎng)立桿、門型架安裝作業(yè)不再受傳統(tǒng)方法即軌道成型后用軌道吊車吊裝的制約,現(xiàn)在可以在軌道還未鋪設(shè)前利用汽車或其他機(jī)械進(jìn)行吊裝,提高了工作效率,節(jié)省了費(fèi)用,降低了成本約15%。 (4)可以避免由于接觸網(wǎng)基礎(chǔ)與綜合管線以及水溝、給排水管道位置相互重疊打架而引起的返工現(xiàn)象。車輛段綜合管線多、地下管、溝、槽密集,按照傳統(tǒng)的施工方法,路基下的綜合管線、管、溝、槽要先施工,路基成型穩(wěn)定后再進(jìn)行接觸網(wǎng)施工。而實(shí)施接觸網(wǎng)無軌測量,先進(jìn)行接觸網(wǎng)下部工程施工,位于路基下的管、溝、槽就可以以接觸網(wǎng)基礎(chǔ)為參照,按照設(shè)計路徑順利完成,從而避免了接觸網(wǎng)基礎(chǔ)與綜合管線、管、溝、槽位置重疊引起的返工現(xiàn)象。 (5)整體施工進(jìn)度大大加快。整個車輛段工程的施工綜合考慮,優(yōu)化施工組織設(shè)計,使施工渾然一體,有序推進(jìn)。 (6)給文明施工帶來很大的改進(jìn).由于在地坪成型后可以挖坑基礎(chǔ),并把挖出的泥土及時運(yùn)走,使工地干凈整潔。 實(shí)施接觸網(wǎng)無軌測量并施工,能夠取得很好的效果,但也存在一定的風(fēng)險,主要有: ①一旦線路參數(shù)改變,很多澆注好的接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)可能報廢; ②其他專業(yè)工程施工時可能會對成品造成破壞。4 無軌測量技術(shù)的內(nèi)容和方法4.1 測量內(nèi)容 接觸網(wǎng)施工測量主要是確定單支柱(包括中間柱、道岔柱、轉(zhuǎn)換柱、下錨柱)、門型架支柱以及下錨拉線基礎(chǔ)的準(zhǔn)確位置。其測量的重點(diǎn)是所有道岔定位柱和門型架支柱。 測量原則是以交樁測量為重點(diǎn),掌握線路參數(shù)(曲線5大樁、中樁位置、曲線半徑、岔心坐標(biāo)等),吃透接觸網(wǎng)施工平面圖,檢定好測量儀器,精確測量,減小累計誤差,精益求精。 無軌測量需要的測量工具包括全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼卷尺、丁字尺、線墜、線繩、錘子等。4.2 測量方法 接觸網(wǎng)測量主要包括縱向測量和橫向測量。所謂縱向測量就是將平面圖中的接觸網(wǎng)支柱按照設(shè)計給定的跨距值,通過縱向拉鏈布置到段內(nèi)各點(diǎn)位。傳統(tǒng)的有軌測量縱向拉鏈?zhǔn)且宰钔獾啦順?biāo)準(zhǔn)定位為起點(diǎn),直線上沿任一鋼軌,用鋼卷尺進(jìn)行丈量,曲線上以外軌進(jìn)行丈量即可。北翟路車輛段接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工采用了坐標(biāo)定位法無軌測量技術(shù),在路基未成型,軌道未鋪設(shè)時開展,主要工序流程:定位岔3→定位X軸→選擇定位基準(zhǔn)輔助樁→測算定位基坑樁→定位基準(zhǔn)輔助樁→引入標(biāo)高樁→復(fù)核→記錄。 (1)定位岔3,建立平面坐標(biāo)系 選用高精度全站儀從上海測繪局所交的定位樁引進(jìn)北翟路車輛段內(nèi),根據(jù)坐標(biāo)換算定位出岔3定位樁。以岔3中心為坐標(biāo)原點(diǎn),入段線大里程方向?yàn)閄軸正反向,垂直X軸向上為Y軸正方向建立平面坐標(biāo)系。 (2)選擇定位基準(zhǔn)輔助樁 在場坪中選擇一條遠(yuǎn)離施工區(qū)域平行于x軸的方位外引出岔3樁及車擋樁等距布置一條定位基準(zhǔn)輔助樁。如圖1所示。
(3)測量定位基坑樁 根據(jù)坐標(biāo)系換算出個輔助定位樁的坐標(biāo)值,在輔助定位軸上找到需定位基坑的x坐標(biāo)值位置定樁,置經(jīng)緯儀于此樁處打出y軸,根據(jù)y坐標(biāo)值定位出基坑的中心樁。 (4)引入標(biāo)高樁 根據(jù)交樁單位給出的各項(xiàng)高程數(shù)據(jù),計算基礎(chǔ)水準(zhǔn)標(biāo)高。用水準(zhǔn)儀在測量出的中樁和副樁上做標(biāo)記,以便基礎(chǔ)坑的開挖。基礎(chǔ)坑開挖完畢,進(jìn)行基礎(chǔ)澆制時,要反復(fù)測量水平標(biāo)高,保證基礎(chǔ)面水平。 (5)復(fù)核 為了確保基坑測量的準(zhǔn)確,在經(jīng)緯儀測量時我們要求每一步都復(fù)核一遍。在經(jīng)緯儀測量中,要求使長水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器中的氣泡在任何位置都居中。利用經(jīng)緯儀的腳架和堆移基座的方法對中,使線墜錘尖對中支柱標(biāo)記點(diǎn)。同時,我們在施工過程中,采取各種方法對測量結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。 在每組門型架測量時,進(jìn)行連續(xù)定測,并不斷復(fù)測,以保證連續(xù)門型架高程相同,并根據(jù)不同基礎(chǔ)下的土質(zhì)情況考慮沉降量,使連續(xù)門型架基礎(chǔ)高程在定形支柱安裝前高差保證小于60 mm。 在測量時,我們隨時與軌道及房建所交的樁進(jìn)行核對,看基礎(chǔ)是否有沖突,同時核對我們測量的準(zhǔn)確性。 (6)定位輔助樁 在每個基礎(chǔ)中心樁定位出來后,還需定位出每個基礎(chǔ)的輔助樁,以便進(jìn)行基礎(chǔ)的開挖。在直線區(qū)段,確定出中心樁位置后,可用等腰三角形定位法,確定出輔助樁位置,如圖2所示。 在曲線區(qū)段,以相鄰兩定位點(diǎn)的連線為坑口邊緣線的平行線來進(jìn)行輔助樁的定位,同時要考慮兩定位點(diǎn)的側(cè)面限界,若側(cè)面限界相等,可直接根據(jù)兩連線來定位;若側(cè)面限界不等,可通過適當(dāng)調(diào)整,根據(jù)兩定位y軸坐標(biāo)差,取中間值點(diǎn)來做出一條連線,然后根據(jù)此連線來定位輔助樁。 在定位門型架基礎(chǔ)輔助樁時,可以以一組門型架連線為基準(zhǔn),來對輔助樁進(jìn)行定位,如圖3所示。 在定位下錨拉線基礎(chǔ)輔助樁時,由于支柱拉線與接觸網(wǎng)終端錨支相對應(yīng),拉線坑中心線在接觸網(wǎng)終端下錨線的延長線上。測量方法如下:在接觸網(wǎng)錨支懸掛定位處測量懸掛中心點(diǎn)a,再測定接觸網(wǎng)錨柱中心點(diǎn)b, ab即為接觸網(wǎng)錨支下錨連線,沿著ab的延長線可找到點(diǎn)c, bc的距離應(yīng)保證拉線與地面的夾角為45°點(diǎn)。點(diǎn)c即為拉線坑中心點(diǎn)。同時,拉線基礎(chǔ)坑口的一邊與abc連線平行,根據(jù)坑口尺寸,即可定位出相關(guān)輔助樁,見圖4所示。5 結(jié)束語 地鐵車輛段工程相對繁雜,專業(yè)涉及面廣,接觸網(wǎng)的測量及下部工程施工影響面大,因此應(yīng)在傳統(tǒng)的施工組織和施工方法上加以革新,對施工組織設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化,采用接觸網(wǎng)無軌測量,可以有效地解決由于該工程可能制約其它專業(yè)工程帶來的負(fù)面影響。實(shí)踐證明這種方法是切實(shí)可行的。相信隨著地鐵接觸網(wǎng)施工方法的改進(jìn),會給地鐵車輛段工程的施工增添活力,使得地鐵建設(shè)速度加快,切實(shí)推動經(jīng)濟(jì)和社會的全面發(fā)展。
(3)測量定位基坑樁 根據(jù)坐標(biāo)系換算出個輔助定位樁的坐標(biāo)值,在輔助定位軸上找到需定位基坑的x坐標(biāo)值位置定樁,置經(jīng)緯儀于此樁處打出y軸,根據(jù)y坐標(biāo)值定位出基坑的中心樁。 (4)引入標(biāo)高樁 根據(jù)交樁單位給出的各項(xiàng)高程數(shù)據(jù),計算基礎(chǔ)水準(zhǔn)標(biāo)高。用水準(zhǔn)儀在測量出的中樁和副樁上做標(biāo)記,以便基礎(chǔ)坑的開挖。基礎(chǔ)坑開挖完畢,進(jìn)行基礎(chǔ)澆制時,要反復(fù)測量水平標(biāo)高,保證基礎(chǔ)面水平。 (5)復(fù)核 為了確保基坑測量的準(zhǔn)確,在經(jīng)緯儀測量時我們要求每一步都復(fù)核一遍。在經(jīng)緯儀測量中,要求使長水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器中的氣泡在任何位置都居中。利用經(jīng)緯儀的腳架和堆移基座的方法對中,使線墜錘尖對中支柱標(biāo)記點(diǎn)。同時,我們在施工過程中,采取各種方法對測量結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。 在每組門型架測量時,進(jìn)行連續(xù)定測,并不斷復(fù)測,以保證連續(xù)門型架高程相同,并根據(jù)不同基礎(chǔ)下的土質(zhì)情況考慮沉降量,使連續(xù)門型架基礎(chǔ)高程在定形支柱安裝前高差保證小于60 mm。 在測量時,我們隨時與軌道及房建所交的樁進(jìn)行核對,看基礎(chǔ)是否有沖突,同時核對我們測量的準(zhǔn)確性。 (6)定位輔助樁 在每個基礎(chǔ)中心樁定位出來后,還需定位出每個基礎(chǔ)的輔助樁,以便進(jìn)行基礎(chǔ)的開挖。在直線區(qū)段,確定出中心樁位置后,可用等腰三角形定位法,確定出輔助樁位置,如圖2所示。 在曲線區(qū)段,以相鄰兩定位點(diǎn)的連線為坑口邊緣線的平行線來進(jìn)行輔助樁的定位,同時要考慮兩定位點(diǎn)的側(cè)面限界,若側(cè)面限界相等,可直接根據(jù)兩連線來定位;若側(cè)面限界不等,可通過適當(dāng)調(diào)整,根據(jù)兩定位y軸坐標(biāo)差,取中間值點(diǎn)來做出一條連線,然后根據(jù)此連線來定位輔助樁。 在定位門型架基礎(chǔ)輔助樁時,可以以一組門型架連線為基準(zhǔn),來對輔助樁進(jìn)行定位,如圖3所示。 在定位下錨拉線基礎(chǔ)輔助樁時,由于支柱拉線與接觸網(wǎng)終端錨支相對應(yīng),拉線坑中心線在接觸網(wǎng)終端下錨線的延長線上。測量方法如下:在接觸網(wǎng)錨支懸掛定位處測量懸掛中心點(diǎn)a,再測定接觸網(wǎng)錨柱中心點(diǎn)b, ab即為接觸網(wǎng)錨支下錨連線,沿著ab的延長線可找到點(diǎn)c, bc的距離應(yīng)保證拉線與地面的夾角為45°點(diǎn)。點(diǎn)c即為拉線坑中心點(diǎn)。同時,拉線基礎(chǔ)坑口的一邊與abc連線平行,根據(jù)坑口尺寸,即可定位出相關(guān)輔助樁,見圖4所示。5 結(jié)束語 地鐵車輛段工程相對繁雜,專業(yè)涉及面廣,接觸網(wǎng)的測量及下部工程施工影響面大,因此應(yīng)在傳統(tǒng)的施工組織和施工方法上加以革新,對施工組織設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化,采用接觸網(wǎng)無軌測量,可以有效地解決由于該工程可能制約其它專業(yè)工程帶來的負(fù)面影響。實(shí)踐證明這種方法是切實(shí)可行的。相信隨著地鐵接觸網(wǎng)施工方法的改進(jìn),會給地鐵車輛段工程的施工增添活力,使得地鐵建設(shè)速度加快,切實(shí)推動經(jīng)濟(jì)和社會的全面發(fā)展。
