京沪高速铁路施工组织设计(04-3-3)

京沪高速铁路施工组织设计概况简介二OO四年三月目录•项目概况•工程特点与难点•指导原则与思路•建设工期•重点与复杂工程•主要施工方法与措施•大临工程和地材一、项目概况（一）线路走向京沪高速铁路起自北京南站，途经北京、天津、河北沧州地区、山东省德州、济南、泰安、曲阜、滕州、枣庄、江苏省徐州、安徽省宿州、蚌埠、滁州、再经江苏省南京、镇江、常州、无锡、苏州、昆山，止于终点上海七宝站，线路全长为1333.417公里,车站30个。线路走向与既有京山、津浦和沪宁线基本平行。由北向南穿越冀鲁平原，鲁中低山丘陵区，黄淮冲积平原，淮河、长江一、二级阶地，长江三角洲平原。线路经过地区的主要河流分属海河、黄河、淮河、长江水系。一、项目概况一、项目概况（二）线路基本构成京徐段正线长686.107公里，徐沪段正线长647.31公里。其中：正线路基495.134公里，占线路全长的37.1%；正线桥梁824.827公里，占线路全长的61.9%；隧道13.456公里，占线路全长的1%。一、项目概况（三）主要工程数量路基：土石方总计1.13亿立方米。其中：京徐段为0.62亿立方，徐沪段为0.51亿立方；区间为0.76亿立方，站场为0.37亿立方。有特设路基371处，173.53公里。其中：软土路基45处，13.5公里；松软土路基326处，160.03公里。一、项目概况（三）主要工程数量桥梁：各类梁式桥564座，861.9公里；框构桥164座；涵洞1789座。隧道：21座，总计13.465公里，单座最长隧道为西渴马1＃号2735米。轨道：3208.2公里(正线2827.9公里,站线380.3公里)。其中：铺设无碴轨道135.897公里，京徐段约77公里，徐沪段约59公里。一、项目概况（三）主要工程数量车站：30个。其中：北京南、天津西、新济南、南京南、上海七宝等5个站为始发站，另有15个中间站和10个越行站。通信信号：干线光电缆12503公里。电气化：接触网3952.6条公里，牵引变电所28座，26处分区所。房屋：85.4万平方米。其中：生产房屋82.6万平方米，生活房屋2.9万平方米。建设用地：约8.4万亩。二、工程特点与难点（一）路基1、结构标准高路基基床结构总厚度达到3.0米，表层厚0.7米，填筑级配碎石或砂砾石；基床底层结构厚2.3米，填筑A、B组填料；路基与桥台或涵洞的连接处设置“过渡段”。通过提高基床的材质和强度，提高路基容许承载力，改善轨道纵向基础的刚度渐变条件，保证高速行车的平顺性。二、工程特点与难点（一）路基2、严格控制工后沉降和沉降率为保证上部轨道具有持久的平顺性，路基结构设计首次采用了变形和强度结合控制的原则，规定路基工后沉降一般地段（含软土路基）不大于5厘米，年沉降率不大于2厘米，过渡段，工后沉降不大于3厘米。对沉降控制较困难的软土及松软土地质地段的路基均采取了复合地基加固措施。二、工程特点与难点（一）路基3、填料标准高路基基床表层所采用的级配碎石或级配砂砾石等材料，基床底层采用的A、B组填料均有严格的材质、粒径和级配要求，为保证达到设计标准，必须设级配碎石拌合站或填料改良场，对填料进行集中拌合或改良。二、工程特点与难点（一）路基4、沿线A、B类填料短缺，级配碎石供应紧张。北京（含）至天津（含）区段，丹阳至上海区段需外购A、B组填料2109万立方米；天津至济南，徐州至南京，丹阳至上海区段需改良填料2929万立方；基床表层填筑级配碎石955.3万立方。二、工程特点与难点（二）桥梁1、工程量大占线路总长度的61.9%，所占比重是平原地区一般普速铁路桥梁所占比重的3～4倍。二、工程特点与难点（二）桥梁2、需研发或引进成批、大型运、架设备桥跨以32米、24米双线PC箱梁为主。结构截面大（宽13.1米）、梁重（近900吨）、量多（23000余孔）。现有国内设备不能满足运架梁的要求，运架梁设备需研制开发或从国外引进。二、工程特点与难点（二）桥梁3、大跨度的特殊孔跨结构多跨越主要交通干线或通航河流大量采用钢混结合梁、连续梁、斜拉桥、钢桁拱等大特殊结构。技术复杂，施工难度大。二、工程特点与难点（二）桥梁4、预制、架设难度大箱梁自重近900吨，梁宽13.1米，架设时梁体的运输对其运输道路的要求高，架设施工须利用路基作运梁通道，受路基施工工期制约。二、工程特点与难点（二）桥梁5、施工周期长地质条件相对较好的中、小梁跨大量采用了先简支后连续结构，部分长桥采用无碴轨道结构，无锡、苏州、昆山等站采用了高架桥建站。二、工程特点与难点（三）隧道采用大断面（A=100m2），低阻塞比，洞口设缓冲结构。以减轻高速行车条件下瞬间气压变化对车内旅客带来的舒适度降低和微气压波给环境带来的噪声污染。二、工程特点与难点（四）轨道1、铺设500m长钢轨技术难度大，对设备和工艺有新要求目前国际上最先进的单枕铺轨机设计牵引力为1000吨，受牵引力控制铺轨能力不满足铺设500m长钢轨的要求（单班铺轨1公里需要的铺轨机牵引力为1600吨，远大于铺轨机的牵引能力）。单枕铺设法铺设500m长钢轨在国际上无先例，所有铺轨机都需要对抽送长钢轨的龙门架进行增加动力方面的改造。二、工程特点与难点（四）轨道2、轨道铺设的平顺性要求很高，轨道达标作业变数多、时间长轨道平顺性允许误差比较表单位mm0.30.3555普速铁路0.30.333秦沈线0.20.2222京沪高速内侧工作边轨顶面水平轨向高低项目钢轨焊头平直度轨道平顺性二、工程特点与难点（四）轨道达到京沪高速的轨道平直度要求难度很大，需要大型养路机械作业6-7遍（秦沈线作业4-5遍），在国内既无经验也未做过试验，需要进一步研究；达到京沪高速的钢轨焊接平直度要求，需通过引进满足高速轨焊接要求的焊机来实现。二、工程特点与难点（四）轨道3、无碴道床铺设数量大，进度指标高，需大量的引进设备以满足多作业面平行施工的需要，且对施工人员素质要求很高秦沈线进行了板式轨道铺设试验，最快施工进度只达到30m/天.工作面，京沪高速大量采用无碴轨道结构，在多开工作面的前提下人要求施工进度达到100m/天.工作面，需大量引进成套施工设备；为降低造价，材料要实现国产化。板式轨道是通过灌注CA砂浆永久性定位的，施工操作及定位精度要求很高，控制不好会留下永久性缺陷，对施工人员素质要求很高。二、工程特点与难点（四）轨道4、大量的特级道碴供应矛盾突出，需要提前一年生产并储存道碴京沪沿线特级道碴碴源短缺，全线需特级道碴1070万M3，距线路350km范围内有13个既特级道碴碴场可供利用，并需对其中5个进行扩建，新建2个年产量分别为60万M3和40万M3的专用碴场，全部碴场生产2年才能满足铺轨要求。铺轨工期为一年时间，因此需在开铺前一年生产并储存道碴。二、工程特点与难点（四）轨道5、铺设无缝线路受环境温度控制，作业时间受限制起拨道作业轨温应在无缝线路锁定轨温的±20℃范围内，当轨温高于锁定轨温20℃时，轨道内有76吨的内力未被释放，温度每增加1℃度内力增加3.6吨，温度过高时起拨道作业会引起线路失稳。因此轨道作业冬季停工1.5个月，夏季预留1个月。二、工程特点与难点（四）轨道6、京沪高速要求线路的稳定性高京沪高速力学指标高于秦沈客运专线，高速开通时线路必须稳定，线路稳定的标志是道床阻力和路基沉降达到要求。而最终提高道床阻力须依靠列车运行来进行，开通前必须试运行。道床稳定性参数比较表见下：项目道床横向阻力道床纵向阻力道床刚度京沪高速12KN/枕14KN/枕120-140KN/mm秦沈线10KN/枕12KN/枕100-120KN/mm普速铁路7.5KN/枕二、工程特点与难点（五）通信1、业务种类多样化除提供传统话音和低速数据业务以外，通信系统还要为高速铁路提供宽带数据、图像、视频等多媒体业务，是信号、综合调度系统、信息化系统的传输平台。二、工程特点与难点（五）通信2、高安全可靠性由于为信号、综合调度系统、信息化系统提供服务，通信网已成为与高速铁路行车安全密切相关的基础设施，必须具有更高的安全性和可靠性。二、工程特点与难点（五）通信3、高相关性采用全线贯通电缆槽进行光电缆的敷设，设备的集成化程度提高。施工受路、桥与轨道工程的进度制约，系统调试的工作量大，技术复杂，施工时要留出足够的系统调试时间为综合调试提供条件。二、工程特点与难点（六）信号通过与通信和计算机网络技术一体化。列车运行控制采用一级连续速度模式及无绝缘连续编码轨道电路和综合无线通信系统进行列车与地面之间的信息交换，系统兼容性强，能与既有线的自动闭塞和车站联锁兼容，满足不同速度的列车共线混跑及上、下高速线。体现了数字化、网络化、智能化的技术特点。二、工程特点与难点（七）电气化1、采用单相AT供电方式。牵引供电系统采用综合自动化并实现时时监控的放灾报警体系。二、工程特点与难点（七）电气化2、增大铜合金接触导线面积，满足大张力接触悬挂结构的需要，现高速机车的良好平稳受流。与普速铁路接触网工程相比，导线截面增加了25%以上，导线张力增加67%，施工工艺标准相应提高。二、工程特点与难点（七）电气化3、为了保证路基结构的整体性，支柱基础要采取机械化施工。与普速铁路相比，实行了工厂化预制基础，支柱基坑机械成孔，实施标准化施工。二、工程特点与难点（七）电气化4、全过程精确测量、准确定位和满足大张力要求的恒张力导线架设，确保接触悬挂具有持久的高平顺性。二、工程特点与难点（八）电力具有高可靠、免维护和实行远程监控性能。与普通铁路相比在供电设备选型上，将突出可靠性和免维护性；全面提升各生产用电负荷的用电等级，确保高速铁路系统各用电单位的供电可靠；为配合综合调度管理，全面设置电力远动装置，实现远程控制与监测。二、工程特点与难点（九）动车段及综合维修基地1、控制工期的关键站后工程是动车段、综合维修基地及运行管理和安全防灾预警系统。动车段是保证动车组可靠运行，实现动车组的动态检测、状态修，并具备与之相配套的检测与诊断技术完备的综合维修保障体系；综合检修基地承担着工务、电务、供电、抢修、抢险等功能于一体的综合维修保障体系，上述保障体系与运行管理和安全防灾预警系统是保障高速铁路体系正常运营的核心系统。必须与基础设施同步设计、统一实施、综合联调、整体开通。二、工程特点与难点（十）大型站房北京南、天津西、南京南、上海七宝等大车站，都将是中国经济最发达地区中心城市的交通运输枢纽和现代化的窗口。不仅工程规模大、标准高、技术先进，并要充分展示“以人为本、环境协调、系统优化”的设计理念。二、工程特点与难点（十一）综合调试及试运行以通信、计算机网络为基础网，列车运行指挥系统为核心，对线路设备及列控系统、供电系统、综合维修系统、防灾报警系统、旅客服务系统等子系统间按预设的试验计划进行单体试验、结合试验和现场运行模拟试验。涉及专业多，综合调试工作量大，我国缺少调试经验。二、工程特点与难点综上所述：京沪高速铁路建设规模宏大，是一项庞大复杂的系统工程。技术新、标准高，施工及安装工艺复杂，施工难度大，施工准备时间紧。建设、运营管理和维修体制新，与传统铁路差异大，需选配大量掌握现代科学技术的高素质人才。三、指导原则与思路（一）指导原则“整体设计，系统建设，优质高效，一次建成”。要求项目建设要充分贯彻“以人为本、服务运输，强本减末、系统优化”的科学理念。达到高标准设计、高科技含量、高质量工程、高速度建设，有效控制投资的“四高一控制”要求。三、指导原则（二）方案编制的基本思路实施全面开工、划段组织、突出重点、分期配套、多头并进、一次建成的思路。四、建设工期（一）工期分析1、路基•沉降控制较困难的软土或松软土地段路基，采取复合地基加固或“以桥代路”措施后，施工的主要工序流程为：•施工准备→地基加固或处理→基床底层及下部填筑→综合接地→基床表层填筑→电气化立柱基础→电缆槽→路基防护及排水•路基平均填筑高6.5米，不含施工准备时间为：区间为14.5个月，站场12.5个月。独占工期为9个月。四、建设工期（一）工期分析1、路基•施工准备：180天；•地基加固：90天（无加固措施15天）；•下