铁路隧道双块式无砟轨道整体道床施工技术

陈建国

0 引言

根据客运专线高速铁路对轨道结构的要求,我国引进德国的Rheda2000型无砟轨道,并通过消化、吸收和再创新,自主研发了无砟轨道技术,其中双线铁路隧道双块式无砟轨道就是一种。整体道床作为无砟轨道结构最重要的组成部分,它的施工质量将直接影响无砟轨道结构的性能。通过对温福客运专线飞鸾隧道双块式无砟轨道施工,从工艺控制、资源配置等方面对客运专线隧道施工技术进行了调研与开发,取得了良好的经济效益。

1 工程概况

飞鸾隧道为双线电气化铁路隧道,设计时速为200km/h,开通速度250km/h,全长6702 m。隧道内纵断面设计为人字坡,平面设计在隧道进口端有一半径为5800 m的曲线(曲线长度2447.84 m)。列车运行采用双块式无砟轨道结构,正线铺设60 kg/m无螺栓孔新钢轨,按一次铺设跨区间无缝线路设计。过渡段的辅助轨采用60 kg/m、长25 m钢轨。轨道正线采用WJ-7型扣件,扣件节点间距600mm～650mm,过渡段均采用弹条Ⅱ型扣件,辅助轨扣件采用扣板式扣件(研线0304)。正线采用双块式轨枕,双块式轨枕在工厂内统一集中预制。道床板C40、轨枕块C60采用铁道第四勘察设计单位设计的CRTSⅠ型双块式轨枕,无挡肩结构。

2 工艺原理及操作要点

2.1 工艺原理

双线铁路隧道双块式无砟轨道施工按上下行线采用分区、分幅平行流水作业。轨排集中组装,专用龙门吊吊装、平板车运输至作业面后进行测量定位,由专用龙门吊配合人工粗调,轨检小车配合高精度螺杆调节器实现精确定位后单向连续浇筑道床板混凝土。

2.2 工艺流程

施工工艺流程图见图1。

2.3 操作要点

2.3.1 施工准备

现场分六个区——堆放轨枕和轨排组装区、钢筋加工区、轨排铺设和粗调工作区、轨排精调固定区、混凝土浇筑区、检查整理和养护区进行组织与布置,各区之间纵向拉开距离,形成良好的物流组织。

1)基底处理。按照铁路客运专线质量检查及验收标准规定的项目,全面进行底板检查验收,确保满足铺设整体道床的要求。检查确认项目是:测量检查底板表面高程,底板表面平整度及坡度。2)线路基标。a.以全线重新测量设定的CPⅢ控制网为基准,在此基础上设定控制基标和加密基标测量,形成精度高的线路基标,确保轨排铺设和调整达到设计要求。b.控制基标每60 m设一个,平曲线 ZH点、HY点、QZ点、Y H点、HZ点和竖曲线起始点、变坡点增设控制基标。c.加密基标直线段每12.5 m设一个,曲线段每6.25 m设一个。3)混凝土配合比设计。施工之前由试验室完成C40钢筋混凝土配合比设计工作,选择合格的原材料,混凝土的坍落度应符合泵送100 m～200 m的距离要求。4)洞外工艺性试验。a.对检测项目或重要工序开展工艺验证,达到熟悉设备,摸索和完善工艺,验证设计和施工组织方案。b.在试验中进行:钢筋安装及绝缘检测;轨排架立、粗调;竖向、横向精调螺杆的安装;模板的安装;轨排精调;轨道绝缘测试;混凝土浇筑、捣固、二次振捣、收光及养护;混凝土坍落度检查;测量的粗调、精调精度检测分析;混凝土浇筑过程的测量观测和检测;混凝土浇筑完成后的测量观测和检测。c.根据工艺性试验段施工,认真总结、分析并形成成果,指导洞内整体道床施工。

2.3.2 底层钢筋网绑扎、铺设

道床板底层钢筋在洞口加工,基底处理结束后按6.25 m的纵向间距在洞内绑扎组装。

2.3.3 轨排组装、安装顶层钢筋

轨排组装场设置在隧道内洞口段,使用12.5 m(直线段)或6.25 m(曲线段、直线段均可)轨排架、采用龙门吊配合组装平台进行现场轨排组装。轨排组装后,进行顶层钢筋安装。

2.3.4 轨排运输及就位

组装好的轨排,用龙门吊将其吊装在平板车(不多于三层),加固后运到轨排铺设现场,采用龙门吊按照设计位置依次摆放轨排就位。

2.3.5 轨排粗调

以全站仪、精密水准仪为主,根据在水沟侧壁标注的高程和轨面弹线,采用仪器测量控制,使用龙门吊、轨排架配合人工进行粗调;以先中线后水平的顺序反复调整,使粗调后的轨排位置误差在±5mm范围内。

2.3.6 线路精确调整

1)轨道精调作业按无砟轨道检测小车的测量与操作指示进行,通过人工调节螺栓精调装置实现轨道的精确定位。精调时,小车静置于被调整轨道上,通过全站仪对小车棱镜点的跟踪测量,实时显示对应点处的轨道位置、设计位置及其位置偏差的大小、调轨方向,直接指导现场的调轨作业。

2)最终线形调整须在混凝土浇筑之前大约1.5 h～2 h完成,调整长度必须保持比当班计划浇筑段长度长10 m以上。

2.3.7 混凝土浇筑

1)采用隧道外集中拌合、运输车运输、输送泵泵送入模程序。混凝土输送管架设在隧道的中部,使用高频插入式振捣器振捣密实,人工收面。2)在浇筑混凝土前,侧模采用脱模剂涂刷均匀,并使用防护罩保护钢轨及轨枕不被混凝土污染。3)混凝土浇筑按单向连续挤压过轨方式进行。即混凝土始终保持从上循环末端向另一端逐榀连续进行,振捣器连续振捣使混凝土挤压过轨排架底部,在第一个轨枕下混凝土未密实之前,不得将浇筑口移至下一个浇筑口,保证混凝土密实、均匀。浇筑过程中,振捣器插点布置应均匀,不得漏振,加强对轨枕底部及其周围混凝土的振捣,严禁碰撞轨排架与支撑架。4)混凝土浇筑完2 h～4 h松开扣件和螺杆。在混凝土强度达到2.5MPa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时拆除侧模。在未达到设计强度75%前,严禁在道床上行车和碰撞轨枕。

3 效益分析

1)现场投入少。a.使用液压钢轨升降机(即移动式固定梁)提升轨道排架、混凝土浇筑机等全套机械设备。需投入设备606万元,人员120人;b.场外(隧道内洞口段)组装轨排固定架方案。需投入设备 476万元,人员160人;c.现场组装轨排方案。需投入设备426万元,人员210人。施工过程中采用第二种方案。比第一种方案减少设备投入130万元,比第三种方案综合投入减少76万元。2)由于无砟轨道施工工序多且环环相扣,科学、合理的施工方案和现场组织管理,良好的资源组织,缩短了各工序循环作业时间,加快了施工进度,较业主铺轨工期提前1个月完工,工程成本能得到较好的控制。

4 结语

双块式无砟轨道作为我国最新引进的国外轨道技术,在温福铁路处于开通时速250km/h的客运专线铁路试验段。根据设计资料进行了认真的调研和学习消化,在初步编制施工方案的基础上首先进行了洞外试验段施工研究,在总结出可行方案的情况下再开始组织实施。施工采用场外组装轨排固定架施工双线隧道无砟轨道,洞内外分区分幅进行组织,既保证了施工质量和进度,又节约了工程成本,形成了较好的社会、环境、技术、节能等效益。

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