【摘要】闡述北京城市鐵路西線軌道鋪設監理工作的程序、各工序質量控制的重點,以及嚴格管理所取的成果。
【關鍵詞】施工監理 質量控制 工序
1 前言
北京城市鐵路軌道交通工程西直門東直門段從2001 年10 月1 日正式開工,2002 年8 月底結束。工程施工工期跨越北京寒暑兩季,實際施工中克服了許多困難,如在北京寒冷的冬季,采取特殊施工工藝和養護措施,保證整體道床混凝土施工質量;在炎熱夏季克服鋼軌熱脹冷縮對整體道床施工的影響,保證混凝土澆筑質量;采取措施保證北京城市鐵路一次鋪設無縫線路的質量等,最終順利完成北京城鐵鋪軌任務。
2 軌道結構
北京城鐵西線軌道從西直門起,到回龍觀東站,全程雙線24 km ,屬于全國第一條一次鋪設無縫線路的城市軌道。其軌道結構特點有地下線、地面線、高架橋以及鋼彈簧浮置板整體道床等不同形式的軌道結構, 西線全線整體道床與碎石道床地段的比例約為1∶1 。軌道部件有60 kgΠm 鋼軌,DT1 型預應力混凝土A 型、B 型軌枕,DT Ⅶ2 型、DT Ⅵ2 型、DT Ⅵ3 型扣件。有駐工地代表核實工程量,然后交計劃部門審核計價額, 最終由領導審批,完成驗工計價。通過按此程序的嚴格控制,較好地控制了工程款的撥付,有利于工程建設的正常運轉。
3 驗收及運營準備階段的管理
在工程完成后,組織設計單位、監理單位、施工單位、勘測單位對整個工程進行初驗檢查,由各單位出具工程質量檢查報告,同時匯總施工資料,報質量監督部門進行工程驗收。工程驗收的重點為: ①驗收資料的管理:首先要保證施工中工程技術記錄的真實性,查對工程記錄和施工日志,絕對不允許后補技術資料; 第碴軌道地段采用一級碎石道碴,厚度為45 cm(含20 cm 厚的碎石底碴),碴肩寬度為40 cm ,1∶1.75 邊坡;整體道床地段,高架橋采用C40 級混凝土整體道床,地面線及地下線采用C30 級混凝土整體道床。
3 .1 施工工序
鋪軌工程的工序根據其施工特點,可以分為碎石道床和整體道床地段兩部分,其工序如下:
(1) 碎石道床地段:攤鋪底碴 鋪設軌排— 上碴、起道、搗固 換鋪長鋼軌— 長鋼軌應力放散、鎖定 道床整形。
(2) 整體道床地段:架軌、吊枕 綁扎鋼筋、支模板 澆筑支墩 整體道床澆筑 收尾。
4 監理隊伍組織和分工
根據北京城鐵鋪軌工程工期緊、技術含量高、技術難度大等特點,對監理工作進行了相應的部署。
4.1 監理隊伍組成
參加本次鋪軌監理的,有鐵道工程專業研究員,保證技術資料和竣工圖紙的完整性,控制隱蔽工程檢查記錄及設計變更資料,圖紙有變更的必須附上變更,變更較大的要重新繪制竣工圖。②驗收程序的遵守:竣工驗收中必須按照有關的政策、標準規定的程序進行。
城市軌道交通工程是一個龐大的、多專業的復雜工程,需要各個專業人員協同作戰。在城市鐵路軌道工程建設中引入全面的計算機輔助管理將大大提高管理效率。通過對鋪軌工程的科學、有序、嚴格的管理, 鋪軌工程的各個環節都開展得十分順利,經市質檢站驗收,工程質量優良。
4.2 業務分工
① 基地監理:查驗所有進場預鋪軌道部件、基地軌排組裝、基地鋼軌焊接。② 現場鋪軌監理:監理工程師負責監理碎石道床地段的底碴攤鋪、軌排鋪設、起道搗固、道床整形、線路標志安裝等施工。③ 整體道床監理:監理工程師負責監理測量放線、架軌、綁鋼筋、打支墩、整體道床澆筑。④ 長鋼軌應力放散鎖定監理:監理工程師主要監控長鋼軌應力放散是否均勻及鎖定軌溫是否符合要求,聯合接頭焊接有無病害等。
5 監理工作的開展
5.1 基地監理
(1) 首先對進場軌道部件查驗進場產品“ 兩證”,即國家有關質量檢查部門出具的產品質量檢驗合格證和產品出廠合格證,沒有兩證的軌道部件一律不得進場上道;其次,對進場每一批軌道部件,在施工單位自檢的基礎上,實行監理抽檢。
(2) 對基地焊軌嚴格遵守型檢及周期性生產檢驗制度,實行監理工程師每天巡檢焊接車間,了解焊接設備、人員、材料等,并在查驗施工記錄的基礎上,對已焊接長鋼軌進行不定期隨機抽檢。在基地鋼軌焊接過程中,除焊接工藝自動控制外, 焊后正火是人為控制的,且受氣候變化影響,因此我們建議施工單位在天氣變冷、風力較大的情況下(雖然軌溫在允許范圍內),采用石棉保溫罩保溫,以確保焊縫正火質量。進入嚴冬時果斷下令停工。
5.2 鋪軌監理
(1) 底碴攤鋪:重點檢查底碴鋪設厚度、平整度、密實度,以及底碴顆粒級配。
(2) 道碴鋪設:為了保證一次鋪設無縫線路所需的道床密實度和穩定性,路基地段道床施工采用分三層起道、搗固、動力穩定的施工工藝,以加強道床密實度和穩定性。
道碴離析(所謂道碴離析就是級配碎石道碴因運輸顛簸,大小顆粒離散、小顆粒道碴沉底、大顆粒道碴浮出表面的現象) 是有碴軌道鋪設中普遍存在的問題, 為此,監理工程師建議鋪軌施工單位在攤鋪之前適當攪拌道碴,以便消除道碴離析,使鋪設的碎石道床達到最佳密實度。
碎石道床的施工污染是道床橫向阻力降低的重要原因之一,為此,監理工程師反復向有關各施工單位強調防止道碴二次污染問題,使西線碎石道床避免了二次污染,為順利地完成一次鋪設無縫線路的任務,打下了堅實的基礎。
為檢驗分析西線的碎石道床施工工藝,掌握鋪設無縫線路之前的有碴道床工作狀態,為一次鋪設無縫線路提供科學依據,采用鐵科院研制的道床剛度測試儀,測定了道床靜態橫向阻力,其平均值為717 kNΠ枕, 基本達到了設計要求(810 kNΠ枕),在我國一次鋪設無縫線路的歷史上,首次實現了定量、準確地分析鋪設無縫線路之前的道床工作狀態,保證了一次性鋪設無縫線路施工作業程序的科學性和嚴謹性。
5.3 整體道床監理在整個西線軌道施工期間,整體道床澆筑作業遇到的困難比較多,其中冬期施工及炎熱夏季施工,是監理和施工單位共同面臨的難題。
5.3.1 冬期施工監理
在冬期施工監理中我們重點抓了如下幾個方面:
(1) 根據規范要求,室外日平均氣溫連續5 天低于5 ℃ 時,混凝土應采取冬期施工措施。根據北京地區的天氣情況,將冬期分為初冬階段、嚴冬階段及寒流階段,對不同階段,要求施工單位分別采用塑料布、阻燃草簾、搭暖棚、電熱毯、摻防凍劑等不同組合方案,確保混凝土的澆注和養護質量。另外,對高架橋上整體道床施工,還規定整體道床澆筑和養護時橋梁基面溫度不得低于2 ℃ 。
(2) 鋼筋冬期施工應符合如下規定:3 級風(514 m/s) 時電焊應遮蔽,在室外焊接時,其最低氣溫不宜低于-20 ℃ 。
(3) 混凝土的養護措施應確保其在受凍前的抗壓強度不得低于如下指標:對用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土,應達到設計混凝土強度標準值的30 % ; 對用礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土,應達到設計混凝土強度標準值的40 % ; 對摻防凍劑的混凝土,當室外最低氣溫不低于-15 ℃ 時,混凝土強度不小于410 N/mm2 。
(4) 審查混凝土生產廠的資質及其提出的冬施方案,重點檢查施工單位及商品混凝土生產廠的混凝土冬期熱工計算參數,確保在實施保溫措施的整個階段, 熱工計算指標與混凝土拌和物在加溫、攪拌、運輸、澆筑時的溫度變化一致。要求施工單位按規范要求的時間間隔及測點數,記錄混凝土入模溫度、起初養護(覆蓋) 溫度、養護過程溫度、拆除保溫措施時的溫度及拆模溫度。
5.3.2 防止整體道床產生施工裂縫的措施因混凝土施工不當而產生裂縫的原因是多方面的,大致可歸納為:水灰比不當、混凝土振搗控制不當、冬期施工時養護溫度偏低、混凝土的干縮濕漲、長鋼軌的熱脹冷縮及橋梁徐變等。為此,整體道床施工監理重點抓如下幾點:
(1) 審查商品混凝土開盤報告,加強對商品混凝土坍落度的檢查。混凝土單位用水量要限制在170 kgΠ m3 以下,水灰比不超過016 , 在滿足泵送及澆筑要求時,應盡可能減少坍落度,摻加適量質量好的泵送劑和摻合料。
(2) 在振搗過程中, 要注意既振搗充分又避免過度,下料不宜太快,防止堆積或振搗不充分。在混凝土未凝固之前,表面要壓實抹光4 遍以防龜裂。
(3) 混凝土澆筑后,不得在混凝土表面撒干水泥刮抹,應加強早期養護,及時保溫、保濕。
(4) 嚴格施工操作程序。鋼筋混凝土支墩在混凝土強度達到5 MPa 時方可拆除鋼軌支架,混凝土未達到設計強度的70 %時,道床上不得行駛車輛及承重。
(5) 混凝土冬期施工采用早強防凍混凝土并施行可靠保溫保濕措施,養護溫度應控制在8 ℃ 以上。
(6) 高架橋上整體道床應盡可能在溫差變化較小的早、晚時間澆筑,并注意應從中部向橋兩端方向澆筑,以便于逐步鎖定鋼軌應力。本工程用混凝土鋼軌支墩的方法,也有利于防止整體道床混凝土的開裂。
5.3.3 長鋼軌應力放散鎖定長鋼軌的應力放散和鎖定是無縫線路非常重要的環節,是安全順利鋪設北京城鐵軌道的保證,是涉及城鐵順利通車和今后無縫線路養護維修的重要依據。對西線無縫線路長鋼軌的放散、鎖定,監理采取了以下有效的控制措施。
(1) 采用滾筒法(部份采用雙層聚四氟乙稀板),按400～500 m 設一撞軌點,每100 m 左右設一位移觀測點。軌溫控制一般采用自然溫度( 必要時采用拉軌器) 。在放散過程中,我們要求撞軌不少于三次,以便核查放散均勻程度,確保放散鎖定的質量。
(2) 軌溫計的精確度直接影響鎖定軌溫的準確性, 我們要求施工單位的軌溫計在放散施工前先進行標定,而且隨時與監理隨身攜帶的軌溫計核對,以求準確、真實。在放散過程中,每個軌溫觀測點不應少于三個軌溫計,如發現個別軌溫計誤差較大(1 ℃ 以上) 應予以更換。
(3) 實際鎖定軌溫:按照城市軌道交通的高標準要求,建議左右股鋼軌的鎖定軌溫差不超過3 ℃,前后單元鎖定軌溫差不超過3 ℃;在有碴軌道地段盡量按設計鎖定軌溫的上限鎖定(28 ℃～30 ℃),以減少產生脹軌跑道的可能性。
(4) 當一段長軌跨越地面和地下線時,應按地面段的軌溫進行鎖定,但應同時記錄地面段和地下段鎖定時的軌溫。此時地下段鎖定軌溫可能低很多(如西段地下線為14 ℃),但仍然可認為是安全的。
(5) 觀測樁:有碴軌道地段的觀測樁設置按設計文件辦理,整體道床地段建議在軌底邊的整體道床上埋設短鋼筋。在長鋼軌放散鎖定后,立即按觀測樁位置在軌腰上設永久性標記(可用鋼沖在軌腰中性軸上沖眼) 。軌底上粘貼的測標,其零點應與軌腰上永久性標記一致。
6 監理工作效果
雖然城鐵西線線下施工單位拖延3 個月才交接施工場地,但是通過監理單位和鋪軌施工單位的共同努力,西線的鋪軌作業不僅按時完成,有力地保證了西線按期通車,而且軌道施工質量完全符合設計要求,一次性通過了監理、業主、市質檢站等單位組織的聯檢,創下了軌道單項的優質工程。
7 結語
通過北京城市鐵路軌道工程西線段的監理工作, 我們得到以下的體會:
(1) 監理目標要端正。監理工程師應本著為國家、業主利益負責的態度去監理,不能草率應付了事,更不能借此謀取個人利益。
(2) 監理隊伍的技術素質要過硬。鋪軌監理工作技術含量高,施工監理人員不僅應具備豐富的現場施工經驗,還應具有扎實的鐵道工程理論知識,不僅需要掌握有關細節方面的技術經驗,還應該有整體軌道工程的概念,缺一不可。
(3) 監理工作方式要恰當。監理工程師應該主動去監理,避免被動監理;應控制施工過程,事先估計可能遇到的問題,并且在實際施工作業中及時解決,不能單靠簡單的事后返工來解決問題。
(4) 監理工程師應該有吃苦耐勞的精神,要勤跑施工現場掌握準確的第一手資料,以便更好地控制工程施工質量、造價和進度,盡量避免“閉門造車”。
