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城市轻轨改扩建工程对既有轻轨安全运营的影响分析

作者:2014-09-17 16:29文章来源:重庆市轨道交通(集团)有限

  随着经济的快速发展,城市规模也在不断的扩大,既有轨道线路的长度已经远远不能满足城市发展的需求,因此,既有轨道交通改扩建工程日渐增多。但是,在轻轨改扩建工程施工的过程中,涉及到车站区间施工、车站附属结构施工、车站主体施工等多个工点,并且改扩建工程近邻既有轨道线路施工具有施工工艺种类多、风险大、风险点多的特点,必然会对既有轻轨的安全运营造成一定的影响。因此,在轻轨线路改扩建施工中,采取必要的措施,尽可能降低对既有轻轨的运营安全造成的影响势在必行。

  1工程概况

  重庆市轨道交通三号线一期观音桥轻轨站位于观音桥商圈核心位置,车站起点里程SK12+116. 876,终点里程SK12+288. 276,全长171. Km。车站自开通以来,客流激增、拥堵较为严重。为缓解观音桥站的拥堵状况,本工程将对观音桥站进行适当改造、扩建,施工内容主要是对原观音桥车站24轴端墙外侧向北端延伸,增设一个站厅层,长77. 6m,宽16. 5m,新建站厅为单层双跨地下结构,单跨净空分别为8.55mx4.7m, 6.25mX4.7m结构体系包括板、墙、梁、柱等构件,与原车站相接处采用植筋相连。扩建通道为双层单跨结构,净宽1. 3m,上下层净层分别为3.35m.4.55m,结构系包括板、墙,外挂在原车站侧墙外侧,采用植筋相连。

  2轻轨改扩建工程对既有轻轨安全运营的影响分析

  主要对轻轨改扩建工程引起的既有轻轨机构安全影响进行分析,由空间计算模型分析改扩建工程施工过程中对既有轻轨结构的变形影响。其一,重庆轨道交通三号线采用跨座式单轨交通,既有车站轨道系统采用整体道床加支座安装预应力混凝土单轨轨道梁,轨道的刚度远远小于既有轻轨机构的刚度,因此轨道系统会随着轻轨机构的变形而变形,改扩建工程中对轨道变形的要求非常严格,施工过程中不受结构安全的影响,而是受轨道结构变形的影响,通过轨道结构的控制指标以及标准,针对改扩建工程施工过程中的结构变形进行控制;其二,既有轻轨结构的刚度相对较大,改扩建工程施工的过程中会导致既有轻轨线路发生整体结构下沉,并且既有轻轨线路变形缝的存在,还会引起既有轻轨线路变形缝两端的结构出现差异性的沉降,如果差异沉降过大,则会导致轨道和道床脱开,甚至会将轨道拉裂,影响既有轻轨线路车辆的通行安全。

  3降低轻轨改扩建工程对既有轻轨安全运营影响的有效措施

  3. 1制定安全生产目标

  结合轻轨改扩建工程的环境特点,给出工程的风险等级建议,对实施方案的可行性、可靠性进行研究,然后制定安全生产目标,这对保证轻轨改扩建工程能按照既定的目标进行改造、扩建施工,能够有效的降低对既有轻轨安全运营的影响,例如,可以制定“三无-杜绝-创建”的安全生产目标,其中“三无”指的是无工伤死亡事故;无交通死亡事故;无火灾、洪灾事故;“一杜绝”指的是杜绝重伤事故;“一创建”指的是创建安全文明工地。

  3. 2改扩建施工期间对人群的安全防护

  其一,涉及站内人行通道安全的施工期间,提前报请轨道运营公司将在车站显著位置张贴通告,提醒乘客,同时利用广播在3号线各车站及列车车厢内进行宣传,引导乘客到红旗河沟站、华新街站进行上下站,同时配合车站做好疏散、分流乘客的各项工作;其二,站内改造施工期间,影响乘客正常出入和交通的工序选择在夜间进行,不能避免影响的工序选择采取封闭施工,四周搭设脚手架并围好彩条布和安全网,在四周设置醒目的警不标志并设安全人员现场防护。

  3. 3控制既有轻轨结构变形

  控制轨道结构变形量直接关系到既有轨道的养护维修、支座类型、运营速度、线路条件等因素,轨道结构变形控制的内容主要包括隧道剥离、轴向、水平、轨距、床道开裂、沉降或者隆起速率、沉降或者隆起量。可以利用FLAC3D对改扩建工程进行模拟分析,计算山于施工引起的既有轻轨结构变形的数值,其中坑基用千斤顶、钢支撑用两单元模拟;混凝土结构用弹性结构模拟;土体采用大应变、莫尔一库伦准则变形模型计算;二衬以及围岩用八节点六面单元模型;变形缝用接触面单元模拟。通过上述方法能够准确的计算出相应的安全检算结构,根据国内外类似轨道交通改扩建工程经验,制定既有轻轨结构变形控制标准。既有轻轨的结构变形主要包括两个方面:对于结构沉降,根据轨道结构以及沉降量,主要采用垫板下加垫的方法,以此调整轨道的标高,对于道床开裂的,可以利用AB树脂进行修补,然后采用无压灌注法,以此控制床道的开裂;对于结构沉降,为了能够及时、迅速的减小或者消除沉降变形,可以采用PLC液压同步控制顶升技术,PLC液压同步控制顶升系统山千斤顶、计算机控制系统、检测传感器、液压系统等组成,在改扩建施工的过程中,根据相关的工序安装PLC液压同步控制提升系统,把千斤顶安装在设计好的位置,在轻轨改扩建施工的过程中,用计算机控制系统以及检测传感器检测施工过程中的数据,进行及时的提升,进而保证轻轨结构沉降保持在控制的范围内。

  3. 4改扩建施工中对既有轻轨以及周边建筑的安全防护措施

  其一,认真测量并收集整理车站周边观测点的沉降观测数值并定期进行复核和上报,雨天加强数据观测,定期到观察结构物、地面有无异常裂缝和沉降。将地面的沉陷值严格控制在允许范围之内,以免造成地面建筑和地下管线的破坏;其二,施工前在各大建筑物的相应位置设置沉降观测桩(点),并编制安全应急预案,然后报送安全部门备案,在开挖进行过程中按要求严密监测沉降、位移值,有异常情况及时向上级部门报告,并启动应急预案;其三,轨道防护控制措施,对于受施工影响较大的既有轻轨线路,在进行改扩建之前应该对轨道结构进行适当加固,并且采取限制既有轻轨行驶速度的措施。

  4结语

  总而言之,随着城市经济的快速发展,既有轨道交通站点已经远远不能满足城市发展的需求,导致轨道站经常出现拥堵的问题,因此既有轨道交通的改扩建工程越来越多。但是,在轨道交通改扩建工程的施工过程中,不可避免的会对既有轻轨或地铁的安全运营造成一定程度的影响,如果不采取相应的措施进行处理,将会造成严重的后果。因此,应该采取必要的措施,尽可能的降低改扩建工程对既有轻轨、地铁站的影响,在保证改扩建工程施工安全的同时,保证既有轻轨、地铁能够安全的运营。

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