深圳地铁12号线正线及配线轨道设备选型方案

深圳地铁12号线正线及配线轨道设备选型方案

孙兆琰

深圳市市政设计研究院有限公司  广东深圳518000

摘  要: 深圳地铁12号作为深圳市南北向轨道交通的干线，具有线路长、换乘站点多、沿线地址复杂等特点，轨道结构作为轨道交通车辆荷载的重要载体，直接影响旅客舒适度、平顺性和地铁安全运营，本文针对深圳地铁12号线工程，结合轨道发展新技术和新动态，分析了轨道设计原则和主要技术标准，通过方案比选确定了正线及配线轨道扣件、道床结构等选型方案，可以为相关工程提供参考。

关键词: 深圳地铁、轨道设计、结构选型

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当前我国正处于新型城镇化建设、新旧动能转换、确保双碳目标实现的关键时期，地铁作为一种环保绿色低碳的出行方式，在我国发展迅猛，截止2022年9月国内已有52个城市开通城市轨道交通线路9788.64公里，其中地铁7655.32公里。轨道工程作为轨道交通结构的重要组成部分，最近新技术不断涌现，特别是预制装配式结构的大量使用，提高轨道的施工质量，增加了列车行驶的平顺性[1-2]。

轨道设备选型是城市轨道交通轨道结构的设计的重要内容，包括钢轨、扣件、道床、道岔等主要结构，对轨道结构整体性能保证和提升具有重要影响[5]。

1  深圳地铁12号线轨道设计概述

12号线线路起自左炮台站，终至海上田园东站，线路全长约40.535km（右线），全线采用地下敷设方式；共设站33座，其中换乘站20座，最大站间距1.935km（怀德至福永），最小站间距0.747km（工业六路至四海），平均站间距约1.241km。全线远期高峰小时断面客流为4.48万人次/小时，采用A型车6辆编组，DC1500V接触网授电，全线设一段一场。

正线及配线轨道技术标准为：一般地段轨距为标准轨距1435mm，在小半径曲线地段需进行轨距加宽；正线及配线采用60kg/m U75V钢轨，采用弹性分开式扣件；正线及配线均采用整体道床；采用60kg/m钢轨9号曲尖轨道岔；道床采用混凝土桁架轨枕整体道床；曲线最大超高120mm，未被平衡超高允许值不宜大于61mm，困难时不应大于75mm。隧道内及U型结构地段曲线超高采用外轨抬高一半、内轨降低一半的方式设置。

2  轨道主要部件及道床方案选型

2.1  扣件

2.1.1 扣件选型原则

扣件的作用是固定钢轨正确位置，阻止钢轨的纵向和横向位移，防止钢轨倾翻，提供适量的弹性，并将钢轨所受的力传递给轨枕或轨道板承轨台。其主要设计原则如下：

1）扣件应有足够的强度，以抵抗钢轨的纵向力和横向力。

2）整体道床刚度大，轨道弹性主要依靠扣件及垫层提供，因此扣件应具有较好的弹性，以减少列车荷载的冲击。

3）扣件应具有良好的扣压力，同时还应有满足实际运营的轨距和高低调整量。

4）扣件应具有良好的绝缘性能。

5）扣件应尽量标准化，结构简单易铺设及维修。

6）扣件金属部件应做防腐处理。

2.1.2 扣件方案比选

1）方案一:DTVI2型扣件

该扣件为无螺栓、弹性分开式无挡肩扣件，扣压件采用专为地铁研制的Ⅵ型弹条（Φ18mm）。该扣件的特点是扣压力适宜，调距、调高量较大，其良好的弹性，能适应隧道内一般地段普通整体道床，北京地铁复八线、北京城铁、天津地铁、南京地铁等均采用了这种扣件。

DTVI2型扣件的主要技术参数如下：单个弹条扣压力：10～11kN；扣件节点静刚度：20～40kN/mm；轨距调整量：+8，-12mm；高低调整量：0～+30mm；绝缘电阻：单组扣件绝缘电阻大于108Ω。

2）方案二：DT-Ⅲ型常阻力扣件

DT-Ⅲ型常阻力扣件是一种无挡肩弹性分开式扣件。该扣件是在单趾弹簧扣件的基础上进行研制的，采用国铁标准Ⅲ型弹条代替单趾弹簧，实现了标准化，增加了扣压力，提高了轨道结构稳定性。扣件零部件数量少，结构简单，便于制造、施工、维护。另外，该扣件在铁垫板上增加弹条止退系统，能有效防止弹性扣压件的退出。在深圳地铁多条线路采用了这种扣件，目前为止使用效果良好。DT-Ⅲ型常阻力扣件主要技术性能指标如下：初始扣压力：20～25kN/组；防爬阻力：≥12kN/组；节点垂向静刚度：30～40kN/mm；工作电阻：≥108Ω；轨距调整量： +8mm，-12mm；高低调整量： 0～+20mm。

3）方案比选

以上2种扣件都是经过多年设计和实践的成熟产品，具有“简单、可靠、成熟、免维护”等特点，在国内地铁均有广泛应用的经验。但DT-Ⅲ型系列扣件与DTVI2型扣件相比较主要有如下优点：

（1）改进了弹条型式，采用通用弹条，更为稳固和通用；

（2）改进了板下调高垫板，更换调高垫板时不用旋下螺栓，可大大减少养护维修工作量；

（3）改进了轨下垫板，可以针对不同的地段采用不同的轨下垫板，一般地段使用普通垫板，小半径的曲线地段可采用新型高弹性垫板，可根据实际需要采用不同的垫板型式，按需设计；

（4）采用特殊设计的接头夹板，接头部位弹条、轨距块与一般地段相同，最大限度的减少了扣件配件的类型。

综合以上分析，本工程正线及配线扣件采用了DT-Ⅲ型常阻力扣件。

2.2  无砟轨道道床

2.2.1 道床设计原则

整体道床具有轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强等特点，与碎石道床相比，维修工作量可减少约50%～70%。由于轨道高度低，可减少隧道开挖净空，节省土建工程投资。对于地铁工程，国内外已基本达成共识，即选用维修量少、轨道高度低、且结构整体性能强、稳定性好的无砟整体道床轨道。

2.2.2 道床方案比选

1）方案一：预制板式轨道结构设计

预制板式无砟轨道是在现浇混凝土道床基础上以自密实混凝土支承预制轨道板的无砟轨道结构形式。板式轨道结构简单、施工方便，轨道板采用工厂预制，自密实混凝土在施工过程中和病害整治中可方便调整轨道板的高低位置，具有较好的可维修性，是一种基于装配式设计理念的轨道结构。

预制板式无砟轨道结构自上而下一般由钢轨、扣件、轨道板（包括承轨台）、隔离层、自密实混凝土调整层以及基底组成。轨道板混凝土等级一般为C60，厚度、长度根据不同隧道型式、不同减振等级确定；板内预埋扣件螺纹套管、排迷流端子、起吊套管、参比电极预留孔等。自密实混凝土厚度一般为100mm，配设单层HRB400钢筋网；下部基座混凝土等级C40，设双层HRB400钢筋。曲线超高采用外轨抬高超高值的一半、内轨降低超高值一半的半超高办法设置，在基底上实现。

2）方案二：轨枕埋入式现浇道床

道床采用C35混凝土，道床内设双层HRB400级钢筋网，兼做杂散电流排流钢筋。轨枕采用工厂化预制，混凝土强度等级C60。道床宽度一般为2.4m，顶面设3％横向排水坡；道床设双侧排水侧沟，排水沟纵向坡度与线路坡度一致，线路平坡地段，排水沟纵向坡度不宜小于2‰，沟底距轨面450mm。曲线超高采用外轨抬高超高值的一半、内轨降低超高值一半的半超高办法设置。隧道内无砟道床每隔12.5m左右设置伸缩缝一处，隧道结构沉降缝处亦应设置道床伸缩缝；隧道洞口、U型槽地段及联络通道前后各25m范围内，每5.95m左右设置一道伸缩缝。伸缩缝应避开轨枕位置，用20mm厚沥青木板填塞，顶面采用沥青麻筋密封，并做防水处理。

3）方案比选

预制板道床采用工厂化预制、标准化生产，质量及进度易于保证，利于运营期间的养护维修，环境适应性较强，与现浇混凝土道床相比技术先进，优势明显。深圳地铁三期工程中的6号线及二期工程、7号线板式轨道试验段、9号线二期、11号线均已铺设预制板轨道，运营效果良好。综合以上分析，本工程正线全面采用了预制板式无砟轨道，配线采用了双块轨枕埋入式无砟轨道。

3  结论

轨道结构选型直接影响轨道建设投资和养护运营成本，应从安全性、经济性、可靠性、可维护性等方面综合考虑，本文通过扣件和预制轨道结构选型设计，为轨道交通的安全运营提供基础，使城轨的建设水平、乘客满意度和运营便捷性得到提升。

参考文献

[1] 翟婉明.车辆-轨道耦合动力学理论的发展与工程实践[J/OL].科学通报:1-14[2022-11-24].

[2] 刘文武. 深圳地铁9号线提升轨道平顺性的技术创新[J]. 都市快轨交通,2017,30(1):77-81.

[3] 谢阳娇. 地铁停车场上盖及周边物业开发规划研究——以深圳地铁6号线民乐停车场上盖用地开发为例[J]. 建筑工程技术与设计,2016(12):25,275.

[4] 杨斌,熊杰,顾小龙,等. 地铁快线建设效果对规划的启示——以深圳地铁11号线为例[J]. 都市快轨交通,2022,35(5):22-28.

[5]  练松良,刘加华.城市轨道交通减振降噪型轨道结构的选择[J].城市轨道交通研究,2003(03):35-41.

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