雷达2000型双块式无砟轨道施工工艺

2011-08-15郑乃刚孙军红

铁路技术创新 2011年3期

■ 郑乃刚孙军红

无砟轨道具有稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工作显著减少等优点，同时无砟轨道的应用从根本上改善了列车走行的基础条件，实现了列车运行的平稳性、安全性、舒适性。近年来，我国也先后在京津、武广、郑西等高速铁路全面采用无砟轨道施工，设计理念和施工工艺日趋成熟和完善。雷达2000型双块式无砟轨道作为其诸多类型的一种，同其他类型相比有如下优点：（1）埋入长枕优化为短枕，后期浇筑混凝土与轨枕间的裂缝减少；（2）对土质路基、桥梁、隧道、道岔区段及减振要求区段，可采用统一的结构类型和技术要求，标准相对单一，施工质量容易控制，更适应高速铁路；（3）槽形板的取消容易保证轨道混凝土承载层灌注混凝土的捣固作业质量；（4）两轨枕块间用钢筋木行梁连接，轨距保持稳定，且表面简洁、平整，美观漂亮。我国首次在武广高速铁路全面推行了雷达2000型无砟轨道。

1 铺装工艺

1.1 布设基桩控制网（CPⅢ），测设加密基标

这是无砟轨道施工前必须严格按相关规范和标准完成的一项工作，同时也是保证无砟轨道几何尺寸能否达到标准的关键，因此施工中应足够重视。由于无砟轨道对线路平顺性要求很高，铺设精度（静态）标准同普通铁路相比也高很多：高低为2 m m/20 m弦长、轨向2 m m/20 m弦长、水平1 mm、轨距±1 mm。

无砟轨道施工中精度控制主要根据CPⅢ完成，布设CPⅢ的目的是准确测设铺轨控制基桩，不仅是加密桩的基准点，也是无砟轨道的控制点，精确测设是保证轨道施工质量的关键。CPⅢ是附合到已经布好的CPⅠ网和 CPⅡ网之上采用固定数据平差基准，或采用独立的自由网平差基准。CPⅢ网形一般采取2种布设方式，一种可采用导线网形式，控制基桩间距为150～200 m，另一种可采用德国建立的PS4（与《客运专线无砟轨道铁路工程测量技术暂行规定》中CPⅢ的作用与精度相当）的方式，每60 m布设一对控制基桩。

CPⅢ的精度设计中，除了要考虑CPⅠ和 CPⅡ控制点误差外，更重要的是要考虑CPⅢ网中任意3个相邻控制基桩（CPⅢ控制点）形成的角度误差。因此，CPⅢ导线在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，还需采用严密的平差计算和数据处理，以满足铺设无砟轨道精度的要求。

布设CPⅢ网过程中，兼顾施工和运营维护是重点。因此，其埋点要求也很高，既要满足施工和运营维修需要，还要保证其与线路同等的使用寿命。

1.2 摊铺支承层混凝土，浇筑混凝土底座

摊铺支承层施工中，一般采用滑模混凝土摊铺机摊铺施工，采用自卸式混凝土运输车运送混凝土。支承层30 cm厚的混凝土一次摊铺完成，通过支承层设置曲线超高，一股道完成后再进行另一股道施工。双线混凝土支承层施工完毕且强度达到要求后，按设计要求回填双线间的石渣。桥上混凝土底座（保护层）施工时先在桥面保护层上绑扎钢筋，按混凝土底座尺寸立模，浇筑底座混凝土并养生，曲线段超高通过混凝土底座实现，表面在横向按要求进行排水坡处理。该层混凝土施工采用泵送法或混凝土罐车直接抵达浇筑点浇筑混凝土施工，喷洒混凝土养护剂后覆盖湿布养护。双线混凝土底座施工完成且强度达到要求后，可按设计要求回填线路中心区域石碴。

1.3 轨枕、工具轨、钢筋等施工材料运输和卸车

轨枕、工具轨和钢筋等施工材料采用卡车或自制轨道平板车经过二次倒运后运输到施工现场，然后采用跨双线轮胎式可变跨龙门吊，将运输到现场的双块式轨枕、工具轨及钢筋沿线路方向纵向散布，双块式轨枕每五根一组，四层一垛，纵向沿线路方向分布堆放，每垛轨枕间距约6.5 m，采用方木支垫，再紧靠轨枕边散布工具轨和钢筋。所有材料沿线路中心散布，并每隔约100 m预留错车位置，确保施工现场道路畅通。

1.4 铺设中间层，安装固定横向模板定位条

按设计要求在混凝土支承层和底座上铺设中间层，然后根据设计图纸确定横向模板位置，安装横向模板定位条。

1.5 钻销钉孔，铺设纵向底层钢筋

横向模板定位条安装好后，要提前测放出销钉位置，并进行标识，用钻孔机钻孔，确保孔的深度和直径符合设计要求；然后按规定间距铺设道床板底层钢筋。

1.6 布枕、组装轨排，安装螺杆调整器底板，锚固销钉

轨枕铺设时，根据实际情况，可使用由1台移动型液压挖掘机和1台5轨枕液压散枕抓具组成的散枕器进行散枕，或利用跨龙门吊散枕装置铺设双块式轨枕。组装工具轨轨排时需在每铺设50 m轨枕后利用跨龙门吊安装12.5 m工具轨。采用双向同步电动扭力扳手紧固扣件，组装工具轨轨排，主要工序为：散枕→固定铁垫板→铺设钢轨→固定钢轨→轨排检查。以上工序完成后就可以根据设计要求锚固钢销钉，并确保钢销钉锚固力和垂直度。

为安装螺旋调整器及轨排就位后防止轨排横向移动，还需安装定位钢管。铺设调整好轨枕后，钻孔安装钢销钉（直径55～60 mm），钻孔深度16～18 cm，每隔3根轨枕钻一个孔，钻孔后需使用空气压缩机清理孔洞。埋设钢管时应保证钢管孔钻在轨枕钢筋网格之间，且中心要垂直支承层表面，通过快硬水泥砂浆将钢管固定于孔中。轨排组装完成后，在每隔3根（曲线地段2根）轨枕间的钢轨上安装一组螺杆调整器和螺旋调整器。螺杆调整器安装位置要正确，螺杆和铰接挡块必须始终位于轨道外侧，通过竖向螺杆调整轨排高低；螺旋调整器安装于轨枕中心线位置，通过水平调整螺栓对轨排进行方向调整。

1.7 粗调轨排，绑扎钢筋网，接地焊接

使用轨排粗调机对轨排进行初步调整，使轨排横向和竖向都处于正确位置，然后拧紧螺杆调整器，将轨道固定。为确定轨排位置，必须给出轨排支承处每一横断面的里程。使用水准仪测量轨面高程，起落竖直调整装置，使轨顶标高满足设计值，容许偏差为0～-10 mm。逐点调整轨道至设计中线位置，容许偏差为±5 mm，并采用全站仪精确测量复核。轨排粗调完成后，组织人员安装上层纵向φ20 mm钢筋。因为特殊电绝缘需要，为保证钢筋桁架涂层不被损坏，必须首先在钢筋桁架内安装纵向φ50 mm塑料管，将纵向钢筋穿入管中后将管抽出，纵向钢筋便落在钢筋桁架上，然后进行绑扎固定。最后根据电力设施要求进行综合接地线连接，并通过电阻测定，控制接地系统。

1.8 安装纵横向模板

钢筋网绝缘性能检测合格后，清除钢筋网内杂物，使用模板安装机安装侧向模板和伸缩缝分隔板，并加固模板，确保侧向模板与轨道间无任何连接，钢模板应牢固固定在支承层混凝土上，模板应彻底使用模板油进行处理。

1.9 精调轨排，轨排固定

具体施工中首先根据气温，最终线形调整应在混凝土浇筑前约1.5～2 h进行。调整长度保持比当班计划浇筑段长度不少于70 m。

主要使用螺杆调整器、螺旋调整器和GRP1000测量系统进行轨道精确调整。根据测量显示数据，调整螺杆或螺旋调整器。通过转动螺杆调整器竖向螺杆，垂直调整轨道高程；通过转动螺旋调整器水平螺杆，实现水平调整。在曲线地段，调整时可能产生水平位置和高度的冲突，因此必须在垂直及水平双方向同时进行调整。通过螺旋调整器进行水平调整，使用特殊丝杠同时进行。轨道精确调整阶段应由质检人员检查，并做详细记录。

1.10 浇筑道床板混凝土

采用混凝土浇筑机或人工浇筑道床板混凝土，人工进行抹面修整。混凝土始终应从起始端浇筑口浇灌，振捣密实后移至下个浇筑口，并及时进行混凝土修整。根据现场情况分析，其主要工艺有以下2种：第一种是混凝土泵车行驶在轨道Ⅱ的路基、桥梁或隧道的混凝土支承层或底座上进行轨道Ⅰ的浇筑。混凝土搅拌车直接就位在混凝土浇筑机的侧面供料口，混凝土浇筑完成且搅拌车内混凝土用完后，搅拌车离开工作区域，下个搅拌车立即上前补充新鲜混凝土。第二种是在轨道Ⅱ浇筑道床板混凝土的一侧适当位置支立拖式混凝土输送泵，混凝土搅拌车直接就位在拖式混凝土输送泵后面，向浇筑面混凝土浇筑机上泵送混凝土；若路基或桥梁下有运输便道则可将混凝土搅拌车置于运输便道上，向浇筑面的混凝土浇筑机上泵送混凝土；可通过轨道Ⅰ已施工完成的轨道作为运输通道，轨道Ⅰ道床施工完成后工具轨暂不拆除，轮轨式混凝土运输车在轨道Ⅰ上行驶，从后方供应混凝土给混凝土浇筑机。

1.11 拆除调整器，放松扣件，放散温度应力，混凝土养生

混凝土凝固过程中，适当松开轨道扣件，否则会因轨道温度力产生对轨枕的纵向力，影响新浇混凝土的结构，破坏轨枕和道床板混凝土的黏结性。混凝土初凝后，扣件和调整器可通过适当工具逐步释放。螺杆调整器取出后，立即使用水和毛刷进行清洁工作，以便下次使用。混凝土养护时每浇筑10～12 m，开始喷洒养护材料，在混凝土表面形成保护薄层，使混凝土在凝固期内有效防止水分挥发、释放。混凝土内保存较高水分有效保证最适合的水合作用，混凝土上表层更是如此，并可达到较好的凝固强度，将混凝土产生的裂缝最小化。

1.12 拆除模板及工具轨，进入下一循环

混凝土达到一定强度时需拆掉模板。侧模采用人工或纵横向模板拆洗机拆除，在混凝土强度达到2.5 MPa以上，其表面及棱角不因拆模而受损时方可拆除；道床混凝土强度达到5 MPa后，即可拆除模板、钢轨及支撑架，利用道床板混凝土浇筑的间歇时间往前倒用；工具轨、模板及钢轨支撑架使用运输钢轨的自卸卡车或跨线龙门吊倒运，对于轨道Ⅱ施工，可使用跨线龙门吊倒运；道床混凝土未达到设计强度75％之前严禁在道床上行车和碰撞轨道部件。

2 施工质量控制

当雷达2000型双块式无砟轨道施工一切准备就绪后，为使轨道精度及各项指标达到验收标准，施工过程中的质量控制尤为重要。

2.1 测量

测量作为控制无砟轨道的基础，首先要在保证精度的前提下做好CPⅢ控制网和加密基桩测设的准备工作，编制详细的测量控制方案和测量成果表等，对现场点位要标注明确，并定期复核精度，禁止使用因施工或人为破坏的控制点。施工过程中和工程竣工前还应进行维护基桩测量，为以后养护提供轨道几何尺寸依据，维护基桩应根据维修检测方式布设，并充分利用已设置的基桩，根据CPⅢ控制点进行线路中线维护基桩测量；维护基桩的复测和增设的测量精度应不低于相应轨道结构加密基桩的精度要求，且满足线路维护要求。

2.2 施工过程质量控制

施工过程中应进行工序及工艺过程的试验检验控制，纠正不良操作方法，改进和提高落后的工艺水平及控制工程的质量标准；记录、整理施工原始记录；对完工的分项工程或部位进行自检评定，形成自检记录，对自检合格的工程提交转序申请报告；对工程施工过程中出现的各种影响施工和工程质量的情况、问题及时协调、改正和处理；对工程出现的质量事故按规定程序和要求进行报告、处理；同时落实有关方面关于工程施工及质量的要求或指令。

2.3 材料质量控制

物资采购订货要依据物资需求量计划，组织分部物资人员参与市场调查，在保证材料质量前提下，分析材料费和运杂费，合理选择货源，签订采购合同，保证材料供应。对采购的材料应全面检查其外观质量，并核对规格、型号、检验单、试验单、合格证和有关证明物资质量的文件是否齐全，主要材料要按工程师要求进行复检和再试验，所有进场材料必须填写《进场材料检验单》，且必须经过监理工程师审核签字。直接进入现场的材料均按规定要求进行送样检验和试验，并做好记录，不同材料可有不同检验方式。保证材料在未经检验和试验符合要求前不投入使用。

2.4 建立健全的质量检查评定制度

任何一项工程完工后都进行质量检测，验收检测分两级进行。先由施工队进行全面检测，确认质量合格后由项目部进行复检或抽检，确认合格后报监理工程师复检或审批。工序衔接上严格自检、互检和监理工程师认可制度，上道工序未经检查和监理工程师签字认可，禁止下道工序开工。严肃处理对无视检查和监理认可制度的作业人员，造成质量问题的坚决返工。最后还应及时向业主、监理上报质量报表和报告质量保证体系运行状况。积极主动配合业主、监理的日常和专项检查，及时落实业主、监理对工程提出的整改方案和要求。重大方案必须向业主、监理单位上报审批后实施。