北京地铁10号线二期轨道总体设计施工

付 昆，白海峰，王 璞

(大连交通大学，辽宁 大连 116028)

1 概述

(1)北京地铁10号线是北京地铁继2号线以后的第二条环线，全线位于三环路至四环路间，全场57.1km，全部为地下线，为北京地铁线网中非常重要的一条线路。线路分为两期建设，一期(北段至东段)于2008年7月开通，直接服务于2008年北京奥运会;二期(南段和西段)，其中大部分于2012年底开通;而西南角首经贸站至西局站之间的两站三区间受丰台火车站更改规划的影响，工期延后，于2013年5月5日开通，至此10号线成为一条完整的环线。

(2)10号线在三环外、四环内环形一周，呈矩形。由一期、二期组成，一期(巴沟—海淀黄庄—北土城—三元桥—国贸—劲松)已于2008年7月19日开通试运营。10号线作为北京地铁第二条环线，具有连接中心城西北、东南方向的对角线功能，是线网中的骨架线路。10号线将有效缓解三环的地面交通压力。二期工程是一期工程的延伸线，起于一期工程终点劲松站，终止于一期工程起点巴沟站西侧折返线。沿线经过了中心城区的朝阳区、丰台区和海淀区，北连CBD，南接城市东南方向最重要的公共交通枢纽宋家庄公交枢纽，西连城市交通枢纽六里桥及五路居。线路连接了城市东南部、西北部最为密集的居住区。

(3)10号线二期工程对补充和完善10号线一期在线网中的骨干作用，支持CBD的扩大和发展，缓解三环的地面交通压力，促进沿线城市土地的升级改造以及亦庄经济技术开发区的发展，推动市区东南、西部公交一体化进程，方便沿线居民的出行具有重要的作用和现实意义。

2 轨道设计思路

鉴于北京地铁10号线的重要性，相关单位对10号线有着很高的技术定位与要求;要把10号线建成国内先进的一流地铁。北京市国内最早发展地铁的城市之一，因此相关单位有着丰富的建设运营经验，要采取科学的设计思路，积极稳妥的采取新技术新工艺，提高10号线的技术性能

3 轨道设计问题研究

(1)轨道产品标准化设计

扣件与道岔是轨道的主要部件。在10号线建设前，北京地铁已拥有4条地铁线路、近30年的运营经验。北京地铁5号线轨道部件是在对地铁运营公司进行设计回访的基础上，以13号线、八通线的设备为基础，进行优化和完善的，形成了DTVI2型扣件和60kg/m钢轨9号道岔系列。

10号线与5号线同期建设，轨道部件标准化设计体现“方便建设管理、建设服务于运营”管理理念，轨道设备选型既考虑与同期在建线的部件统一，方便建设管理，又与既有线的部件统一，方便运营维修及备料，因此，10号线均采用地铁5号线的DTVI2型扣件和60kg/m钢轨9号道岔系列。10号线扣件和道岔吸收了5号线生产及铺设的经验，增加了扣件组装验收、公差带匹配等质量环节的控制，有效避免了5号线轨枕生产顶面未设置变坡等问题的发生。

(2)减振地段研究

10号线通北京市重要中心地带，沿线的重要建筑设施如学校、文物古迹等，因此对10好线轨道有较高的减振要求。设计依据环评报告振动敏感点预测值采取分级减振治理。设计单位要对全线进行调研，提出增加距离线路10m之内的居民楼，与地铁同期建设且距离线路10m之内建筑或位于地铁结构上部建筑、车站为振动敏感点并且提请环评确认。对于规划未完成地段，结合规划情况及规划实现时间进行综合分析，对在通车前可实现规划且对地铁振动不敏感的地段，不进行减振设计;对通车前实现规划困难且对地铁振动敏感的地段，不进行减振设计。

4 专题设计

4.1 钢轨

钢轨结构高度为220.8mm，采用60kg/m钢轨，1435mm标准轨距、1/30轨底坡。

4.2 超高

曲线地段超高的设置采用半超高，即内轨降低h/2，外轨抬高h/2的方式，并配合钢筋混凝土道床和扣件共同来调节。圆曲线地段，超高通过调整钢筋混凝土道床的混凝土厚度设置;缓和曲线地段，计算出每片纵形轨枕前后端应设超高，取其最小值作为该轨枕预设超高，然后再通过轨枕上各扣件调整，使各扣件处超高的设置达到实际需要数值。纵形轨枕铺设图中给出的轨道超高扣件调整值为理论计算值，实际调整时按调高垫板的级别进行组合。

对于竖曲线和平面曲线重合地段，采用扣件调整轨面标高时，需综合考虑。

4.3 扣件

梯形轨枕整体道床地段采用DTⅥ2－T型扣件。DTⅥ2－T型扣件静刚度约为20－40kN/mm，动静比约为1.6，最大轨距调整量为+16，－12。在直线地段及圆曲线段扣件铁垫板下采用12mm橡胶垫板，在缓和曲线及设超高顺坡的直线地段，应调整轨面标高，采用扣件铁垫板下设调高垫板的方式调整，扣件铁垫板下采用12mm(板下垫板)+Xmm(调高垫板)，X为每块梯形轨枕扣件需要降低的最大值，具体数值从梯形轨枕铺设图扣件调整表中查取。保证轨面连线中点至排水沟底的高度为510mm，在此基础上调整轨面标高调至设计值。梯形轨枕铺设图中给出的扣件超高调整值为理论计算值，实际调整时按调高垫板的级别进行组合。扣件序号从小里程方向起一次为1—10。

4.4 轨枕

(1)纵形轨枕设计

纵形轨枕在工厂预制。轨枕混凝土纵梁中心距1518mm，混凝土轨枕纵梁长度规格为4900mm、6150mm。纵梁断面尺寸460mm*185mm，纵形轨枕形式尺寸详见“纵形轨枕形式尺寸图”。纵形轨枕出厂前应粘JAZ减振材料(460×250×25)mm;JAZ缓冲材料(200×185×12)mm在现场粘贴。纵形轨枕间伸缩缝原则上为100mm，过轨管线可以从纵形轨枕道床内部穿过，但不能从减振材料的下面通过，只能从减振材料的间隙中穿过。

(2)纵形轨枕道床设计

纵形轨枕道床采用 C30混凝土，设置 HRB335钢筋、HPB235钢筋。道床伸缩缝宜在对应板缝处设置;伸缩缝间距一般为12.5m，在结构变形缝处道床应设置伸缩缝，且可根据隧道结构的变形缝位置调整道床伸缩缝。伸缩缝宽20mm，用沥青板形成并以沥青麻筋填充。道床应在人防门处断开，人防门处留420mm，两端铺设梯形轨枕，施工前应先对隧道底面进行清理、凿毛等，保证在施工前隧道底的平整性，且隧道中不可留有积水。

4.5 与其他专业接口

(1)隧道沉降缝处梯形轨枕设计

梯形轨枕可跨隧道沉降缝铺设，但道床应在伸缩缝处断开，详见整体道床伸缩缝示意

图1 道床沉降缝处示意图

(2)过渡段设置

纵形轨枕轨道与整体道床轨道间应设置过渡段。过渡段的设置，通过调整纵形轨枕轨道支撑弹性间隔来实现，加密与其他无砟轨道相邻的一块纵形轨枕的减振垫。普通纵形轨枕减振垫间隔设置如图2所示。

图2 普通地段梯形轨枕减振垫设置图

(3)排水沟顺接问题的处理

在10号线二期工程Ⅱ标段纵形贵很道床起终点与普通道床连接处，由于其轨面距水沟底的距离不同，在普通道床段内进行过渡。在过渡段范围内，将普通道床排水沟底距轨面的高度由400mm抬升至510mm，以保证线路排水通畅。详情见纵形轨枕排水顺接详图。

(4)杂散电流的处理

将整体道床内的纵向结构钢筋做为杂散电流收集网，杂散电流收集网的设置与普通道床相一致。收集网的结构钢筋应均匀分布，以增加杂散电流收集效果。每段整体道床内的纵向钢筋如有搭接，必须进行接焊。沿整体道床纵向每隔5米选一根横向钢筋与所有的纵向钢筋焊接。在上、下行整体道床内上层各选择两根纵向钢筋作为排流条，排流条尽量靠近钢轨，排流条与所有横向钢筋焊接。所有焊接采用搭接焊，其焊缝长度不小于6倍钢筋直径。每段整体道床(没两块枕下一个整体道床，枕长6150mm地段，每12.5m设一道床缝，枕长4900mm地段，每10m设一道窗缝，枕长6150mm与枕长4900mm对接地段，11.25m设一道床缝)的两端200mm以内，用80×5mm镀锌扁钢作为箍筋与纵向钢筋焊接，并在道床的左右两侧引出，作为连接端子，具体见《地下线及U型结构整体道床》的处理方式。

(5)接触轨的处理

纵形轨道接触轨一般布置在行车方向的左侧，在道岔、车站等特殊区段可换边布置，具体设置位置见接触轨专业图纸。采用在道床上后打锚筋的方式安装在纵形轨枕及特殊地段，接触轨安装应严格按照相应的公差施工，接触轨设置平面布置示意图可见纵形轨枕安装图。

(6)过轨管线

信号、供电、给排水等设备专业若有管线需从轨道结构中穿过，过轨管线由相关专业自行提供材料并在现场铺轨单位浇筑道床混凝土之前自行预埋，轨道施工单位需将铺轨详细进度定时向相关专业进行通报，经联合检验后方可浇筑道床混凝土。

纵形轨枕铺设段对各相关专业过轨管线的要求如下:

a、不得预埋在梯形轨枕减振垫下，曲线地段的过轨管线应尽量在道床缩缝处设置。

b、在设置梯形轨枕道床地段区间内的道床内穿管外径不大于65mm，车站内穿管外径不大于95mm。梯形轨枕地段穿管只能从弹性垫层的下部基础的空档之间穿过(弹性垫层纵向间距1.25m)。每隔一个空档(约2.5m)允许穿一次管，每处空挡最多一般允许穿4根。此外，因梯形枕为预应力结构，枕上不可打孔，请各专业注意。

c、金属过轨管线需进行绝缘处理。

(7)集水坑

在纵形轨枕铺设段若欲集水坑按边沟预留时，应作特殊处理

(8)人防门

纵形轨枕在铺设时遇人防门需断开，纵形轨枕铺设时原则上相邻枕之间的缝隙为100mm，但是在人防门左右的两片枕与其相邻的枕之间的缝隙为50mm。

5 梯形轨枕的安装定位

5.1 平面曲线

平面曲线地段可通过扣减调整钢轨的偏移量以保证线路的平顺性。纵形轨枕定位按其第二组扣件和倒数第二组扣件中心线与线路中心线重合布置。

5.2 竖曲线

竖曲线地段，通过扣件来调整轨顶高程。对于“凸型”竖曲线，梯形轨枕的两端轨面位于竖曲线上，中间部分通过扣减调整，使轨面与竖曲线重合;对于“凹型”竖曲线，梯形轨枕中心线处轨面位于竖曲线上，两边扣件通过扣件调整。竖曲线地段扣件调高量应根据扣件的调高级别四舍五入。

6 钢轨的安装定位

钢轨的安装定位时应按照铁路标准施工方法拉弦，但同时应该保证每隔2.5m各点的正矢，以保证各点的精确定位。扣件中的调节垫圈可以调节的距离分别为0mm，2mm，4mm三个规格。

7 纵形轨枕轨道施工

纵形轨枕施工时应按照北京市《轨道交通梯形轨枕轨道工程施工质量验收标准(JQB－208－2009)的相关标准执行;此外还应注意以下事项:

(1)吊装时必须利用吊装带，吊装不少于4个作用点(钢管处选取)，吊装过程中必须保证不损坏纵形轨枕。

(2)纵形轨枕应码放在平整坚实的基础上，码放层数不能超过6层;层间应横向放置两块垫木，垫木应放置在减振材料与预埋套管之间(靠近枕端处);各层垫木必须与轨枕保持垂直，上下层间枕木必须成一直线;

(3)纵形轨枕铺设、调整

施工中采用泡沫板做辅助材料的工法时，在纵形轨枕底部(减振垫范围外)将厚25mm的泡沫塑料板用胶条与轨枕固定;在纵形轨枕的外侧面(减振垫范围外)，将厚为12mm的泡沫塑料板用胶条与轨枕固定。用轨排将纵形轨枕吊装至对应位置上方，在纵形轨枕的凸形挡台等处安装支架，移动轨枕使其基本就位，而后放置在道床上面。

(4)施工前应对隧道底板进行复测，若与涉及轨道高度有变化时，应及时通知相关设计单位，进行变更。

(5)缓冲垫按图要求密实粘贴，同时用施工辅料(泡沫板)粘贴至纵形轨枕底面及外侧面，且应避免焊接长钢轨材料的破损或错位，引起混凝土砂浆浸入减振材料内，从而影响减震效果。

(6)纵形轨枕架好后，模板与枕间至少留出一个保护层的间距。

(7)立模后进行轨道几何尺寸的精调，确保线路平顺性。

(8)浇筑混凝土时，不能将管道直接放置在钢轨上，以免影响轨道精度。

8 设计意义

(1)优化了北京地铁轨道产品图。优化后的扣件和道岔，是更高质量的产品系列。经过改进，扣件耐久性、控制制造精度都得到了提高。

(2)形成了减振道岔设计图纸。减振道岔与全线较高减振地段采取的方案一致。道岔减振器型号减少，整组只有4种型号，便于备货和更换;道岔区扣件与普通道岔一致，未增加备件种类，为以后工程较高减振地段设计提供了模板。

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