【摘要】阐述北京城市铁路西线轨道铺设监理工作的程序、各工序质量控制的重点,以及严格管理所取的成果。
【关键词】施工监理 质量控制 工序
1 前言
北京城市铁路轨道交通工程西直门东直门段从2001 年10 月1 日正式开工,2002 年8 月底结束。工程施工工期跨越北京寒暑两季,实际施工中克服了许多困难,如在北京寒冷的冬季,采取特殊施工工艺和养护措施,保证整体道床混凝土施工质量;在炎热夏季克服钢轨热胀冷缩对整体道床施工的影响,保证混凝土浇筑质量;采取措施保证北京城市铁路一次铺设无缝线路的质量等,最终顺利完成北京城铁铺轨任务。
2 轨道结构
北京城铁西线轨道从西直门起,到回龙观东站,全程双线24 km ,属于全国第一条一次铺设无缝线路的城市轨道。其轨道结构特点有地下线、地面线、高架桥以及钢弹簧浮置板整体道床等不同形式的轨道结构, 西线全线整体道床与碎石道床地段的比例约为1∶1 。轨道部件有60 kgΠm 钢轨,DT1 型预应力混凝土A 型、B 型轨枕,DT Ⅶ2 型、DT Ⅵ2 型、DT Ⅵ3 型扣件。有驻工地代表核实工程量,然后交计划部门审核计价额, 最终由领导审批,完成验工计价。通过按此程序的严格控制,较好地控制了工程款的拨付,有利于工程建设的正常运转。
3 验收及运营准备阶段的管理
在工程完成后,组织设计单位、监理单位、施工单位、勘测单位对整个工程进行初验检查,由各单位出具工程质量检查报告,同时汇总施工资料,报质量监督部门进行工程验收。工程验收的重点为: ①验收资料的管理:首先要保证施工中工程技术记录的真实性,查对工程记录和施工日志,绝对不允许后补技术资料; 第碴轨道地段采用一级碎石道碴,厚度为45 cm(含20 cm 厚的碎石底碴),碴肩宽度为40 cm ,1∶1.75 边坡;整体道床地段,高架桥采用C40 级混凝土整体道床,地面线及地下线采用C30 级混凝土整体道床。
3 .1 施工工序
铺轨工程的工序根据其施工特点,可以分为碎石道床和整体道床地段两部分,其工序如下:
(1) 碎石道床地段:摊铺底碴 铺设轨排— 上碴、起道、捣固 换铺长钢轨— 长钢轨应力放散、锁定 道床整形。
(2) 整体道床地段:架轨、吊枕 绑扎钢筋、支模板 浇筑支墩 整体道床浇筑 收尾。
4 监理队伍组织和分工
根据北京城铁铺轨工程工期紧、技术含量高、技术难度大等特点,对监理工作进行了相应的部署。
4.1 监理队伍组成
参加本次铺轨监理的,有铁道工程专业研究员,保证技术资料和竣工图纸的完整性,控制隐蔽工程检查记录及设计变更资料,图纸有变更的必须附上变更,变更较大的要重新绘制竣工图。②验收程序的遵守:竣工验收中必须按照有关的政策、标准规定的程序进行。
城市轨道交通工程是一个庞大的、多专业的复杂工程,需要各个专业人员协同作战。在城市铁路轨道工程建设中引入全面的计算机辅助管理将大大提高管理效率。通过对铺轨工程的科学、有序、严格的管理, 铺轨工程的各个环节都开展得十分顺利,经市质检站验收,工程质量优良。
4.2 业务分工
① 基地监理:查验所有进场预铺轨道部件、基地轨排组装、基地钢轨焊接。② 现场铺轨监理:监理工程师负责监理碎石道床地段的底碴摊铺、轨排铺设、起道捣固、道床整形、线路标志安装等施工。③ 整体道床监理:监理工程师负责监理测量放线、架轨、绑钢筋、打支墩、整体道床浇筑。④ 长钢轨应力放散锁定监理:监理工程师主要监控长钢轨应力放散是否均匀及锁定轨温是否符合要求,联合接头焊接有无病害等。
5 监理工作的开展
5.1 基地监理
(1) 首先对进场轨道部件查验进场产品“ 两证”,即国家有关质量检查部门出具的产品质量检验合格证和产品出厂合格证,没有两证的轨道部件一律不得进场上道;其次,对进场每一批轨道部件,在施工单位自检的基础上,实行监理抽检。
(2) 对基地焊轨严格遵守型检及周期性生产检验制度,实行监理工程师每天巡检焊接车间,了解焊接设备、人员、材料等,并在查验施工记录的基础上,对已焊接长钢轨进行不定期随机抽检。在基地钢轨焊接过程中,除焊接工艺自动控制外, 焊后正火是人为控制的,且受气候变化影响,因此我们建议施工单位在天气变冷、风力较大的情况下(虽然轨温在允许范围内),采用石棉保温罩保温,以确保焊缝正火质量。进入严冬时果断下令停工。
5.2 铺轨监理
(1) 底碴摊铺:重点检查底碴铺设厚度、平整度、密实度,以及底碴颗粒级配。
(2) 道碴铺设:为了保证一次铺设无缝线路所需的道床密实度和稳定性,路基地段道床施工采用分三层起道、捣固、动力稳定的施工工艺,以加强道床密实度和稳定性。
道碴离析(所谓道碴离析就是级配碎石道碴因运输颠簸,大小颗粒离散、小颗粒道碴沉底、大颗粒道碴浮出表面的现象) 是有碴轨道铺设中普遍存在的问题, 为此,监理工程师建议铺轨施工单位在摊铺之前适当搅拌道碴,以便消除道碴离析,使铺设的碎石道床达到最佳密实度。
碎石道床的施工污染是道床横向阻力降低的重要原因之一,为此,监理工程师反复向有关各施工单位强调防止道碴二次污染问题,使西线碎石道床避免了二次污染,为顺利地完成一次铺设无缝线路的任务,打下了坚实的基础。
为检验分析西线的碎石道床施工工艺,掌握铺设无缝线路之前的有碴道床工作状态,为一次铺设无缝线路提供科学依据,采用铁科院研制的道床刚度测试仪,测定了道床静态横向阻力,其平均值为717 kNΠ枕, 基本达到了设计要求(810 kNΠ枕),在我国一次铺设无缝线路的历史上,首次实现了定量、准确地分析铺设无缝线路之前的道床工作状态,保证了一次性铺设无缝线路施工作业程序的科学性和严谨性。
5.3 整体道床监理在整个西线轨道施工期间,整体道床浇筑作业遇到的困难比较多,其中冬期施工及炎热夏季施工,是监理和施工单位共同面临的难题。
5.3.1 冬期施工监理
在冬期施工监理中我们重点抓了如下几个方面:
(1) 根据规范要求,室外日平均气温连续5 天低于5 ℃ 时,混凝土应采取冬期施工措施。根据北京地区的天气情况,将冬期分为初冬阶段、严冬阶段及寒流阶段,对不同阶段,要求施工单位分别采用塑料布、阻燃草帘、搭暖棚、电热毯、掺防冻剂等不同组合方案,确保混凝土的浇注和养护质量。另外,对高架桥上整体道床施工,还规定整体道床浇筑和养护时桥梁基面温度不得低于2 ℃ 。
(2) 钢筋冬期施工应符合如下规定:3 级风(514 m/s) 时电焊应遮蔽,在室外焊接时,其最低气温不宜低于-20 ℃ 。
(3) 混凝土的养护措施应确保其在受冻前的抗压强度不得低于如下指标:对用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土,应达到设计混凝土强度标准值的30 % ; 对用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土,应达到设计混凝土强度标准值的40 % ; 对掺防冻剂的混凝土,当室外最低气温不低于-15 ℃ 时,混凝土强度不小于410 N/mm2 。
(4) 审查混凝土生产厂的资质及其提出的冬施方案,重点检查施工单位及商品混凝土生产厂的混凝土冬期热工计算参数,确保在实施保温措施的整个阶段, 热工计算指标与混凝土拌和物在加温、搅拌、运输、浇筑时的温度变化一致。要求施工单位按规范要求的时间间隔及测点数,记录混凝土入模温度、起初养护(覆盖) 温度、养护过程温度、拆除保温措施时的温度及拆模温度。
5.3.2 防止整体道床产生施工裂缝的措施因混凝土施工不当而产生裂缝的原因是多方面的,大致可归纳为:水灰比不当、混凝土振捣控制不当、冬期施工时养护温度偏低、混凝土的干缩湿涨、长钢轨的热胀冷缩及桥梁徐变等。为此,整体道床施工监理重点抓如下几点:
(1) 审查商品混凝土开盘报告,加强对商品混凝土坍落度的检查。混凝土单位用水量要限制在170 kgΠ m3 以下,水灰比不超过016 , 在满足泵送及浇筑要求时,应尽可能减少坍落度,掺加适量质量好的泵送剂和掺合料。
(2) 在振捣过程中, 要注意既振捣充分又避免过度,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。在混凝土未凝固之前,表面要压实抹光4 遍以防龟裂。
(3) 混凝土浇筑后,不得在混凝土表面撒干水泥刮抹,应加强早期养护,及时保温、保湿。
(4) 严格施工操作程序。钢筋混凝土支墩在混凝土强度达到5 MPa 时方可拆除钢轨支架,混凝土未达到设计强度的70 %时,道床上不得行驶车辆及承重。
(5) 混凝土冬期施工采用早强防冻混凝土并施行可靠保温保湿措施,养护温度应控制在8 ℃ 以上。
(6) 高架桥上整体道床应尽可能在温差变化较小的早、晚时间浇筑,并注意应从中部向桥两端方向浇筑,以便于逐步锁定钢轨应力。本工程用混凝土钢轨支墩的方法,也有利于防止整体道床混凝土的开裂。
5.3.3 长钢轨应力放散锁定长钢轨的应力放散和锁定是无缝线路非常重要的环节,是安全顺利铺设北京城铁轨道的保证,是涉及城铁顺利通车和今后无缝线路养护维修的重要依据。对西线无缝线路长钢轨的放散、锁定,监理采取了以下有效的控制措施。
(1) 采用滚筒法(部份采用双层聚四氟乙稀板),按400～500 m 设一撞轨点,每100 m 左右设一位移观测点。轨温控制一般采用自然温度( 必要时采用拉轨器) 。在放散过程中,我们要求撞轨不少于三次,以便核查放散均匀程度,确保放散锁定的质量。
(2) 轨温计的精确度直接影响锁定轨温的准确性, 我们要求施工单位的轨温计在放散施工前先进行标定,而且随时与监理随身携带的轨温计核对,以求准确、真实。在放散过程中,每个轨温观测点不应少于三个轨温计,如发现个别轨温计误差较大(1 ℃ 以上) 应予以更换。
(3) 实际锁定轨温:按照城市轨道交通的高标准要求,建议左右股钢轨的锁定轨温差不超过3 ℃,前后单元锁定轨温差不超过3 ℃;在有碴轨道地段尽量按设计锁定轨温的上限锁定(28 ℃～30 ℃),以减少产生胀轨跑道的可能性。
(4) 当一段长轨跨越地面和地下线时,应按地面段的轨温进行锁定,但应同时记录地面段和地下段锁定时的轨温。此时地下段锁定轨温可能低很多(如西段地下线为14 ℃),但仍然可认为是安全的。
(5) 观测桩:有碴轨道地段的观测桩设置按设计文件办理,整体道床地段建议在轨底边的整体道床上埋设短钢筋。在长钢轨放散锁定后,立即按观测桩位置在轨腰上设永久性标记(可用钢冲在轨腰中性轴上冲眼) 。轨底上粘贴的测标,其零点应与轨腰上永久性标记一致。
6 监理工作效果
虽然城铁西线线下施工单位拖延3 个月才交接施工场地,但是通过监理单位和铺轨施工单位的共同努力,西线的铺轨作业不仅按时完成,有力地保证了西线按期通车,而且轨道施工质量完全符合设计要求,一次性通过了监理、业主、市质检站等单位组织的联检,创下了轨道单项的优质工程。
7 结语
通过北京城市铁路轨道工程西线段的监理工作, 我们得到以下的体会:
(1) 监理目标要端正。监理工程师应本着为国家、业主利益负责的态度去监理,不能草率应付了事,更不能借此谋取个人利益。
(2) 监理队伍的技术素质要过硬。铺轨监理工作技术含量高,施工监理人员不仅应具备丰富的现场施工经验,还应具有扎实的铁道工程理论知识,不仅需要掌握有关细节方面的技术经验,还应该有整体轨道工程的概念,缺一不可。
(3) 监理工作方式要恰当。监理工程师应该主动去监理,避免被动监理;应控制施工过程,事先估计可能遇到的问题,并且在实际施工作业中及时解决,不能单靠简单的事后返工来解决问题。
(4) 监理工程师应该有吃苦耐劳的精神,要勤跑施工现场掌握准确的第一手资料,以便更好地控制工程施工质量、造价和进度,尽量避免“闭门造车”。
