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1、457/55客运专线铁路施工组织探讨高速铁路有限责任公司筹备组 何志军第一章 客运专线铁路概述一、高速铁路界定的标准高速列车运行速度是一项重要的技术指标,也是铁路现代化水平的重要体现。最高运行速度在20世纪60年代大体是210240,7080年代为270kmh,90年代为300kmh,21世纪初达到330350kmh。关于高速铁路界定的标准,60年代日本把新干线速度定为200kmh以上。随着高速铁路技术的进展,欧洲铁路联盟于1996年9月公布的互通运营指导文件(96/0048/EC)对高速铁路有了更确切的规定:新建铁路运行速度达到或超过250kmh;既有线通过改造使基础设施适应速度200kmh
2、;线路能够适应高速,在某些地形困难、山区或都市环境下,速度能够依照实际情况进行调整。目前,我国尚没有明确的高速铁路界定标准,但业内普遍认同欧洲铁路联盟于1996年9月公布的互通运营指导文件(96/0048/EC)对高速铁路的界定标准。新建客运专线铁路的速度目标值在200kmh及以上。二、高速铁路最要紧的四个差不多的技术特征1.轮轨方面:持久高平顺性的轨道,轻量化高走行稳定性的列车;2.弓网方面:大张力的接触网,高性能的受电弓;3.空气动力方面:流线形、密封的列车,较大的线间距和隧道断面;4.牵引与制动方面:大功率的交-直-交列车和大容量的牵引供电设施,大能力的盘形、再生、涡流列车制动系统和车载
3、信号为主的列控模式。高速铁路是由高质量的铁路新线、性能先进的机车车辆和操纵系统组成的庞大技术系统,它集中采纳了当代高新技术成就,从涉及到的四个方面实际上能够延伸到整个高速铁路系统,是一项系统工程。三、高速铁路建运治理模式各国因国情不同而异。大致有四种类型:一是新建高速铁路双线,专门用于旅客快速运输,如日本新干线和法国高速铁路,均为客运专线,白天行车,夜间维修;二是新建高速铁路双线,实行客货共线运行,如意大利罗马佛罗伦萨高速铁路,客运速度250kmh,货运速度120kmh;三是部分新建高速线与部分既有线混合运行,如德国柏林汉诺威线,承担着客运和货运任务;四是在既有线上使用摆式列车运行,这在欧洲国
4、家多见,在美国“东北走廊”摆式列车速度为240kmh。我国的客运专线铁路是新建的高速铁路双线,专门用于旅客快速运输。近期采纳本线旅客列车和跨线旅客列车混合运行的模式。四、客运专线铁路的要紧技术标准我国客运专线铁路的要紧技术标准在拟定之中。目前已颁布的京沪高速铁路设计暂规的要紧技术条件如下:1、铁路等级:高速铁路;2、正线数目:双线;3、设计速度:列车最高运行速度350Km/h,最低运行速度200Km/h ;4、运输模式:高中速混跑;5、线间距: 5米;6、最小曲线半径:一般7000米、困难5500米;7、最大坡度:12;8、到发线有效长度:700米;9、牵引种类及列车类型:电力、动车组;10、
5、列车运行操纵方式:自动操纵;11、行车指挥方式:综合调度集中。依照中长期铁路网规划,我国铁路将形成以京沪、京广、京哈、沪甬深及陇海、浙赣、青太及沪汉蓉“四纵四横”等客运专线为主体,到2020年建设约1万公里的客运专线,约2万公里的客货混跑快速线路,总规模达到3万公里的客运网络。十余年来,围绕京沪高速铁路,在借鉴世界高速铁路先进技术和经验教训的基础上,结合我国国情路情进行的技术攻关已取得了丰硕的研究成果。这些成果将为立即展开的大规模客运专线铁路建设提供有力的技术支持。第二章 工程特点与难点一、客运专线铁路结构工程的技术要求客运专线铁路路基、桥梁、隧道、轨道等的建设标准和技术要求比一般铁路高得多,
6、全然缘故是由于客运专线铁路必须保证高速轨道具有持久稳定的高平顺性。这是因为轨道不平顺是引起列车振动、轮轨动作用力增大的要紧缘故。在高平顺性的轨道上,高速列车的振动和轮轨间的动作用力均较小,行车安全和平稳性、舒适性能够得到保证,轨道和机车车辆部件的使用寿命和维修周期也较长。反之,即使轨道、路基和桥梁结构在强度方面完全满足要求,而平顺性不良时,在高速行车条件下,各种轨道不平顺引起的车辆振动和轮轨动作用力将大幅度提高,使平稳、舒适、安全性严峻恶化,甚至导致列车脱轨。为保障高速行车的平稳、安全和舒适,必须严格操纵轨道的平顺性。高速铁路轨道的高平顺性要紧体现在以下几个方面:钢轨的原始平直度公差要小;焊缝
7、的几何尺寸公差要小;道岔区不能有接头轨缝、有害空间等不平顺;高低、轨向、水平、扭曲和轨距偏差等局部孤立存在的不平顺幅值要小;敏感波长和周期性不平顺的幅值要小;轨道不平顺各种波长的功率谱密度值都要小。保证高速铁路轨道高平顺性,必须满足以下条件:1、路基设计和施工必须满足路基的工后沉降小、不均匀沉降小,在动力作用下的变形小、稳定性高等要求。高平顺性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的前提条件。因此:首先,路基必须严格操纵工后沉降。京沪高速铁路设计暂行规定中规定“路基工后沉降量一般地段不应大于5cm,沉降速率应小于2cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm”。其次,要严格操纵路基的不均匀
8、沉降。在100m范围内的路基不均匀沉降,将直接造成幅值较大的轨道长波高低不平顺,更短范围内的路基不均匀沉降,将直接造成路基的稳固和安全。其三,要操纵路基的初始不平顺。这是由于路基的初始不平顺过大,将导致道床厚度不均,道床弹性和残余变形积存不均匀,也会逐渐形成轨道的中长波不平顺。2、桥梁的动挠度等变形必须满足高平顺性的要求桥梁的挠度、折角、扭曲等变形直接阻碍轨道的平顺性,因此,桥梁梁跨的组合、桥梁的刚度、自振频率等设计应满足轨道的平顺性条件。多跨等距桥梁更要严格操纵动挠度形成的周期性不平顺,跨度选择应避开敏感波长,尤其要幸免形成最不利周期性轨道不平顺。因此,在一般的桥梁设计中,经常采纳多跨等距桥
9、梁,便于施工组织,降低工程造价的设计思路,在高速铁路设计中需要有所改变,而应采纳小跨度、大刚度、不等距桥梁梁跨设计,如此比较容易满足平顺性条件。3、道床必须选用硬质、耐磨的道碴,并在铺枕前整平压实选用硬质、耐磨的道碴,并压实道床,关于保证平顺性、提高开通速度、减少道床残余变形积存、降低轨道的养护维修工作量特不有效。近十多年来国外重载、高速铁路均已采纳。铁科院轨道动力学试验室进行的试验也证实了国外这一重要措施的效果。在完全相同的货车滚压条件下,通过123万吨通过总重,道床下层经压实的轨道与未经压实的轨道相比,最大残余变形前者为15mm,后者为50mm,相差3.3倍,接头部最大不平顺,前者为13m
10、m,后者为42mm,相差3.2倍,压实道床的效果十分明显。4、严格操纵轨道的初始不平顺轨道初始不平顺是运营后各种轨道不平顺发生、进展和恶化的根源,若不进行严格操纵,将造成运营过程中难以处置的无穷后患。依照欧洲的研究,轨道初始不平顺状态对以后轨道长期的平顺状态和维修工作量有决定性阻碍。初始状态好的轨道,维修周期长,能长期保持良好的水平;初期状态不行的轨道,不仅维修周期短,增加维修作业次数也专门难改变轨道初期“先天”的不良水平。日、法、德、瑞等国都制定了特不严格的轨道铺设精度标准。因此,要提高轨道的铺设精度标准,严格操纵轨道的初始不平顺。总之,高速铁路是否能够安全、平稳、舒适运行,是通过轨道的平顺
11、性来体现的,但真正阻碍高速列车安全、平稳、舒适运行的不仅仅是轨道,而是由路基、桥梁和轨道等组成的基础设施整体。因此,高速铁路各结构物的设计,不仅要强调各结构物本身的高平顺性和稳定性,还要强调各结构物组合后的平顺性和稳定性,要对车、线、桥(或路基)的组合进行动力仿真分析,确保高速列车安全和舒适地运行。二、工程特点与难点以京沪高速铁路为例。1、路基设计理念新。为保证轨道具有持久的平顺性,路基结构设计首次采纳了变形和强度结合操纵的原则。目的为轨道提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定、顶面平顺的弹性基础。结构标准高。路基基床由表层和底层组成,表层厚度应为0.7m,底层厚度应为2.3m,总厚度
12、为3.0m。其中,基床表层由510cm厚的沥青混凝土防水层和6560cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成。基床底层填筑A、B组填料。路基与桥台及路基与横向结构物间过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处,是不均匀沉降容易产生的常见部位,在地基处理和路堤设计中采取了逐渐过渡的方法,减少不均匀沉降,以满足轨道平顺性要求。工后沉降和沉降率操纵严格。规定路基工后沉降一般地段(含软土路基)不大于5cm,年沉降率不大于2cm;过渡段,工后沉降不大于3cm。对沉降操纵较困难的软土及松软土地质地段的路基均采取了地基加固措施。填料标准高。路基结构所使用的材料质量必须先期选择和确定。基床表层和各种过渡段增加了一
13、项反映土体动应力特性的质量操纵指标动态变形模量EVd,要求K30、EVd、n三项指标同时检测,均必须满足压实标准。基床表层所采纳的级配碎石或级配砂砾石等材料,基床底层采纳的A、B组填料均有严格的材质、粒径和级配要求,为保证达到设计标准,设级配碎石拌合站或填料改良场,对填料进行集中拌合或改良。路堤施工的工期长。依照国外及国内秦沈客运专线、京沪高速铁路昆山试验段的施工经验,良好地基的有碴轨道路堤填筑后一般放置1个月以上,地基不良地段路堤放置6个月以上;黏土地基上路堤支承板式轨道时需放置6个月以上,其他地基放置3个月以上;同时,要预先进行详细地质地基勘察,进行必要的沉降观测,并测算沉降稳定时刻,以保
14、证预压时刻,达到稳定时刻和沉降要求。附:高速铁路与普速铁路要紧技术参数对比表路基技术参数对比 序号项目名称高速铁路级铁路(重载)1路基宽度路堤13.8米11.6米2路堑13.8米11.2米3路基基床表层厚度0.7米0.6米4底层厚度2.3米1.9米5填料基床表层必须使用级配碎石或级配砂砾石可使用A、B组填料,有条件地使用C组填料6底层应采纳A、B组填料或改良土可使用A、B、C组填料,有条件地使用D组填料7路堤下部可采纳A、B、C组及改良土可采纳A、B、C、D组填料8压实标准基床表层细粒土不使用K3090、K0.919粗粒土K30190、Evd55、18%K30120、D0.7510基床底层细粒
15、土K30110、K0.95K3080、K0.8911粗粒土K30130、28%K30100、D0.7012路堤下部细粒土K3090、K0.90K3070、K0.8613粗粒土K30110、31%K3080、D0.6514沉降操纵标准工后沉降5厘米,年沉降率2厘米;过渡段工后沉降3厘米沉降比操纵(C0.0050.025)15过渡段20m 范围内基床表层的级配碎石内掺入35%的水泥,表层以下以级配碎石分层填筑,填筑压实标准应满足K30150MPa/m、Evd50MPa和孔隙率n28%。末设过渡段要建立先进、可靠、精确、完整、有效的质量操纵与检测体系,保证:(1)地质勘察深度及所采纳的设计方法和计算
16、参数正确;(2)填料特性、工程措施及适用范围全过程受控。(3)路基均匀或不均匀沉降及其沉降数值得到持续正确的检查。路基上的各种设备宜与路基同步修建,并不得因其设置而损坏和危及路基的稳固与安全。2、桥梁高速铁路的桥梁设计,除满足一般铁路桥梁的要求外,还需满足一些专门的要求,这是因为在高速列车运行条件下,结构的动力响应加剧,从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料疲劳、列车运行噪声、结构耐久性等等问题都与一般铁路有所不同。如:结构的纵横向刚度大。除操纵挠度,梁端转角,扭转变形,结构自振频率,还要限制预应力徐变、不均匀温差引起的结构变形。并进行车桥耦合动力响应分析。耐久性要求高。要紧
17、承重结构按100年使用要求设计,统一考虑合理的结构布局和结构细节,强调要使结构易于检查维修以保证桥梁的安全使用等。墩台基础的沉降操纵严格。其工后沉降量不应超过下列容许值:墩台均匀沉降量:关于有碴桥面桥梁: 30 mm关于无碴桥面桥梁: 20 mm静定结构相邻墩台沉降量之差:关于有碴桥面桥梁:=15 mm关于无碴桥面桥梁:=5 mm预应力混凝土梁的徐变上拱值:轨道铺设后,有碴桥面梁的徐变上拱值不宜大于20mm;无碴桥面梁的徐变上拱值不应大于10mm。关于外静不定结构,其相邻墩台均匀沉降量之差的容许值,除要满足外静定结构相邻墩台沉降量之差的要求外,还应依照沉降时对结构产生的附加应力的阻碍而定。关于
18、沉降难以操纵区段的桥梁,采纳可调支座桥梁上部结构优先采纳预应力混凝土结构。预应力混凝土结构不仅刚度大,而且噪音低,由温度变化引起的结构位移对线路结构的阻碍小。技术复杂、施工难度大。双线简支箱梁制、运、架需专门的大型施工装备(32米跨度的双线简支箱梁重约900吨、梁宽13.4米);大跨度的专门孔跨结构多。跨越要紧交通干线或通航河流大量采纳钢混结合梁、连续梁、斜拉桥、钢桁拱等专门结构的大跨度梁式。工程量大。由于所经地区经济发达,都市和居民点密布,铁路、公路、河流纵横交错,桥梁所占线路总长度的比重是一般普速铁路的34倍。3、隧道隧道工程设计考虑列车进入隧道诱发的空气动力学效应对行车、旅客乘坐舒适度、
19、车辆结构强度和环境等方面的不利阻碍。采纳放大隧道断面有效面积减少堵塞比(列车横断面面积/隧道横断面有效面积)、在隧道洞口修建缓冲结构及增设辅助坑道等要紧工程措施。京沪高速铁路单洞双线隧道设计有效面积为100 m2,单线隧道断面有效面积为70 m2。由于隧道的横断面较大,受力比较复杂,且列车运行速度较高,隧道维修有一定的时刻限制,在高速铁路隧道中不采纳喷锚衬砌,带仰拱隧道边墙与仰拱的连接方式采纳顺接,铺底厚度以及隧底仰拱、隧底填充及底板混凝土强度等级均应较一般铁路有所提高。4、轨道先期铺设短轨有缝轨道,再过渡铺成的无缝线路,容易使钢轨接头部位的基床、道床受到损害,使之在强度、弹性及其结构均匀性等
20、方面成为固有的薄弱环节。这些差不多形成的薄弱环节不可能通过维修手段予以完全根除,而具有“经历”特征,长期阻碍线路的平顺性和均匀性,不能较好地满足高速列车的运营要求,同时也加大了维修工作量。因此,高速铁路正线轨道按一次铺设跨区间无缝线路设计。铺设500m长钢轨技术难度大,对设备和工艺有新要求。国际上先进的单枕铺轨机设计牵引力为1000吨,受牵引力操纵铺轨能力不满足铺设500m长钢轨的要求。在12坡道地段,单班铺轨1公里需要的铺轨机牵引力为1600吨(运输500m钢轨的平板车重量900吨+1km轨料重量700吨),远大于铺轨机的牵引能力。目前,我国引进的四台铺轨机有2台TCM-60铺轨机在国外设计
21、标准的基础上加装了动力辅助车,牵引力达到1700吨;单枕铺设法铺设500m长钢轨在国际上尚无先例,现有铺轨机都需要对抽送长钢轨的龙门架增加动力改造。轨道铺设平顺性要求专门高,轨道达标作业遍数多、时刻长。高速铁路要求轨道的轨向、高低、水平同意偏差2mm,钢轨顶面及内侧工作面的焊接平直度0.2mm,平顺性对比见下表。轨道平顺性同意误差比较表 单位mm项目高低轨向水平钢轨焊头平直度弦长10 m轨顶面内侧工作边京沪高速2220.20.2秦沈线3330.30.3普速铁路5550.30.3达到要求的轨道平直度难度专门大,需要大型养路机械作业6-7遍(秦沈线作业4-5遍)。钢轨焊接平直度要达到京沪高速的要求
22、,需通过引进先进的焊机来实现。无碴轨道铺设数量大,进度指标高,需引进或研发大量专用设备以満足多作业面平行施工的需要,且对施工人员素养要求高。板式轨道是从日本引进的一种新的轨道结构,在秦沈客运专线进行了试验性铺设,施工采纳小型机具,最快施工进度只达到30m/天(日本采纳成套的专用施工设备,日进度指标能达到200)。高速铁路大量并成段采纳板式轨道结构,为保证工期,需研发或引进成套施工设备,并多开平行作业面;板式轨道的轨道板通过灌注CA砂浆定位,是永久性的,CA砂浆施工操作及定位精度要求专门高,操纵不行会留下永久性缺陷,对施工人员素养要求高。高速铁路所需特级道碴标准高、工程量大、使用集中,供需矛盾突
23、出,需提早组织生产并储存道碴。鄂式破裂工艺是目前国内生产道碴的要紧方法,产品质量专门难满足特级道碴的技术要求;京沪高速铁路沿线资源相对缺乏,分布也不均衡,施工运距较远,铺轨工期短,施工组织应充分考虑备碴场地,提早组织备碴。铺设无缝线路受环境温度的操纵,作业时刻受限制。起拨道作业轨温应在无缝线路锁定轨温的20范围内,当轨温高于锁定轨温20时,轨道内有76吨的内力未被释放,温度每增加1度内力增加3.6吨,温度过低,起拨道作业会引起线路失稳。高速行车要求线路的稳定性高。京沪高速设计暂规规定的道床力学指标高于秦沈客运专线,比较见下表:道床稳定性参数比较表项目道床横向阻力道床纵向阻力道床刚度京沪高速12
24、KN/枕14KN/枕120-140KN/mm秦沈线10KN/枕12KN/枕100-120KN/mm铺设道碴要采纳分层捣固和稳定的作业方法,防止轨道状态发生大的变化。线路稳定才能确保高速开通时按设计速度运行,线路稳定的标志是道床阻力和路基沉降达到要求,而最终提高道床阻力须依靠列车运行来进行,开通前必须进行试运行。5、通信通信工程由多业务光纤传输、数据通信、综合无线和用户综合接入等子系统构成,要紧特点:业务种类多。除提供传统的话音业务以外,通信系统要为运营治理提供宽带数据、图像、视频等多媒体业务,为信号、综合调度系统、信息化系统提供保障。高安全、高可靠性。通信工程为信号、综合调度系统、信息化系统提
25、供服务,是确保高速行车安全的关键信息平台,必须具有高安全和高可靠性。系统间的相关性高,设备的集成化程度高,调试的工作量大、技术复杂。6、信号高速铁路的信号系统由列车运行操纵、车站联锁和综合调度中心等组成。要紧特点为:与通信和计算机网络技术一体化。集中治理分散操纵的车站联锁系统和智能化的车载设备。体现了数字化、网络化、智能化的技术特点,系统调试复杂。一级连续速度列车运行操纵模式。利用光局域网进行调度中心、车站操纵中心、区间中继站操纵室之间的信息交换。用无绝缘数字轨道电路和GSM-R综合无线通信系统进行列车与地面之间的信息交换。系统兼容性强。与既有线的自动闭塞和车站联锁兼容,满足不同速度的列车共线
26、混跑及上、下高速线。接地系统采纳全线贯穿接地铜缆,车站(中继站)集中接地,提高了系统的稳定性;轨道电路工程量大,轨旁设备的安装受轨道施工的操纵。7、电力高可靠、免维护和实现远程操纵与监测。8、电气化采纳单相AT供电方式。牵引供电系统采纳综合自动化,设实时监控的防灾报警体系。增大铜合金接触导线面积,满足大张力接触悬挂结构的需要,实现高速机车良好受流。与普速铁路的接触网工程相比,导线截面增加了25%以上,导线张力增加67%,工艺标准大大提高。全过程精确测量、准确定位,满足大张力要求的恒张力导线架设,确保接触悬挂具有持久的高平顺性。为了保证路基结构的整体性,支柱基础要采取机械化施工。与普速铁路不同,
27、基坑机械成孔,实行标准化作业。9、动车段及综合维修基地动车段是保证动车组可靠运行,实现动车组的动态检测、状态修,并具备与之相配套的检测与诊断技术,完备的综合维修保障体系;综合检修基地承担着工务、电务、供电、抢修、抢险等功能,是保障高速铁路基础设施正常运营的核心系统。必须与基础设施统一设计、同步实施、综合联调、整体开通。10、大型站房北京南、天津西、新济南、南京南、上海七宝等车站,是中国经济最发达地区中心都市的交通运输枢纽和现代化的窗口。集都市地铁、轻轨、公交等现代交通设施于一体。11、综合调试及试运行以通信、计算机网络为基础网,列车运行指挥系统为核心,对列控系统及线路设备、供电系统、综合维修系
28、统、防灾报警系统、旅客服务系统等子系统,按预设的试验打算进行单体试验、结合试验和现场运行模拟试验。涉及专业多,综合调试工作量大,我国缺少调试经验。综上所述:任何一条客运专线铁路,差不多上一项建设规模庞大而又复杂的系统工程。技术新、标准高,施工及安装工艺复杂、难度大,施工预备时刻紧,建设、运营治理和维修体制新,与传统铁路差异大,需选配大量掌握现代科学技术的高素养人才。第三章 施工组织指导原则与方法客运专线铁路是一项建设规模庞大而又复杂的系统工程。各工程间、工程与施工的生产要素间、生产要素间都具有集合性、相关性、目的性和环境适应性,是一种相互结合的立体多维的关系,这就讲明项目具有系统性,项目治理是
29、具有系统治理的特点。在项目规划、预备时期对实施时期的工作内容、工作顺序、持续时刻及工作之间的相互衔接关系等进行打算,研究项目的总进度、施工布置、重大施工技术和施工难题,对项目实施过程中可能出现的问题做好预案正是施工组织设计的目标和意义所在。施工组织设计的实质是应用系统方法,利用现代运筹学、信息论、操纵论把工程科学和治理科学有机地熔合在一起为项目治理服务。它遵循以下三个差不多原则:1、整体性原则。将项目作为一个整体,依照各方面的不同要求,不断调整打算来协调它们之间的关系,保证项目各方面的因素从整体上能够相互协调。2、最优化原则。按照项目的内在规律,有效地打算、组织、协调、操纵各生产要素,使之在项
30、目中合理流淌,从而实现提高项目治理综合效益,促进整体优化的目的。3、模型化原则。重大项目规模宏大、投资巨大、阻碍深远,因而所面临的风险种类繁多,各种风险之间的相互关系错综复杂,单纯定性或单纯定量的都难于真正把握住并处置好重大工程项目中出现的多种类多层次的风险。因此,在系统论思想指导下,通过分析、推断、推理等程序,建立起某种模型,然后运用数学工具给出定量化的最优结果,以获得技术上先进、经济上合算、时刻上节约的整体最优效果。模型化原则实现了经验知识、理论知识、数据信息和计算机技术的有机结合,使系统的各部分互相协调、互相配合。第四章工期安排一、工期目标通过可行性分析和技术、经济风险评估确定。由于我们
31、对修建客运专线铁路还缺乏经验,借鉴国外高速铁路建设经验十分必要(外国高速铁路建设工期概况下见表4一1)。二、工期分析以京沪高速铁路为例。1、路基(或路堑)阻碍施工工期的要紧因素:(1)地基类型(岩土类不);(2)路堤高度(路堑深度);(3)压实(开挖)工艺及采取的施工措施;(4)路堤的冲击稳定性(软土及松软土地基);(5)沉降与土体的固结期限。路基平均填筑高约为6.5米,地质较好地段路基的合理施工工期一般需1215个月;采取地基加固措施路基的合理施工工期一般需1518个月;考虑沉降固结期限后路基的合理施工工期一般需1824个月。分析意见如下:施工预备:180天;地基加固:90天(无加固措施14
32、天);下部及基床底层(3.52.3):7天填筑一层,计20层,共133天;综合接地:30天;堆载预压:180360天(排水固结);基床表层:7天填筑一层,计3层,共21天;电气化立柱基础:区间90天,一般站场60天;电缆槽:区间90天,一般站场60天;路基防护及排水:120180天(非关键工序);沥青混凝土面层摊铺:6090天(操纵铺设底层道碴)。2、桥梁阻碍施工工期的要紧因素:(1)桥址处水文、地质等自然条件;(2)桥跨的结构形式;(3)梁式桥上部结构的施工方法;(4)制、架梁设备。除专门的大跨度桥梁外,常用跨度桥梁的下部工程一般不操纵施工工期,架梁是操纵施工工期的关键(箱梁架设:1孔/天)
33、,合理的施工工期为2133个月。分析意见如下:施工预备: 180天;下部工程: 8个月;架梁:1416个月(其中与下部工程施工交叉3个月);体系转换: 23个月;无碴轨道:34个月(体系转换完成2个月)。注:常用跨度桥梁上部结构以预制架设和现场浇筑两种要紧施工方法为主。通过对相同区段两种不同施工方法施工费用分析知:当施工区段长约30公里、加权平均运距12公里、预制架设箱梁300孔时,两种不同施工方法的箱梁制造成本差不多相当。见下表:箱梁集中预制、架桥机架设序号梁型平均制、架梁数量平均运距制、架梁费用指标备注1双线箱梁(24M)300孔12公里731756元/孔预制场位于软土地基区2双线箱梁(3
34、2M)300孔12公里1047194元/孔3双线箱梁(24M)300孔12公里693578元/孔预制场位于非软基区4双线箱梁(32M)300孔12公里1009016元/孔移动模架法施工箱梁序号梁型桥位现浇数量每孔箱梁施工费用指标备注1双线箱梁(24M)300孔697288元/孔2双线箱梁(32M)300孔1024840元/孔当施工区段的长度一定时,集中预制架设的箱梁规模越大,单位制造成本就越低;集中预制架设的箱梁的权加平均运距越短,架设成本就越低。不同施工方法的适用范围和优缺点见(表4一2)。桥位现浇:满布支架适用于地质、地形条件良好,桥梁净空较低,且桥梁孔跨数量较少的桥梁,一般不操纵桥梁施工
35、工期。造桥机桥位现浇的施工周期与作业面的数量有关,要满足铺轨要求。施工区段内桥梁孔数和有效施工周期确定后,最短的实际施工周期与设备的投入数量有关,一般不操纵桥梁施工工期。预制、架设:由于双线32米跨度简支箱梁重达900吨以上,一般需利用已完工的桥梁或路基作运梁通道。因此,桥梁下部工程和同一区段内路基的施工工期制约架梁作业的开始时刻和总工期。3、轨道阻碍施工工期的要紧因素:(1)铺轨机及机养设备的配套作业能力;(2)道碴供应能力;(3)气候条件。京沪高速铁路单班铺轨日历平均进度1.0km/日,实际作业1.5Km/日;双班铺轨日历平均进度1.33km/日,实际作业2.0Km/日。当每个铺轨作业区段
36、长在300360公里时,合理的施工工期为1820个月。分析意见如下:底层道碴摊铺:1个月;铺轨时刻:10个月(平均400正线铺轨公里);冬季停工:11.5个月(淮河以北地区);夏季停工: 0.51个月;线路锁定及达标作业:6个月。配备国际上先进的铺轨及焊轨设备并加以改造,提早一年生产储存道碴,提早建成铺轨基地并储存轨料,每个铺轨作业面配备2台捣固车,对施工队伍进行培训的条件下,完成铺轨任务是可能的。4、隧道阻碍施工工期的要紧因素:(1)隧道的长度、围岩类不及地形、地质、水文等条件;(2)开挖及支护的方式;(3)通风、排水、防灾及弃碴的要求;(4)施工期限;京沪高速隧道工程施工不操纵总工期。但工
37、期指标的分析意见如下:施工预备: 180天;单口掘进: 100米/月;无碴轨道: 75单延米/天;设备安装: 60天/座;整修验收: 15天。每座隧道为一个差不多的施工单元。当单座隧道长在1000米及以下时,考虑设一个作业面;隧道长度在1000米以上时,通过选择双口掘进,选择增设横洞、竖井、斜井或平行道坑等措施增加作业面,以满足铺轨进度要求。5、通信信号阻碍施工工期的要紧因素:(1)干线光电缆受路、桥进度操纵;(2)区间设备安装受轨道整理制约;(3)设备检测及系统调试。通信工程的合理施工工期约为14个月。其中施工预备2个月,干线光缆线路2个月,站场综合布线和设备安装2个月,区段内调试2个月,全
38、程联调6个月。施工单元:一个车站加一个区间或一个枢纽为差不多的施工单元。要紧工序流程:施工预备施工预备全程联调区段内调试通信设备安装干线光缆线路综合调试信号工程的合理施工工期为14个月。其中施工预备2个月,干线信号电缆3个月有,设备安装3个月,室内模拟试验1.5个月,站内联锁试验1.5个月,车站区间联合试验3个月。施工单元:1个车站及所操纵的区间,最大站间距为67Km,信号电缆最长按70Km考虑。要紧工序流程:施工预备施工预备车站区间结合试验室内外联锁试验室内模拟试验操纵中心设备车站室外设备区间信号设备干线信号电缆综合调试6、电气化阻碍施工工期的要紧因素:(1)支柱基础受路基填筑进度制约;(2
39、)接触网悬挂架设受轨道施工制约(其进度比铺轨进度线滞后约4个月,轨道达标4个月后完成)。牵引变电和电力远动工程以保证综合调试用电为目标工期,无紧前工序制约,自由时差充裕,为非工期操纵工程。接触网工程受路基、桥梁、轨道工程施工制约操纵工期。要紧工序流程:施工预备支柱装配接触悬挂架设静、动态检测以京沪高速为例:以一个牵引变电所的供电范围划分为一个差不多的施工单元,若干施工单元组成一个施工区段,原则上每个施工区段只包含一个枢纽站或一个铺轨基地,并尽量与铺轨施工区段一致,架设长度在400500条公里,合理工期约18个月。进度指标:综合作业指标为80条公里/月作业面(工程进度受轨道操纵,能力有富裕)施工
40、预备:2个月;支柱装配:7个月(3个月开始后续工序施工);接触网悬挂: 6个月;静、动态检测:3个月。7、房屋及站场建筑阻碍施工工期的要紧因素:(1)征地及三电迁改;(2)建筑的类型、规模和施工技术;(3)都市地铁、轻轨布局与建设;(4)四电工程和设备安装的进度要求。特大型枢纽站:36个月(其中:土建20个月、设备安装16个月);枢纽站等站:30个月(其中:土建18个月、设备安装12个月);一般中间站:18个月;越行站:12个月;动车段及综合维修基地:30个月。8、综合调试和试运行(1)国外高速铁路综合调试及试运行情况单体试验:设备调试;结合试验:系统合成调试;现场试验:运行模拟、运行操纵、运
41、营试验、接收试验。(2)工期安排综合调试:6个月;试运行:6个月。三、结论1、线下工程路基、桥梁、隧道可平行施工桥梁工程是操纵线下施工进度的重点工程,但对武广、郑西客运专线长大隧道必定也是操纵施工进度的重点工程。软土路基进度不能满足架梁作业要求(架梁作业要求在项目正式开工后12个月开始实施),是操纵区段施工进度的重点工程。2、轨道及四电工程轨道、通信信号、电气化工程可并行施工。轨道工程是操纵施工进度的重点工程。由于信号轨旁设备及接触网悬挂施工要在综合试验目标工期开始前达标,区段内每个作业面最短施工周期不应少于4个月,因此轨道整细作业要在综合试验目标工期开始前4个月完成。3、站后工程除特大型站场
42、建筑外,一般车站的房屋,给排水,站场工程不操纵施工工期;动车段及综合维修基地新技术含量高,合理工期需36个月以上(含施工预备),应安排与站前工程平行施工。4、综合调试及试运行综合调试及试运行是高速铁路建设过程中不可或缺的系统集成、调试、验证和运行试验项目。项目实施的前提是各专业工程已全面建成并通过了相应的测试,专业功能符合相关要求。施工预备施工预备关键工程单独占用工期示意图高速列车制造及动车段建设绿色工序为高速施工特有,占24个月工期3个月 15个月 9个月 6个月 12个月 6个月4个月6个月6个6个月路基施工架梁桥梁体系转换无碴轨道建设周期67个月铺轨轨道达标6个月四电工程综合调试试运行附
43、4一1 世界高速铁路工期一览表国 家区 段设计速度/运营速度全长(km)路 基(km)桥 梁(km)隧 道(km)建设期工期(年)备注韩 国汉城釜山350/300412111112189199520049日 本东京大板210/270516278170681959.41964.105.5大阪冈山260/3001612061801967.31972.35冈山博多260/300393471491971970.21975.35东京盛冈260/272496243521191971.111982.610.5桥、隧多大宫新泻240/27229631781151971.111982.1111桥、隧多高崎长野2
44、701171935631989.81997.108桥、隧多法 国巴黎里昂300/270472东南线桥只占6%,限制坡度35。197619837少桥、无隧巴黎勒芒/图尔300282198419906巴黎里尔加莱300333198919945里昂瓦朗斯马赛300/350148/295199520016马塞线(西班牙)马德里塞维利亚300/270489赫塔费科尔多瓦3503223016151987.101992.44.5挖填比3:2中国台湾台北高雄350/30034520002004.105德 国汉诺威至维尔茨堡250/280327176331181973/197619913.5客货混跑柏林汉诺威2
45、801701992.1119986新线科隆法兰克福219300(1989)2002()批准开工时刻意 大 利罗马-佛罗伦萨30023613128771970198717政治缘故中 国北京上海350/300131813.457拟建表42 桥梁工程上部结构不同施工方法比选序号施工方法施工方法适用条件要紧施工设备或材料配置施工措施或施工辅助设施施工进度指标优点缺点1场制、机架1、适合与桥梁分布集中、桥长差异性较大的施工区段;2、梁型相对一致,施工段落长度在2030公里范围内,全段箱梁总孔跨数量在300孔左右;3、施工段落内具有相对较好的设场条件;4、跨越城乡重要交通设施相对密集地区;架桥机、运梁车集
46、中制、存梁场1孔/天1、由于制梁和架梁分开进行,相对桥位现浇施工速度快;2、架梁作业差不多不受冬季、雨季天气情况的阻碍;3、施工成本相对较低;4、施工时对周围环境的阻碍小;5、对地形、地质、桥梁高度等的要求不高,适用范围较广;1、施工时的一次性投入的机械设备及辅助设施费用较高;2、对路基工程施工工期有要求;3、与先简支后连续梁湿接缝施工或无渣轨道施工无法平行作业;2造桥机桥位现浇1、施工段落范围内桥梁分布分散,设场条件较差;2、单座桥梁长度在12002500米左右;3、地形起伏较大、桥梁高度较高或有水河流的桥梁;4、适合于要求施工对既有交通设施干扰相对较小的地区;造桥机预埋构件、辅助支架152
47、0天/孔1、施工临时用地少;2、不需要投入较大规模的制、存梁场及相关的辅助设施;3、对地形、地质、水文、桥梁高度等条件的要求不高;4、对周围环境阻碍较小;1、施工进度相对较慢;2、施工时一次性投入的施工设备费用相对较高;3、桥位现浇受冬季、雨季天气情况的阻碍;4、施工成本相对较高;3支架法桥位现浇1、施工段落范围内,桥梁分布分散,地质情况较好;2、桥梁高度不超过10米;3、非跨越河流的桥梁;钢管、军用梁或万能杆件等周转性材料地基处理、支架压重2025天/孔1、施工临时用地少;2、材料来源充足,可依照施工安排大量配置;3、材料可周转回收并重复使用;4、可节约大型机械设备的一次性投入费用;1、施工
48、进度慢;2、桥位现浇受冬季、雨季天气情况的阻碍;3、对地基处理要求高;4、对周围环境的阻碍较大;5、非标准设备、材料等较多,差异性较大;第五章要紧施工方法与措施一、路基为满足工程进度及施工质量要求,施工必须机械化。应选用大吨位土石方挖掘、运输及重型振动压实机械(过渡段选用小型振动压实机械配合),并需配备沥青混凝土、级配碎石摊铺、拌和等特种机械。填料缺乏地段,采取远运路基填料或改良土方式解决,优先采纳厂拌法施工工艺。软土及松软地段先期安排施工,并加强施工过程中的沉降、位移等观测工作,以检验和完善设计。二、桥梁针对桥梁工程的特点,工程应尽早组织开工,多种施工方法并举。对长大桥梁的施工,采取下部工程
49、分段同步施工。上部常用32m、24m双线箱梁采取集中预制架桥机架设为要紧施工方法,有条件的地点采纳移动模架现浇配合,也可采纳满布支架现浇施工;高山深谷或桥隧相連区段的施工场地和运输条件相对较差,宜采纳节段拼装或制、架单线简支箱梁;大跨度预应力砼梁采纳悬臂灌注施工;钢混结合梁等专门结构桥梁要应地制宜,认真比选,择优确定梁部施工方法。为保证施工工期,要提早研制开发大吨位运、架梁设备。三、隧道由于隧道断面积大,为保证施工安全,在级围岩采纳侧壁导坑法或中隔壁法施工,、级围岩和级围岩浅埋段采纳台阶法施工,级围岩深埋段可采纳全断面法施工。隧道开挖均采纳光面爆破技术,操纵超挖和幸免大范围扰动围岩。隧道二次衬
50、砌要求采纳整体式大模板台车、泵送混凝土浇筑。为利用弃碴填筑路基,注意与路基协调施工。四、轨道1、轨道铺设为确保无缝线路施工质量,采纳单枕法一次铺设无缝线路。无缝线路的锁定受温度阻碍较大,高温或低温情况下均不能施工,施工组织安排时尽量避开或采取相应措施。2、道床施工施工必须大机作业。针对全线在短期内道碴需求量大,和碴场供应能力相对较小的状况,提早作好道碴生产预备工作,扩大生产能力,并作好道碴储备工作。3、无碴轨道无碴轨道地段,应结合铺轨工期目标的要求以及桥梁梁部的架设时刻,合理安排,确保质量和工期。五、四电传统项目按已有成熟的施工工法、施工工艺组织施工。采纳新技术、新工艺、新设备部分的施工,按照
51、有关京沪铁路施工、验收标准和新设备供应商提供的安装规范施工。为减少对已完工程的破坏,通信信号电缆槽、接触网立柱基础工程应在轨道工程开工之前完成,施工均要求采纳机械施工方法,杜绝人工开挖方式,减少对路基整体性的扰动,保证基础位置准确,确保施工质量得到有效保证。第六章施工预备与大型装备和设施一、大临工程1、铺轨基地依照方案明确的施工组织原则和工期目标,结合跨区间无缝线路施工工艺和方法,对全线所需设置的铺轨基地统一规划、合理布置。所选择的铺架基地要具有相对较好的自然设场条件,通畅的运输通道,能充分调动和发挥现代化成套施工装备的技术优势,以保证轨道及相关工程施工的顺利进行。客运专线的铺轨基地需设现场焊
52、轨生产线,建大型存碴场和轨料存储场、大型施工设备及专用车辆停留线,配套建设的到发场、编组场及机务作业线,联络线、物资交接线等要满足机组作业的要求,规模应满足跨区间无缝线路单枕连续铺设作业的进度要求。差不多规模:轨道施工工期按一年半操纵,每个区段所承担的正线铺轨数量不超过360km;隧梁集中,且运输能力紧张,不利阻碍因素较多,每段正线铺轨数量不超过250km。按照所承担的铺轨任务计算,基地应达到能储存长钢轨100公里、厂制钢轨60公里、扣件100公里、轨枕20万根、道碴20万立方米的规模,以满足连续铺轨要求。进度安排:铺轨基地要求在第二施工年度内建成,第三施工年度开始存碴、存轨(料)和500米长
53、轨条焊接,以满足铺轨进度要求。基地铺临时轨道约10.3公里,公路便道2.5公里,高压电力线路3公里,供电功率1200KVA。2、制、存梁场制、存梁场设置地点和规模,依照施工区段中桥梁的制、架梁数量,铺轨作业方向、工期要求,生产工艺及经济运输范围等因素综合决定。集中预制、架桥机架设的一般特大桥、大桥和中、小桥梁实行双向架设的施工区段长原则上操纵在30公里以内,单向架设的施工区段长原则上操纵在20公里以内,各施工区内制、架桥梁的数量一般操纵在300孔左右。制梁台位的数量按照1孔/天的生产指标配置,一般68个;存梁台位的规模应至少满足连续30天箱梁生产数的存放要求。桥梁运输采纳轮胎式运梁车,利用已建
54、成的路基、桥梁作运梁通道。长大桥梁架设可设置垂直提升设备,将梁垂接提升。梁场的其它辅助生产设备和设施(如:砼搅拌站、电力、供水及供汽、施工便道等)依照制、存梁场的生产规模确定。每个梁场均要有详细的设计方案,箱梁生产的每道工序必须严格按照作业指导书的要求进行操作,所生产的各类成品梁按相关的规范进行检测,以保证质量。进度安排:制梁场应在第一施工年度内建成,并投入生产;架桥机、运梁车、造桥机及提升机等应在第一施工年度内完成设备的研发或引进,并在架梁作业开始前,至少提早2个月运至施工现场。联络线或动车段走行线所采纳的部分T型简支梁若外购,其存梁场应与铺轨基地统一规划,同步建设。3、填料改良、级配碎石及
55、沥青混凝土拌合场拌合场设置地点要尽量靠近填筑施工现场,设于远离村落,交通便利的地点。土源点离施工现场较近时,拌合场拟设置于取土场或附近;级配碎石拌合站要尽量利用改良土拌合站的既有设施,必要时独立设置。拌合场供应的经济半径应操纵在1520公里范围之内,施工区段长不宜超过3040公里。要求在第一施工年度末或第二施工年度初建成。各场的设置规模及要紧进度指标如下:(1)填料改良设置规模及要紧进度指标:差不多规模为100150万立方米,施工工期不超过10个月。生产指标为250吨小时,单机单班产量为1200立方米。(2)级配碎石拌合设置规模及要紧进度指标:差不多生产规模约30万立方米,施工工期不超过3个月
56、。生产指标为250吨小时,单机单班产量为800立方米。(3)沥青混凝土拌合设置规模及要紧进度指标:差不多生产规模约58万立方米,施工工期不超过3个月。生产指标为150吨小时,单机单班产量为500立方米。4、材料供应(1)厂发料、直发料及成品等三大材。采纳沿线路走向设置临时材料厂或材料中转站的方式,对各工点就近组织供应。设置地点必须靠近大中都市边缘或铺架基地附近,周围有丰富资源或者是资源集散地,有良好的辐射功能,较好的仓储条件和接发车能力。远运材料优先采纳火车运输至材料厂或材料中转站,再汽车倒运至工地。都市密集,交通便捷,经济发达,物资供应体系和硬件设施完善地段应尽量利用当地资源,通过市场运作的
57、方式解决,尽量少设或不设专门的材料厂。(2)32米及以下跨度双线简支箱梁采取就地预制或桥位浇筑的方法施工,不考虑长距离运输。联络线所采纳的常规T型简支梁,原则就近采购,并利用火车运往工地存梁场,再通过工程列车转运至架设现场。(3)钢轨、道岔直接从生产厂家或港口运往各铺轨基地,再通过工程列车运输至工地;厂制轨枕通过火车运至铺轨基地,工程列车运至施工现场;轨道扣配件火车运至铺轨基地后,通过工程列车或汽车运往工地。(4)工程所需的各类大型引进设备,海运到港口。通关后,依照设备类型、数量、规格尺寸及目的地,选择适当的运输方式;进口的各类周密仪器或仪表等设备采纳空运方式进港,就近选择机场,通关后专车或专
58、人送达目的地。5、施工通信、用电、供水和汽车运输便道(1)通信沿线通信基础设施发达,能够满足高速铁路建设期间的临时通信需要,可不再建设专用临时通信设施。生产调度指挥和各单位间的联络利用地点电信运营部门的公网电话;项目治理信息化系统,以网络拨号、宽带接入等方式远程登录PMS系统,实现信息交换。工程运输调度所需的列车调度电话,可由轨道施工单位自行建设,费用列入临时通信项目。(2)用电高速铁路施工用电分布呈条状。供电直接并要紧依靠国家电力电网供应。引入电源的电压等级宜采纳3510KV,重点工程尽量构筑双路电源,互为备用。(3)供水施工用水原则上有施工单位自行解决,生活用水尽量依靠当地公共饮水设施。(
59、4)便道场外运输和运梁专用便道应按照运输量、施工强度和运梁专门条件进行设计和建筑。工后作为工务通道的施工便道要按正临结合原则建设。二、设备供应要紧设备集中在通信、信号、电气化、综合调度系统及动车组等方面。采供打算要满足施工进度安排,直接服务于开通运营目标。1、通信信号设备光电缆、有线通信及无线通信设备、信号设备:设计应在开工后18个月内完成,开工后24个月内分批完成招标,第三十个月开始分类供应。2、电气化电气化工程的设备现场组装、安装工作量巨大,引进设备占设备总量的比例较大,设备开箱、检验工作量大。合理的物资接运模式是保证供应的关键。招标文件预备应在第二施工年度内分批完成,第三施工年度上半年开
60、始分类供应。3、动车组采购动车组招标文件应在第一施工年度上半年内完成,招标工作应在第一施工年度末前完成,第四施工年度末开始供应。4、动车段及运营维修设备动车段及综合维修设备招标文件应在第二施工年度上半年内完成,招标工作应在第二施工年度末完成,第三施工年度三季度开始供应。三、地材1、道碴特级道碴质量标准高、资源短、,运距远、分布不均,供应强度大,为满足施工进度的需求,必须提早一年组织备料。备料采取集中和分散相结合的方案,底层道碴(每公里断面方约为1350立方米)宜采纳分散备料方案,尽量利用社会既有的存碴能力,寓储于民;面层道碴集中储于铺轨基地,便于组织施工。全线需设临时道碴存储场,存碴场距正线线
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