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地铁工程车辆段内柱式检查坑施工工法对比研究

文档作者：曲腾飞１王媛２文档来源：１.天津市地下铁道集团有限公司２.天津渤海职业技术学院		点击数：	更新时间： 2025年05月08日
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９６
施　工　技　术
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１６ 年１０ 月上
第４５ 卷　第１９ 期
ＤＯＩ：１０􀆰 ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１６１９００９６
地铁工程车辆段内柱式检查坑施工工法对比研究
曲腾飞１， 王　媛２
（１． 天津市地下铁道集团有限公司，天津　３００３９１； ２． 天津渤海职业技术学院，天津　３００４１２）
［摘要］ 以天津地铁６ 号线大毕庄车辆段建设为依托，主要介绍了地铁工程车辆段建设过程中柱式检查坑的２ 种
施工工法，包括架轨法与预埋套管法，通过两者的对比以及质量通病的研究，得出各自的优势与弊端。
［关键词］ 地铁；检查坑；架轨法；预埋套管法；施工技术
［中图分类号］ ＴＵ７５３ ［文献标识码］ Ａ　　　　［文章编号］ １００２⁃８４９８（２０１６）１９⁃００９６⁃０３
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｉｌｌａｒ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｐｉｔ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｓｕｂｗａｙ Ｃａｒ Ｄｅｐｏｔ
Ｑｕ Ｔｅｎｇｆｅｉ１，Ｗａｎｇ Ｙｕａｎ２
（１． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｍｅｔｒｏ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３９１， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｂｏｈａｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４１２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ ６ Ｄａｂｉｚｈｕａｎｇ ｃａｒ ｄｅｐｏｔ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｃａｒ ｄｅｐｏｔ ｐｉｌｌａｒ ｔｙｐｅ ｃｈｅｃｋ ｐｉｔ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ ｒａｉｌ
ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｃａｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ， ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ
ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙｓ； ｄｅｐｏｔ； ｆｒａｍｅ ｒａｉｌ； ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｃａｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ； ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
［作者简介］ 曲腾飞，工程师，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｑｕｔｅｎｇｆｅｉ１２３４５６＠１６３． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１５⁃０８⁃０６； ［修订日期］ ２０１６⁃０１⁃０４
１　工程概况
天津地铁６ 号线大毕庄车辆段工程东西向最长
约１ ２００ｍ，南北向最宽约３６０ｍ，最窄处约１２０ｍ，总
占地面积３７􀆰 ５ 万ｍ２。该车辆段为尽端式布置，主要
承担天津地铁６ 号线大部分配属列车的运营、停放、
检修等工作。段内依据不同功能划分为１ 区停车列
检库、２ 区联合检修库、３ 区咽喉区、４ 区附属用房。
其中，１ 区停车列检库与２ 区停车列检拥有库内柱
式检查坑整体道床９􀆰 １９３ｋｍ，分别位于停车列检库
（２５ 股道）、联合检修库（１３ 股道）。
２　施工工法介绍
２􀆰 １　架轨法
架轨法是地铁车辆段内柱式检查坑的常用施
工方法，优势主要表现在能够将轨道的施工偏差消
除在整体道床的混凝土施工过程中，有效地控制施
工误差在允许范围内。其主要工艺流程为：施工准
备→基标测设→基底处理及检查坑基础施工→检
查坑主体施工（包括工具轨架设、轨距及高程调整、
轨排限位及混凝土浇筑等）→钢轨及扣件安装→调
整线路。
２􀆰 １􀆰 １　施工准备
首先工程前期对设计标准、技术条件及要求、
勘察报告等资料熟悉，其次及时编制施工组织设
计、施工方案、工程量统计、工期计划等相关材料，
并据此开始着手机械、设备、物资、劳动力等的准
备，再次对相关施工人员进行岗前安全培训及技术
交底工作，并做好书面记录，最后汇总准备资料向
监理方报验，履行报验程序。
２􀆰 １􀆰 ２　基标测设
基标是轨道铺设平面和高程的基准，基标测设
质量的好坏，将直接影响轨道铺设质量，为此，基标
测设必须准确，以确保轨道铺设的质量，为列车平
稳安全运行奠定基础。本工程基标测设前在车辆
段范围内布设控制网，并与土建单位所用控制网联
测，避免出现由于控制网采用不一，导致库外线路
与土建结构中线穿袖。具体做法为： 直线上每
１２０ｍ、曲线上每６０ｍ 和曲线起止点、缓圆点、圆缓
点、道岔起止点等各设置一个基标点，经测量监理
１００％的检核测量，合格后进行加密基标测量，基标
万方数据 加密要求：①直线地段每６ｍ 设置１ 处；②曲线地段
２０１６ Ｎｏ． １９ 曲腾飞等：地铁工程车辆段内柱式检查坑施工工法对比研究 　９７
每５ｍ 设置１ 处。
２􀆰 １􀆰 ３　基底处理及检查坑基础施工
基底处理的主要目的是消除地基的不均匀沉
降变形以及为后续检查坑主体结构的施工提供良
好工作环境，本工程待地基处理完成后，将碎石垫
层铺筑至设计标高，而后在碎石垫层上施作１００ｍｍ
厚Ｃ１５ 素混凝土垫层。
２􀆰 １􀆰 ４　检查坑主体施工
表１　线路调整的允许偏差和检验方法
Ｔａｂｌｅ １　Ｔｈｅ ｌｉｎｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｌｌｏｗａｂｌｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ
序号项目
允许偏差／
ｍｍ
检验频率
范围／ ｍ 点数
检验方法
１ 轨道中线与基标中线±２ １００ ２ 经纬仪、全站仪检测
２ 直线轨道方向２ ２０ １ 钢尺检查
１０ｍ 弦线、钢尺检查
３ 轨顶高程与设计比较±５ １０ １ 水准仪检测
４ 钢轨左、右股水平差≤３ ５ １ 水准仪检测
５ 轨顶前后高低差≤１ ５ １ １０ｍ 弦线、钢尺检查
６ 轨距±２ ５ １ 道尺检查
７ 轨底坡按１／４０ 设５ １ 坡度尺检查
８ 轨缝±２ ５ １ 塞尺检查
９ 接头的轨面、轨头内侧平（直）顺０􀆰 ５ ５ １ １ｍ 直尺、塞尺检查
检查坑主体施工是整个施工过程中最重要的
环节，它主要包括钢筋混凝土结构施工、工具轨（包
括扣件）架设、轨距及高程调整、轨排限位及混凝土
浇筑等工序，施工精度要求高，施工难度较大。本
工程钢筋混凝土结构分为基础、矮墙及柱体３ 部分
施工，检查坑基础和主体为Ｃ４０ 钢筋混凝土，抗渗
等级Ｐ６，钢筋保护层厚４ｃｍ（见图１）。施工工序为：
①底板、矮墙及短柱的钢筋绑扎；②浇筑底板混凝
土；③钢轨架设　钢轨在架设前应提前在钢轨上标
出扣件位置，然后将钢轨架设在已完成的短柱钢筋
上方，按照３ｍ 的间距安装轨距拉杆控制轨距，钢轨
及扣件组装完成后，采用特别加工的上承式支撑架
进行架设，具体方式如图２ 所示；④轨距及高程调整
　由人工依据设计图纸要求对轨道进行调整，总体
上按照先调高低再调水平最后调方向（水平与方向
也可同时调整）的顺序进行，直线轨道方向允许偏
差２ｍｍ，轨顶标高允许偏差± ２ｍｍ，钢轨左右股水
平差≤２ｍｍ，轨顶前后高低差≤１ｍｍ，轨距允许偏差
±２ｍｍ，轨底坡按１／４０ 设置；⑤轨排限位及混凝土
浇筑　该工序在上部工序完成的基础上利用限位
装置进行限位，而后即可进行混凝土浇筑施工，施
工方法为矮墙、短柱一次浇筑成型。
２􀆰 １􀆰 ５　钢轨及扣件安装
此步骤的钢轨安装是指将工具轨拆除后将正
图１　立柱式检查坑断面及平面示意
Ｆｉｇ． １　Ｔｈｅ ｐｉｌｌａｒ ｔｙｐｅ ｃｈｅｃｋ ｐｉｔ ｓｅｃｔｉｏｎ
ａｎｄ ｐｌａｎ ｓｋｅｔｃｈ
图２　上承式支撑架及支撑架采用
钢管支撑方式加固
Ｆｉｇ． ２　Ｒａｃｋｓ ａｎｄ ｒａｃｋｓ ｄｅｃｋ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｗｉｔｈ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ
式２５ｍ 钢轨及扣件安装到位，此工序要注意以下几
点：①扣件位置要以起始点往后排，暂不以轨缝中
心计算；②接头位置扣件安装时，Ｔ 型螺栓应与鱼尾
板螺栓错开，以不碍事为准；③尼龙套管要垂直于
铁垫板底面，不可被钢筋挡住，且螺旋道钉要将其
拧紧；④１∶ ４０ 轨底坡在铁垫板上调整，尤其注意不
能放错，安装间距允许偏差≤５ｍｍ，并与钢轨精确垂
直偏差＜５ｍｍ；⑤小橡胶垫板有圆粒子的朝上，两边
与钢轨底部齐平，使下面两端挡条卡住铁垫板两
侧；⑥安装过程中大橡胶垫暂不安装，在铁垫板下
用２ 个４ｍｍ 厚平垫圈代替橡胶垫预留位置，这样利
于柱顶表面混凝土密实，找平；⑦Ｔ 型螺栓口位置粘
贴１ 层塑料胶带，防止混凝土污染。
２􀆰 １􀆰 ６　调整线路
线路调整的允许偏差和检验方法如表１ 所示。
万方数据
　９８ 施工技术 第４５ 卷
２􀆰 ２　预埋套管法
预埋套管法是近期新兴的一种柱式检查坑施
工工法，它针对架轨法的很多弊端（如需要架设工
具轨，配置架轨器、支撑木枕等工具并大量反复周
转，成本较大，工期较长等）做了改进。这种工艺的
关键是通过套管预埋模具和固定夹具将扣件套管
精确定位并浇筑于立柱设计位置，其主要施工工艺
流程为；施工准备→基标测设→调整立柱钢筋网→
立柱模板安装→安装预埋套管模具→调整模具位
置→轨道中线放样→模具拆除→安装并调整设计
钢轨→混凝土灌注、养护。
由于前期的施工准备、基标测设、调整立柱钢
筋网、立柱模板安装及后续的模具拆除、安装并调
整设计钢轨、混凝土灌注等工序与架轨法基本一
致，故在此不再赘述，此工法的关键工序为安装预
埋套管模具和调整模具位置，现就此两点进行详述。
２􀆰 ２􀆰 １　安装预埋套管模具
１）要为立柱钢筋配套安装模板，该模板制作精
度要求较高，上边缘要求做出内低外高依照轨底坡
及立柱高程定位。
２）在模板顶部安装预埋法模具，此模具应是提
前预制好的钢制品，具有防变形、方便组装、易清理
等特性。主要结构由角钢、钢筋棍、螺栓及预埋套
筒组成。角钢的作用是将整个模具连成一个整体
并固定在已经成型的柱模板上，并具有一定的调节
伸缩空间；钢筋棍的主要作用为连接角钢与螺栓，
起到定位螺栓的效果；螺栓及预埋套筒的存在使得
柱面结构上形成预埋套管，后期将螺栓拆除后此套
管可用作固定轨下垫板及扣件系统。其结构示意
如图３ 所示。
图３　预埋法模具示意
Ｆｉｇ． ３　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｍｏｌｄ ｄｉａｇｒａｍ
最后，待模具逐个安装完成后进行整体联调，
整体联调的基准是建立在立柱中心线的基础上进
行的，过程中利用全站仪及棱镜配合立柱中心线调
整轨距、柱面高程以及轨底坡，此过程需要操作工
精细、熟练，调整工作务必落实到每一根立柱上。
２􀆰 ２􀆰 ２　浇筑混凝土及人工收面
当所有柱顶面高程、中心距、轨底坡都已调整
完毕之后，便可进行混凝土浇筑作业，此工序需注
意泵送混凝土浇筑到距柱顶面２ ～５ｃｍ 处应停止浇
筑，其上部分混凝土应由人工填筑，并由人工收面，
收面时注意轨底坡度的留设。
２􀆰 ２􀆰 ３　拆模及柱面抛光
待混凝土强度达到允许拆模的时间后，即可进
行拆模工作，并用粗砂纸对整个柱面及柱侧壁进行
打磨抛光。
２􀆰 ２􀆰 ４　组装及安装扣件
打磨完柱面进行拧除螺栓、组装及安装扣件的
工作。其组装后效果如图４ 所示。
图４　扣件全套备件及组装完成示意
Ｆｉｇ． ４　Ａ ｆｕｌｌ ｓｅｔ ｏｆ ｓｐａｒｅ ｐａｒｔｓ ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ
ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｄｉａｇｒａｍ
３　两种施工工法对比分析
３􀆰 １　架轨法
１）优势　①施工精度高　由于各支架可调及
限位装置的作用有效保证了轨距、高程、轨底坡三
者精度，使得架轨法施工精度高且可控；②施工速
度较快　由于架轨法采用长距离联调模式施工，精
调时间短，一次性浇筑距离长，可流水作业，施工速
度高峰时可达到１００ｍ／ ｄ；③工具可周转性强　由于
各工序工具及材料严格按照模数制定，具备可周转
能力；④劳动力需求较少　由于该工法属于整体联
调，适合统一部署，协调作业。
２）劣势　①柱顶面混凝土外观质量不易控制
　由于轨下垫板及扣件系统的存在，在浇筑混凝土
时很难将轨下垫板下的气泡全部排出，这样就导致
柱顶面混凝土平整度难达要求；②施工成本较大　
此工法需求的设备及工具多，虽可周转使用，但初
期一次性投入成本较高；③前期施工准备要求高　
由于该工法必须用到钢轨（或工具轨）及扣件系统，
故对于这些材料不受控的项目来说不宜使用；④混
凝土浇筑困难　由于扣件系统的存在使得混凝土
的浇筑空间狭小，如若使用塞填法（柱头３０ｃｍ 采用
二次浇筑塞填混凝土）又大大拖延了工程进度。
３􀆰 ２　预埋套管法
１）优势　①施工成本低　由于不用提供过多
的工具及器材，故前期一次性投入较低；②施工速
万方数据 　 　 （下转第１０４ 页）
１　０４ 施工技术 第４５ 卷
钻钻孔方式，原大理石圆板在注浆结束后回盖。采
用此种方法最大限度减小了因施工对广场正常运
转的影响，保证了施工期间没有影响政府举办各项
政治活动及市民的游玩。
广场的预注浆采用局部封闭围挡，且以夜间施
工为主，因施工产生的浆液泄漏及垃圾及时清理保
证了广场的清洁。在广场监测点的标识采用可清
洗中性笔，在施工结束，停止全部监测时清洗标识；
盾构穿越施工结束后，更换钻孔大理石地砖及原裂
缝地砖，恢复了广场的原貌。
７　结语
１）在八一广场如此敏感的地面环境下进行盾
构施工，通过预先的数值计算、地质补勘及社会调
查，详细了解敏感区域的地质环境、工程环境及其
相关的资料，进行沉降预判，对规避后续的施工风
险起到了重要作用。
２）在地层不稳而又政治敏感的地区盾构施工，
进行预期的地面加固是合理可行的，盾构掘进期间
采用的洞内、地面同时监控，及时地面二次注双液
浆的施工方法对控制盾构掘进期间的地面沉降起
到了良好作用；在上软下硬的富水地层中的盾构掘
进所采取的技术措施也是有效的，对主动控制地面
沉降及保证安全顺利的掘进施工起到了积极作用。
３）盾构通过国旗旗台后，根据监测数据采取的
再次地面补充注浆对控制地面的后续沉降有良好
的效果，通过再次注浆有助于控制后期沉降及监测
部位的沉降回升。
４）在敏感区域的地铁隧道设计，应尽可能规避
盾构穿越敏感区域及政治影响大的建（构）筑物，以
减小施工风险及社会影响。
参考文献：
［ １ ］　贾璐， 温法庆， 闫利亚， 等． 富水地层条件下盾构机铰接密
封保护技术研究［Ｊ］． 施工技术， ２０１５，４４（１３）： １０２⁃１０４．
［ ２ ］　叶新宇． 泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验研究与
应用［Ｄ］． 长沙：中南大学，２０１４．
［ ３ ］　宁士亮． 富水砂层盾构渣土改良技术［Ｊ］． 铁道建筑技术，
２０１４（３）： ８６⁃９０．
［ ４ ］　王新， 沈奇． 土压盾构在砂性土中施工关键技术研究［Ｊ］． 施
工技术，２０１３，４２（２）： ９２⁃９４．
［ ５ ］　魏新江， 周洋， 魏纲． 土压平衡盾构掘进参数关系及其对地
层位移影响的试验研究［Ｊ］． 岩土力学，２０１３（１）： ７３⁃７９．
［ ６ ］　张恒， 陈寿根， 邓稀肥． 盾构掘进参数对地表沉降的影响分
析［Ｊ］． 现代隧道技术，２０１０（５）： ４８⁃５３．
［ ７ ］　杨永强． 土压平衡盾构土仓压力设定与控制方法探讨［Ｊ］．
施工技术，２０１２，４１（８）： ２２⁃２６．
［ ８ ］　李潮，周宏伟，左建平，等． 土压平衡盾构刀盘扭矩计算方法
与多因素量化分析［Ｊ］． 岩石力学与工程学报，２０１３（４）： ７６０⁃
７６６．
［ ９ ］　邓立营， 刘春光， 党军锋． 盾构机刀盘扭矩及盾体推力计算
方法研究［Ｊ］． 矿山机械，２０１０（１７）： １３⁃１６．
［１０］　陈仁朋， 刘源， 汤旅军， 等． 复杂地层土压平衡盾构推力和
刀盘扭矩计算研究［Ｊ］． 地下空间与工程学报，２０１２ （１）：
２６⁃３２．
（上接第９８ 页）
度快　由于此工法不受施工顺序限制，可多点位、
大面积同时作业，故可大大加快施工速度，高峰时
可达１１０ｍ／ ｄ；③前期准备要求低　由于此工法不需
要钢轨及扣件系统的配合，故在没有钢轨或扣件系
统的情况下依旧可以进行施工；④柱面混凝土浇筑
质量好　没有了轨下垫板的遮挡，混凝土浇筑顺畅
而且人工收面也有作业面，故柱面混凝土外观质量
可控。
２）劣势　①施工精度难控制　由于是各柱间
独立调整误差，故精度方面很难控制，很大程度上
取决于施工人员的施工经验和作业水平；②劳动力
要求高　由于每一个柱面都需要调节轨距、高程、
轨底坡，而且每个柱面都需要人工复核基准线、人
工收面等，由此带来的工作量大，需要的工人数量
多；③误差调节工作量大　每个柱子都需要独立调
节和联合调整，故调节工作量大；④工具及材料周
转率低　由于该模具及工具很大一部分处于混凝
土浇筑路径中，受混凝土凝固的影响，很大一部分
模具不适于继续使用或需处理才能使用，这使得模
具及工具周转效率较低。
４　结语
每条地铁线路的建设都不可避免会涉及车辆
段以及柱式检查坑的建设。本文通过介绍并对比
国内最常用的２ 种柱式检查坑施工工法，得出两者
各自的优劣以及适用范围。为日后城市轨道交通
车辆段建设中柱式检查坑施工工法的选择提供理
论参考和建设依据。
参考文献：
［ １ ］　中国建筑科学研究院． 混凝土结构工程施工质量验收规范：
ＧＢ５０２０４—２０１５［Ｓ］． 北京． 中国建筑工业出版社，２０１５．
［ ２ ］　地下铁道工程施工及验收规范（２００３ 版）：ＧＢ５０２９９—１９９９
［Ｓ］． 北京：中国计划出版社，２００４．
［ ３ ］　铁路轨道工程施工质量验收标准：ＴＢ１０４１３—２００３ ［Ｓ］． 北
京：中国铁道出版社，２００４．
［ ４ ］　何刚，唐国民． 立柱式检查坑整体道床架轨法施工技术研究
［Ｊ］． 铁道标准设计，２００８（７）：５３⁃５４．

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