摘要: 研究目的: 上海地铁 2 号线既有线和 2 号线东延伸在龙阳路与张江高科区间的高架梁上完成拨接，为国内首次在高架梁上整体道床的拨移工程，具有很大的技术难度。本文结合该项目的成功实施，阐述整体道床拨移工程的设计思路及施工方案，对类似工程具有借鉴意义。

研究结论: 针对该工程封锁时间短、精度要求高、首次实施等特点，比选多种设计方案。3 号梁采用了在既有轨枕间浇注承轨台方案，4 ～7 号梁道床采用在梁场预制纵向短枕承轨台的方案，无缝线路采用现场焊接方案，并成功实施拨移工程。该工程对整体道床改造、维修方法的探索，对城市轨道交通延伸线路与既有线的轨道拨接具有重要的参考意义。

关键词: 上海地铁 2 号线东延伸; 轨道设计; 整体道床; 拨接工程

 

      上海地铁 2 号线东延伸工程为既有 2 号线( 中山公园站—张江高科站) 向东延伸线，如图 1 所示。2 号线东延伸段工程( 龙阳路站—浦东国际机场站) 线路起自龙阳路站，经由张江高科科技园区、唐镇新市镇及川沙新市镇等地区，至浦东国际机场站止，是 2010 年上海世博会重点配套工程。

      2 号线既有线与 2 号线东延伸在龙阳路与张江高科区间完成拨移，拨移点位于 3 号梁上的既有线直缓点，如图 2 所示。大拨接时，既有线龙阳路—张江高科区间中断运营，轨道在 3 号梁上完成拨移，新线敷设在既有 3 号梁上，既有 4 ～ 7 号梁移除后架设新 4 ～ 7 号梁，完成轨道、触网、通信等专业的贯通，全线贯通后，既有 2 号线的张江高科站停用，2 号线东延伸工程全线贯通至浦东国际机场。

 

      既有线 3 ～7 号梁为 30 m 简支梁，梁上铺设长枕埋入式整体道床，轨枕为无挡肩长轨枕，扣件为 DTVII弹性分开式扣件，轨道结构高度为 540 mm，图 3 为既有线桥上整体道床图。

      张江高科是上海市高科技人才集中地，龙张区间是 2 号线最繁忙、客流量最大的区间之一。由于大接拨时龙张区间要终止运营，地铁运营部门要承受很大的社会压力，因此停运时间不宜过长，经建设公司协调后，停运封锁时间定为一周。在该时间段内，需完成移粱、架梁、轨道拨移及其他专业的全部工程，按照建设单位安排，轨道专业的施工时间仅 40 h。

      在国铁的既有线改造中，有大量线路拨移的工程实例，并且也积累了丰富的工程经验。然而，本线有两个显著的技术难点，其一本线为无砟轨道的拨移改造，其二本线的线下基础为预制桥梁( 需短时架设) 而非路基。因此，从技术难度而言，为国内目前首次实施，要求极高的可靠度，对无砟轨道的改造精度要求极高。同时，本工程的实施也可为其他线路无砟轨道改造提供借鉴，具有显著的意义。

      本线的拨移起点为 3 号梁上的既有线直缓点，新线仍敷设在 3 号梁上，仅对轨道进行改造，平面拨移量最大值为 67． 7 mm。鉴于横向拨移量太大，既有扣件调整能力有限，因此提出了两种拨道方案:

      该方案是基于利用既有线轨枕承轨台的思路，利用特殊扣件的调整能力完成拨移，不破坏既有道床，改造后道床美观，排水畅通。但是扣件需要特殊制造，且每根轨枕上的扣件都不能统一，给以后的运营维护带来不利，另一方面，对施工的要求极高，因为既有轨枕为预应力枕，在既有轨枕上钻孔时，一旦打断预应力钢筋，将破坏道床结构。

      该方案是在两既有轨枕之间做承轨台，封锁前在既有道床面凿除深度190 mm 后，放入钢筋笼浇注 C50混凝土。浇注道床混凝土前必须将浮渣冲洗干净，并保证无积水，并采用混凝土界面剂。承轨台面设置1 ∶ 40 轨底坡。封锁线路后，在承轨台上打孔，并植入套管。图 4、图 5 分别给出了两枕之间承轨台平面布置和断面图。

      该方案可在封锁前完成承轨台的制作，且施工精度易于控制，无需特殊扣件，有利于以后的养护维修。该方案缺点是，现浇承轨台的精度要求较高，且在接拨完成后短期内强度需满足运营通车要求，另一方面，枕间做承轨台后需凿除原来轨枕高出道床的部分，可能会对既有道床扰动过大。

      综合比较两个方案，方案 2 相对成熟，可利用封锁前的夜间天窗时间完成承轨台的浇筑，封锁后打孔植入套管，施工精度易于控制，故采用方案 2。

      既有线的 4 ～7 号梁在封锁期间需移出，而后架设预制新梁，针对移梁段的工程特点，提出了三种轨道设计方案:

      在 4 ～7 号梁上敷设有砟轨道是最简易的方案，与国铁铺架工程一样，施工简单，轨道精度易于控制。但是，对城市轨道交通而言，有砟轨道不便于养护维修，给工务人员带来诸多不便，该段线路将成为养护部门的盲点和难点，故该方案不作为推荐方案。

      FFU 轨枕为钢化玻璃纤维材质的高分子材料制造而成的轨枕，具有力学强度高、吸水性低、抗腐蚀能力强、尺寸稳定性好及使用寿命长等优点，在日本铁路有着广泛应用。另外，FFU 轨枕可有效提高轨道的安装速度与精度，施工方可以根据实际安装需要在现场打孔进行安装扣件。

      鉴于此，拟在 4 ～ 7 号梁在梁场完成收缩徐变后，在梁上浇注 FFU 长枕埋入式整体道床，待移梁工程完成后，根据平面调整情况现场打孔，安装扣件，铺设钢轨。该方案具有精度可控的显著优势，一旦移梁出现平面偏差，可以通过现场打孔调整轨距。但是针对桥上无缝线路的特点，需在桥上设置小阻力扣件，为此需设计适应 FFU 轨枕的特殊扣件，造成全线高架扣件不统一，不利于养护维修，另一方面，FFU 轨枕在中国应用较少，原料依赖进口，造价很高。

      短枕承轨台式整体道床方案是目前国内城市轨道交通高架上采用最广泛的轨道结构型式( 如图 6 所示) 。与方案 2 类似，桥梁在梁场完成收缩徐变后，在梁上浇注短轨枕承轨台。移梁后，仅需铺设线路精调和无缝线路施工，即可贯通线路。

      该方案具有全线高架轨道型式统一、造价低、养护维修量小等优点。但是在梁场预制整体道床，对轨道铺设的精度要求极高，在梁场每个承轨台的坐标需与移粱后的位置坐标一一对应，另外，移粱时需保证承轨台不受破坏，否则将影响全线开通运营。

      通过比较以上三种方案，结合移粱土建工程，建立了精测网后能满足承轨台的精度要求，因此 4 ～7 号梁的轨道设计采用方案 3。

 

      封锁前，凿承轨台槽时，采用隔二凿一的方式，分3 次循环施工，如图 7 所示。在两既有轨枕之间凿除既有道床面凿除深度 190 mm 后，放入钢筋笼浇注 C50混凝土。浇注道床混凝土前必须将浮渣冲洗干净，保证无积水，并采用混凝土界面剂。承轨台面设置 1 ∶ 40 轨底坡。混凝土强度达到 75%前，严禁碰撞踩踏。

      考虑到承轨台混凝土浇注后至地铁列车通过间隔时间较短，采用早强混凝土，以避免受列车振动新老混凝土裂缝和塌落。

      施工前应完成测量，计算出每个承轨台的平面偏移量，承轨台外形尺寸偏差及外观质量要求如下: 长度 ±5 mm，宽度 ±2 mm，厚度; 顶面要求光滑，不平度≤1 mm; 承轨部位表面缺陷( 气孔、粘皮、麻面等) 长 度 ≯10 mm，深 度 ≯ 2 mm，其 他 部 位 长 度≯20 mm，深度≯5 mm; 承轨面设置 1 ∶ 40 轨底坡，轨底坡应控制在 1/30 ～ 1/50 范围内; 套管中心距离± 1 mm，凸起高度≤1 mm，不得低于承轨面，歪斜度± 0． 5°。

      桥梁在梁场完成收缩徐变后，首先完成精测，确定每个承轨台的坐标，浇注承轨台整体道床。短轨枕为C50 混凝土预制，配套采用 WJ － 2 扣件，道床混凝土采用 C40 混凝土。梁场施工4 ～7 号梁上整体道床时，严格控制线路平面和高程位置，保证与 3 号梁及 8 号梁顺接。图 8 为梁上承轨台道床横断面图。

      值得说明的是，7 号梁的承轨台位于缓和曲线上，设计时需给出每个扣件节点处的超高值，以便于现场施工时的测量精度要求。

      根据现场踏勘情况，既有线钢轨为 2005 年左右钢轨，故 3 号梁平面拨移段钢轨利旧，4 ～ 7 号梁上钢轨在梁场焊成 150 m 长轨条，封锁期间完成合龙，双线共焊接 8 个接头，焊接质量满足相关规范要求。

       拨接段轨道设计接口专业主要有排水和杂散电流。拨接段位于 24%左右的坡段上，可以利用纵坡排水迅速排出道床积水。杂散电流专业要求道床钢筋兼做排迷流钢筋，考虑到 3 号梁改造段增加钢筋很少，在不破坏既有道床钢筋的情况下，可利用既有道床的钢筋作为排流钢筋，不额外增加排流钢筋。

      ( 1) 严格按照调坡图纸进行道床施工，施工前应按照既有线施工相关规定做好施工期间的安全防护，并对施工人员进行安全培训。

      ( 2) 因施工在夜间天窗时间进行，因此需遵照天窗时间，非工作时间禁止进入工作区，严禁人员及施工器械触及接触网及其他相关设备。

      ( 3) 既有整体道床凿除后，该段道床未稳定前，需增设临时支撑和加密轨距杆等加强措施，保证施工期间运营安全。

      ( 4) 凿除道床时防止对既有道床造成破坏，防止对既有基础结构造成破坏。

      龙阳路接拨段为 2 号线东延伸工程最重要的节点工程，建设、设计、施工、监理、运管单位均高度重视，并为此多次召开方案专题论证会，肯定了接拨段的轨道设计和施工方案。根据市政府安排，合理避开客流高峰，接拨段工程安排在 2010 年春节假期完成施工，现场施工情况良好，图 9 为施工改造后照片。

      在建设、设计、施工、监理、运管单位的通力合作下，顺利完成了新旧线路的拨接，并于 2010 年 2 月成功开通。目前，轨道结构状况良好，并成功完成上海世博会的运输任务。

      龙阳路接拨段在桥梁上完成整体道床的拨接，在国内地铁改造工程中尚属首次，对于探索整体道床的改造、维修具有重大意义。目前，国内地铁运营40年左右，存在需要改造、改建的整体道床，同时存在延伸线路与既有线的拨移线路，本线的成功实施同类工程具有重要的参考和借鉴意义。

      此外，对于预留延伸条件的地铁线路，尽可能保证线路顺直，尽可能在车站端头完成拨接; 对于延伸工程，线路尽可能顺接既有线，尽可能避免区间拨接。