0 前 言
轨道交通系统引起的环境振动和噪音，主要由于地铁列车在移动中，车轮与轨道接触引起轨道周期性的振动和产生的噪音。这些振动经钢轨通过道床传到隧道结构，再通过隧道结构传递到周围的土层中，进而通过土层向四周传播，引起地面建筑物振动，通过空气传播产生二次辐射噪声。
随着人们生活水平的不断提高及和谐社会建设步伐的加快，人们对建筑物降噪减震的要求也越来越高。解决既有地铁运营引起邻近建筑物的振动和噪音问题，已摆在人们面前。
目前，除上海外，北京、广州等建成地铁较多的城市也需要对既有运营地铁道床进行改造，以减少噪声及振动对人们的日常生活影响；同时将为客运专线、高速铁路等整体道床的维修施工提供借鉴，因此，研究一套适合于地铁改造施工特点的施工工艺和施工铺装设备迫在眉睫。
1 施工技术难点
①保护地铁线路既有设施和主体结构在施工中不受损坏。
②基础施工材料在短时间内达到强度要求。
③减少施工对市民日常生活的影响，避免二次噪声对居民的影响。
④既有地铁钢筋混凝土道床快速拆除和钢弹簧浮置板轨道快速铺设施工难度大。
⑤需对混凝土切割、浮置板铺设等施工设备和工装进行配套研发，并集成为机械化工程施工列车，技术难度大。
⑥若保留既有整体道床基地，切割精度的控制是施工的难点。
2 总体施工技术研究
采用绳锯切除的方式进行整块切除，利用切割设备（液压墙锯、绳锯等）切割成大块，运出洞外破碎，整体道床总体切割示意图见图1。局部平整度达不到设计要求时，采用自流平砂浆进行找平，在隔振器位置加设钢板。
图1 整体道床总体切割示意图
图2 整体道床拆除工艺流程
图3 道床两侧切割平面示意图
图4 道床中部混凝土切割平面示意图
图5 绳锯切割断面图
主要设备配置表 表1
图6 WS440液压墙锯
图7 K3600型液压手持切割机
图8 液压绳锯
图9 PP325E液压动力站
如果施工地段基底混凝土不能满足浮置板的铺设要求，将对整体道床全部凿除，进行道床全部更换。
①在普通整体道床改造前，须对需要改造地段的无缝线路进行测量作业。测量既有轨面标高和线路中线，参照普通整体道床竣工时的曲线要素和坡度表，结合线路的实际情况，将既有轨道控制基标全部外移到线路的两侧不被破坏的位置，作为线路改造的控制点。
②释放钢轨应力，将无缝线路切割成长10.8m轨节的有缝线路。
③对既有整体道床分块分段进行切割清理，切割至浮置板基底表面。
④对基底进行处理，达到浮置板安装条件。
⑤整体道床更换按照线路下坡方向安排施工，设置临时排水过渡通道和污水沉淀井。
⑥施工划分为混凝土凿除区、清理区、基底处理施工区和浮置板安装区等四个主要区域，流水作业施工。
3 既有道床拆除施工工艺研究
3.1 工艺流程
整体道床拆除工艺流程如图2所示。
3.2 拆除道床两侧混凝土
利用研发的液压墙锯机和液压镐进行切割和破除图1中①部分道床两侧混凝土。施工平面图见图3。
首先在距线路中心1.07m处沿线路方向两侧用墨斗弹出切割线，同时在试验段的下游设置污水井（利用既有两侧的排水沟），然后安装液压墙锯机沿线路方向进行纵向切割，手持切割机进行横向切割，液压镐配合凿除道床两侧混凝土。后续安排人员对混凝土废料进行装袋并搬运到指定位置。
3.3 “绳锯切割法”拆除既有道床中部混凝土
采用绳锯切割的方式进行整块切除图1中②部分道床中部混凝土，③为保留区。先用液压墙锯安装φ1000 mm的锯片，在作业地段起点与终点横向切割（两刀）破除宽40mm的区域作为安装链绳的空间。然后在切割施工区段中间轨道两侧各设置一处绳锯导向装置安装孔，孔洞采用取芯钻（直径100mm）排孔施工，尺寸（长）200mm×（宽）100mm，以便链绳安装，并确保紧贴基底面进行切割。绳锯及导向装置安装完成后，先切割施工区段前、后两块3.6m的道床混凝土，最后再切割施工区段中部一块3.6m的道床混凝土。中部切割平面示意图见图4，绳锯切割断面图见图5。
4 配套的施工设备研究
4.1 设备及配套设施的选型原则
①国内外名优产品。
②工作效率高，现场组装方便，操作便捷。
③施工作业满足地铁建筑限界要求，装载运输满足地铁车辆限界要求。
④设备作业时减振、降噪、防污染效果好，对原有隧道管片及设施能有效保护。
4.2 主要施工机械设备的配备
所有机械设备均装载地铁平车上随进随出，主要机械设备配置见表1。
4.3 液压墙锯机
液压墙锯机是用于切割横向及纵向切割，型号WS440，最大切深厚度为530mm，综合计算每天可切割25m。设备如图6。
4.4 K3600型液压手持切割机
K3600型液压手持切割机用于整体道床两侧横向切割（如图7），技术参数如下：功率4.3kW，最大切割厚度260mm,锯片φ350，综合计算每天可切割30m。
4.5 液压绳锯
液压绳锯（如图8）用于切割轨枕及以下道床，液压绳锯机与导轮放置于前一破除面，机器型号CS2512，绳锯长12m。综合计算每天可切割16.5m。
4.6 液压动力站
液压动力站用于给液压镐及手持锯提供液压动力。液压动力站（如图9）型号PP325E，主要参数：40L/Min,140Bar。
5.7 路面切割机
路面切割机（如图10）用于切割液压墙锯切割后底部剩余混凝土，纵向切割。型号：FS700EX，功率7.5kW
4.8 悬臂轨道吊车
悬臂轨道吊车（如图11）是用于铺设浮置板、起吊设备、回收切割后的混凝土垃圾等。
额定起重量：10t
轨距：1435mm
最大作业坡度：30‰
通过最小曲线半径：300m
外形尺寸（长×宽×高）：16400mm×2540mm×3800mm
5 结论及建议
图10 FS700EX路面切割机
①对切割后留用的基底面平整度和基底面刚度及强度应进行检测、评估。
②现场施工作业面狭窄，对各工序形成流水作业在实践中进一步优化。
③在进行既有线施工过程中，需确保地铁既有设施和主体结构在施工中不受损坏，对于重点设备结构和功能应进行评估和完善。
④拆除既有单线圆形隧道内钢筋混凝土道床，将其改造为减振降噪效果明显的浮置板轨道。该技术在国内外尚属首次，没有设计、施工先例可借鉴。
图11 悬臂轨道吊车
[1]彭胜群.地铁振动污染防治对策[J].铁道劳动安全卫生与环保,2004(3).
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