上海轨道交通2号线东延伸嫁接工程方案

上海轨道交通2号线东延伸嫁接工程方案

上海轨道交通2号线连接浦东和虹桥两个国际机场。这是东西方向的重要路线。根据建设总体规划,2000年建设开通了2号线张江高科站至中山公园站约13km线路。2010年,随着2号线东西延伸段的开通,总长约64km的2号线全部建成通车。其中,东延伸段的接驳是线路延伸过程的关键工程。东延伸接驳工程位于已通车的2号线龙阳路站至张江高科站的地下段与高架段的过渡段,通过接驳,老张江高科站及其至龙阳路站的高架段退出运营。该段线路后期将改造为培训用的实训基地。1东扩建工程方案研究1.1架段过渡段的垂直面经过多轮多方案比较,采用从龙阳路站——张江高科站区间敞开段与高架段过渡段的直线部分接出,与既有线重合布置100m左右,通过R=450m曲线与既有2号线平面拉开后进入地下,沿既有线北侧布置,然后再通过R=700m的曲线转向祖冲之路。线路方案详见图1。1.2上轨道梁的下部结构及其上轨道梁的p4墩、p5、p7墩基础改造涉及既有桥梁改造范围的为P4墩(含)～P8墩(不含)的下部结构及其上轨道梁。P4墩利用既有墩柱,需要对墩柱制作垫石进行改造。P5、P6、P7墩需要对既有墩柱及基础进行改造。接驳段结构平面示意如图2所示。1.3第二,与其他网络改造合作,完成从“新线”到“新闸路”接在龙阳路站与张江高科站区间增设一座开关站,用于世纪公园主变电站至龙阳路停车场以及新张江高科站牵引变电所电缆转接。缩线运营至龙阳路站后先拆除范围内锚段,待移梁结束后新建龙阳路站敞开段至既有龙阳路站暗埋段锚段,与提前完成的新线触网接通。①广兰路站的临时改造,建立广兰路站至张江高科站间的DTS环网,保证站间联锁通信;开发并验证张江高科站驳接后的广兰路站联锁软件。②龙阳路站改造,包括建立驳接期间既有线的临时DTS环网,完成驳接期间龙阳路站联锁的改造。③完成驳接后的龙阳路站DTS改造,建立龙阳路站与新张江高科站的联锁通信。④完成控制中心为满足接驳而进行的相关改造与所有测试工作。龙阳路停车场信号楼安装一套OTN(OpticalTransportNetwork)传输设备,代替老张江高科站在整个2号线传输网络中的拓扑节点,修正龙阳路停车场与新闸路控制中心通信机房数据。龙阳路停车场内调整光缆跳接,老张江高科站离网。2接收点工程安排接驳工程是一项庞大的系统工程,对外涉及老张江高科站退出运营、接驳期间老张江高科站——龙阳路站的客流通过免费公交专线驳运,对内涉及土建移梁、轨道、供电(牵引降压变电所、接触网、干线电缆)、通信、信号、FAS、BAS、动力照明等多专业和多工序,需多家设计、施工单位协作,集团公司内项目公司、运管中心、运管二公司、维护中心等多部门存在工作关系。为了把接驳施工对既有线运营的影响降低到最低程度,将接驳工程安排在客流较少的春节期间(2010年2月14—23日,即农历正月初一至初十)进行。因原有设备转接、轨道焊接、触网送电、信号调试等工序必须在2号线夜间停运的时间窗口进行,故工程时间要求异常严格。10天的总工期包括各专业作业时间和必要的运营演练时间,没用余量。接驳工程安排经市政府同意并向社会公布。接驳的重点在于移梁。移梁是后续工序的保障,移梁本身的控制也十分困难。系统贯通与安全控制接驳时间仅安排了10天,且在大年三十停运后至正月初十日之间,人员组织,材料准备等都需克服较多困难。土建移梁结束后,支座固定、轨道焊接、触网连接、信号调试等涉及多个系统多个专业,存在交叉作业,系统贯通与安全控制均有较大风险。移梁后进行轨道交通系统贯通缺少经验,且因涉及运营线路不可能预先开展试验工作,为确保各系统顺利接通需要做大量方案工作与计算机模拟工作。3道工序与时间节点的排定针对接驳的重点与难点,组织了强大的工作班子,排定了各道工序与时间节点。业主、设计院、高校、承包商、供应商等开展了各种模拟试验,确保接驳工程顺利高效。3.1节点时间安排组织土建移梁、轨道、供电、通信、信号、FAS、BAS、区间照明等的专业设计、施工安装、接管、监理等各方面人员系统协调,形成了接驳工程的系统筹划,工作时间安排细化到1h,进一步明确了各阶段控制节点时间。3.2土木工程系泊3.2.1新梁横向位移就位本次接驳结构改造的关键工作内容为:4跨30m旧轨道梁(以下简为“老梁”)横向移除,现场预制新梁(以下简为“新梁”)横向移入就位。新梁利用既有2号线龙阳路停车场进行高位预制。老梁按顺序逐根移出,新梁基本同步移入。3.2.2梁的主要技术难点和对策3.2.2.老梁内部渗流,缝距未增溶需要移出的4#～7#梁位于线路缓和曲线段,移向圆心方向。经过计算,其内外弦长的差值将导致移梁过程发生“卡梁”。此外,原有轨道梁在制造过程中的误差(如梁的端面凹凸不平等情况),以及梁缝间存在未能拆除的模板等异物,也可能对移梁过程造成不利的影响,出现卡梁的现象。为使移梁过程顺利,现场详细测量了老梁的位置与梁缝间距,并利用AutodeskInventorProfessional2010建立了移梁数值模型,对移梁过程进行计算机模拟,进行碰撞检测与干涉分析。经计算分析,老梁必须先进行必要的纵移后才能移出。另一方面还需对老梁之间的缝隙进行清理扩宽,增大老梁的缝距并清除异物,以避免卡梁。最后确定的移梁顺序及尺寸如表1所示。3.2.2.移梁测量控制新梁移动到位后与未移动的老梁必须平顺,否则接驳段轨道铺设、触网架立都会存在较大困难。测量控制成为移梁能否成功的重要一环。为此,将测量工作分为制梁、移梁、落梁等三个阶段,注重仪器精度与数据分析,通过坐标转换,将线路与轨道的设计要求转换成对支座位置的要求,移梁前将支座按要求固定在新梁上,移梁过程中控制支座的位置,落梁根据支座位置落下。3.2.2.混凝土浇筑施工由于轨道标高和平面位置以及墩柱顶标高都是设计值控制,为了消除梁底预埋钢板、箱梁体及承轨台混凝土浇筑过程中造成的累计误差,确保移梁接驳后轨道顺利贯通,达到列车运营的标准,支座安装固定十分重要。为此,选择了三维可调支座(并准备了足够的备品备件提供给运营),支座垫石采用特种混凝土后浇,钢套箱墩柱和支座下承钢板空隙采用灌浆料填充密实的方案。3.2.3施工过程划分针对本工程时间要求高、场地狭窄、移梁体积庞大等诸多不利因素,将整个施工过程划分为四个阶段:(1)新梁制作与移梁准备;(2)老梁清缝;(3)移梁试验;(4)移梁实施。3.2.4螺栓的旋转调整阀组成如图3所示,具有承载能力大、高低度、稳定性好、滚动阻力小、能连续滚动等优点。利用穿心千斤顶作为横移牵引设备(如图4所示),通过液压装置顶推后不断调整螺栓的固定位置达到平移的目的,同时能在PLC(可编程逻辑控制器)系统的控制下进行同步移动。由250t顶升油缸、侧推油缸、旋转机构、减摩材料机构等组成,配套附件包括手动泵1台、手动控制方向阀2个、压力表1个、液压软管3根、快换管接头6个、转换阀块1个。梁体顶升的重点在于保持梁结构的完整性,防止由于作用力的不同步导致梁体扭曲而出现裂缝等各种病害,故选用PLC控制的液压千斤顶同步系统。3.2.5千斤顶的进出速度有待进一步优化由于30天演练过程中预演测试的各项内容都得到了落实,尤其对千斤顶的行进速度作了进一步优化,措施到位,接驳各方配合默契,移梁非常顺利,仅33h即完成全部作业,比原计划整整提前了24h。3.3轨道轨道系统根据接驳段的轨道设计,接驳段施工内容包括:3#梁平面拨移段承轨台施工,在预制好的4#～7#梁体上预先施工整体道床,封锁线路接驳施工。轨道施工总体上分三个阶段进行,如图5所示。接驳段移梁就位后,采用卷扬机牵引纵移长轨,长轨就位后进行换铺、应力放散及锁定作业。考虑到既有线钢轨材质不同,锁定焊采用铝热焊。焊轨方向为张江高科站往龙阳路站方向,合龙口留在既有钢轨连接端。精度调整后,轨道可达到车辆运行的标准。轨道封锁施工结束后,在不影响信号调试的前提下,利用信号调试的时间申请要点再次对线路进行检查维护(检查轨道几何状态,并对其进行保养维护),确保线路的平顺性满足运营要求。3.4牵引压力工程3.4.1增设开关站与既有线子系统既有2号线世纪公园主变电站东侧供电系统如图6所示。2号线东延伸段建成后,老张江高科站退出运营,延伸段通过龙阳路站——张江高科站区间增设的开关站与既有线连接。2号线东延伸段供电系统与既有线供电系统的联络方案如下:东延伸段供电系统采用110/33kV两级电压供电方式,设置一座110/33kV川沙主变电站;龙阳路站—一张江高科站区间设置一处33kV开关站,用于由世纪公园主变电站至龙阳路停车场以及张江高科牵引变电所33kV电缆的转接。东延伸段33kV环网与既有线中压网络在龙阳路站——张江高科站区间所接口。3.4.2龙阳路停车场供电改造考虑到线路封锁接驳时间的限制和东延伸段工程送电要求,牵降变改造及接驳方案实施分为调试准备和接驳两个阶段。实施改造前龙阳路站——张江高科站区间开关站调试完成,具备送电条件。该阶段进行世纪公园主变电所至龙阳路停车场回路的改造,实现世纪公园主变电所经龙张区间所向龙阳路停车场供电。改造完成后,龙阳路停车场一路电源由新改造完成的世纪公园主所经龙阳路站——张江高科站区间所提供;另一路电源保持不变,由世纪公园主所经老张江高科站提供,供电系统稳定可靠。同时,龙阳路站——张江高科站区间开关站具备来自世纪公园主所的单路电源,可以向东延伸段后续的新建牵降所提供调试电源,使新、老张江高科站可以同时具有供电条件。改造接驳工作分两步进行:·2月13日10:00开始,先进行龙阳路站——张江高科站区间所至龙阳路停车场33kV线路的接驳,确保龙阳路停车场有两路电源供电,老张江高科站在退出运行前短时间33kV单路供电。·2月13日晚停运后,在确保龙阳路停车场有两路电源供电的前提下,对世纪公园主变电所至龙阳路站一一张江高科站区间所33kV线路进行接驳。至此,供电系统改造全部完成,并为工程干线电缆割断扫清障碍。3.5连接网络工程3.5.1弹性显著锚段加固方案接触网改造方案重点考虑锚段关节设置避开移梁区段,并尽量减少接触网占用的接驳时间。经反复论证研究,在既有线下行线龙阳路站站内及隧道洞口附近设置弹性支座悬挂支持方式的非绝缘锚段关节,同时在120m移梁区段后设置高架桥简单链形悬挂柔性非绝缘锚段关节,如图7所示。该方案可实现既有线与本工程接触网的过渡衔接,避免在移梁区段设置关节,使接触网在移梁完成后的最短时间内顺利进行接驳。根据要求,需要拆除移梁范围内的TLY1、TLY2锚段。待移梁完成后,完成“东CW1”、“东CW2”锚段(新建龙阳路敞开段至既有龙阳路暗埋段)的接触网架设安装。3.5.2接触网整体施工接驳区段既有接触网拆除时间为开工令后4h内利用停电封闭点完成,即2月14日0:00—4:00进行。内容如下:(1)拆除该范围上下行线约1000m接触线、承力索、馈线地线并外运。(2)在接触网有效工作范围末端设置接触网终点标(上行至龙阳路站——张江高科站区间SK27+707.5,下行至龙阳路站——张江高科站区间XK27+516.33)。(3)更换既有区段接触网定位线夹。因为既有线接触导线的型号为Ris120,而新建线导线型号为CTHA120,两种线型结构有所区别。(4)施工完毕后接触网轨行作业车返回龙阳路停车场,消点,申请恢复龙阳路站——张江高科站方向接触网有效工作范围送电,确保2号线既有线缩线至龙阳路站正常运营。至此,接驳段工程的接触网前期拆除工作全部完成。3.5.3驳岸作业区段待接驳区段轨道调整到位、满足车辆上线运行条件后,2辆触网作业车由东延伸段进入接驳作业区段上下行线路,完成馈线、架空地线、承力索共14条线索的架设,以及吊弦、电连接临时悬挂、设备安装及接线。在龙阳路停电点前将上下行线4条接触线预先架设至有电区外待命,并完成洞外全部线索悬挂调整及设备安装。3.6信号系统3.6.1龙阳路站—概述因张江高科站接驳提前进行,东延伸段ATP(列车自动保护)系统的开通分成了两个阶段。龙阳路站至广兰路站提前至2010年2月25日。为保证接驳的顺利进行并不影响既有线的正常运营,将对既有线的接驳站龙阳路站的信号系统进行改造,对广兰路站的系统进行临时改造,从而完成老张江高科站退出运营、新张江高科站开通并同步开通至广兰路站区间。改造、接种(1)广兰路站的临时改造,建立广兰路站至张江高科站间的DTS环网,保证站间联锁通信;开发并验证张江高科站驳接后的广兰路站联锁软件;(2)龙阳路站改造,包括建立驳接期间既有线的临时DTS环网,完成驳接期间龙阳路站联锁的改造;(3)完成驳接后的龙阳路站DTS改造,建立龙阳路站与新张江高科站的联锁通信;(4)完成控制中心为满足接驳而进行的相关改造,完成所有测试工作;(5)完成新老张江高科站接驳;(6)开通新张江高科站——广兰路站区间。3.6.2站间联锁通信测试龙阳路站的改造主要是增加一个CM通信机柜,以此来满足龙阳路站与新张江高科站间的邻站通信。设备安装完成后,进行龙阳路站DTS测试以及龙阳路站与新张江高科站的站间联锁通信测试。具体包括站间DTS通信、站间联锁关系、控制线和基本功能测试等。此阶段不包括与控制中心和轨旁NVLE软件的测试。DTS改造完成且测试正常后,龙阳路站—一张江高科站——广兰路站DTS网络便开始正常工作。龙阳路站与新张江高科站的站间联锁通信测试及联锁测试需更换新版的龙阳路站联锁软件,采用更换联锁CPU电路板的方法。如此,可保证第二天顺利倒回到龙阳路站原有状态,不影响其正常运营。3.6.3设备安装及测试工作完成情况新老张江高科站的接驳是东延伸段中一个关键的节点。接驳是否顺利实施将直接影响东延伸段的顺利完成,同时会对既有线的运营产生深远的影响。因接驳过程中不能中断运营,张江高科站接驳中能够提前完成的设备安装及测试工作已基本完成。在张江高科站的接驳过程中需要完成两部分工作:一是轨旁系统调试,二是车地系统联调。dts驳接改造(1)停车场临时变线到移梁部分轨道电路的安装;(2)完成龙阳路站DTS驳接改造(用于驳接期间);(3)信号电缆接续及轨旁设备安装、新增轨道电路调试;(4)张江高科站与龙阳路站的站间联锁调试;(5)控制中心与龙阳路站的联调。回棒检测(1)车载信号的接收测试;(2)Tracktable验证;(3)过棒检测;(4)均回流棒检测;(5)Closein模式测试;(6)ATP模式测试。新张江高科站——广兰路站区间开通调试已于此接驳前完成,所以在完成新老张江高科站接驳后,从龙阳路站到广兰路站间的延伸接驳已全部完成。2月22日4:30信号系统完成调试,具备ATP功能。3.7通信系统3.7.1土南—主要技术方案通信系统接驳施工的风险主要在于传输系统(OTN)的割接,如果割接不能在运营前完成,将会影响2号线全线的正常运营。原方案在老张江高科站退出运营时对传输系统既有数据库软件进行更改。既有数据库更改需要重启整个传输系统,用时较长,无法确保第二天传输系统的正常运行,直接影响既有线的运营,工程风险很大。考虑到老张江高科站退出运营后其通信机房也同时退出运营,东延伸段龙阳路接驳段工程通信系统在龙阳路停车场信号楼通信机房设置了OTN传输设备,代替老张江高科站在整个2号线传输网络中的拓扑节点,从而保证既有线传输系统网络拓扑不变。原准备2月13日晚列车停运后将张江高科站的传输设备(OTN)连夜搬迁到龙阳路停车场信号楼通信机房,与预先排好的电缆连接,恢复原传输系统网络拓扑。但是考虑原设备已经运行10年,核心部件存在老化现象,连夜搬迁风险很大,因此最终方案为在龙阳路停车场信号楼新安装一套OTN传输设备。此方案既不需要更改OTN的数据库,又不搬迁旧设备,可以将影响既有线运营的风险降至最低,整个割接时间只需要3h。3.7.2通信专业接接点弱电缆通信系统OTN预割接;去除老张江高科站通信子系统业务,各子系统在新闸路控制中心系统网管设备上调整业务数据;龙阳路站——老张江高科站区间通信线缆切割。上述工作2月14日7:00之前全部完成。通信专业同时承担了接驳段其余弱电电缆的割接管理。其中2根信息港光缆、1根东方有限光缆、2根民用通信光缆接驳前已完成割接。至此,接驳段弱电线缆全部割接完成。2月18日4:00—14:00,龙阳路站——新张江高科站区间专用无线漏缆敷设、调试。3.8FAS及BAS由于FAS网络是使用通信专业提供的主干光缆中的六芯,并在车控室内的FAS光缆配线箱内进行跳接,故只需在老张江高科站的前一个网络节点位置,即龙阳路停车场内调整光缆跳接,就可将老张江高科站离网。老张江高科站FAS及BAS退出运营,为土建移梁扫清障碍。3.9移梁前驳岸工作工程范围为龙阳路站——张江高科站区间SDK0+00～SDK0+559及老线地面段,主要包括该区段范围内的动力照明、检修、电缆通道排水及加装遮阳罩等工作。接驳前主要工作为:新线非移梁段区间照明和检修,电缆通道,新线移梁接驳段支架桥架安装。移梁前(2月14日6:30—7:00)配合老线拆除,主要工作为:原有线路停电,拆除老线电缆、配电箱等并运输出场。土建移梁后(接驳段)的工作包括:配电箱安装,电缆敷设,灯具安装,绝缘测试,送电试亮,遮阳板安装等;总计时间为12h。根据总体筹划