高速铁路CRTSⅠ型轨道板换板施工技术

王有能 上海铁路局上海高铁维修段

高速铁路CRTSⅠ型轨道板换板施工技术

王有能 上海铁路局上海高铁维修段

结合某城际铁路3块CRTS-Ⅰ型无砟轨道板换板施工作业实践，提炼和总结出利用夜间天窗时间对运营条件下更换轨道板的施工技术。通过对锯轨和不锯轨两种方案的施工工艺流程及方法进行阐述，提出在有条件的情况下尽可能采用不锯轨方案进行换板施工。可为高速铁路同类无砟轨道养护维修提供参考。

高速铁路；CRTSⅠ型板式无砟轨道；轨道板；换板；施工技术

1 引言

高速铁路CRTS-Ⅰ型板式无砟轨道主要由钢轨、扣件、预制混凝土轨道板、凸形挡台及周围填充树脂、CA砂浆及钢筋混土底座等部件构成[1-2]。在高速铁路运营养护维修中，发现个别轨道板出现裂纹、起鼓、掉块、地图状裂损等伤损现象，呈现裂纹贯通成片及剥落掉块趋势，如图1所示。经现场检查确认，目前这些病害尚未影响轨道几何不平顺，但如果不及时处理可能会影响轨道板结构承载能力及其几何状态控制，存在巨大安全风险。因此，为了确保行车安全，必须对存在病害的轨道板进行更换。本文对某城际铁路3块CRTSⅠ型无砟轨道板换板施工作业进行提炼和总结，提出利用夜间天窗时间对运营条件下更换轨道板的施工技术，可为高速铁路同类无砟轨道养护维修提供参考。

图1 轨道板严重裂纹病害

2 换板施工原则及技术特点

2.1 施工原则

根据CRTSⅠ无砟轨道结构特点以及高速铁路运营的要求，换板施工主要应坚持以下几点原则：

（1）应以不锯轨或少锯轨为前提，以高效、安全、精确为原则进行施工方案的设计，尽量较少对无缝线路的影响；

（2）根据施工需要凿除凸形挡台周围填充树脂，不破坏凸台以及相邻轨道结构，且应尽量减少对无砟轨道结构的影响；

（3）必须制定周密的施工计划以及与之相匹配的白天行车限速要求，以保障高速铁路正常运营及安全；

（4）必须制定完善的施工安全控制措施和应急预案。

2.2 技术特点

2.2.1 施工难度大

CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路换板施工技术迄今为止暂无很成熟的技术可沿用，必须自行对整个施工过程进行开发研究，邀请专家进行技术方案论证和相关检算；施工场地狭窄，大型机械设备进场困难，桥面可操作空间相当有限。

2.2.2 精度要求高

高铁施工测量采用CPⅢ基准网，基准精度为1/100 000精度。两相邻基准点间相对精度为：平面位置±1.0 mm，高程± 0.5 mm，轨道板加密基标点 GRP的相邻平面位置±0.2 mm，高程±0.1 mm。轨道板精调主要指标为：相邻轨道板接缝处承轨台相对高差±0.3 mm，平面位置±0.3 mm，轨道板中线偏差0.5 mm，轨道板顶面高程±0.5 mm。水泥乳化沥青砂浆填充层灌筑厚度直线段为30 mm，误差±10 mm[3-5]。

2.2.3 工期紧

所有施工作业均需按照运营线施工要求，进行要点封锁施工。封锁要点时间内必须完成轨道起道、轨道板分离、轨道板外移、CA砂浆层清理、轨道板复位、轨道板精测、CA砂浆重新灌筑、轨道精调等工作，工期非常紧张。

3 施工方案设计与安排

3.1 施工方案拟定

根据施工现场地形条件限制，施工难易程度、施工风险等，拟定方案一（锯轨换板方案，简称锯轨方案）、方案二（不

锯轨换板方案，简称不锯轨方案），两种方案各有优势，可适用于不同条件，通过技术、工机具设备及优缺点综合分析，建议曲线超高大于50 mm地段采用锯轨方案，直线或曲线地段超高小于50 mm地段采取不锯轨方案。详见表1所示。

表1 换板方案

3.2 施工计划安排及行车限速要求

3.2.1 施工计划

本项目施工期间，利用3个施工天窗、2个维修天窗，其中前3个施工天窗分别为钢轨切割（1天）、更换轨道板（1天），1个天窗钢轨焊接；2个维修天窗，其中1个线路测量，1个线路精调。每个天窗点施工时间为300 min，施工路用列车跨站界施工，按照《技规》(第333条）规定办理。

3.2.2 行车限速要求

换板施工后限速60 km/h（首列限速45 km/h）至焊接施工时止；焊接施工后限速120 km/h（首列限速80 km/h）至精调结束时止；线路精调结束后限速160 km/h、200 km/h、250 km/h各24 h，供电配合施工。

4 换板施工工艺技术流程与方法

换板施工主要包括施工前准备、换板施工及后续焊接、精调三个阶段。本节首先对上述两种方案共同点进行介绍，然后单独对不锯轨方案的特殊作业进行简要说明。

4.1 施工前准备阶段

施工前准备阶段主要包括轨道板试吊、定位线标注、零配件紧固及编号以及钢轨切割等工序，具体如下：

（1）轨道板试吊。全面检查重型轨道车性能，在存板基地模拟线上接触网导高、线间距、曲线超高等条件进行试吊工作。

（2）定位线标注。采用弹墨线、靠尺、钢尺、弦线等对原轨道板的平面及高程位置进行测量和标识，并做好数据记录，主要包括原轨道板和邻近轨道板之间的相对水平位置、板间距离、板间高差、凸台间隙等具有定位轨道板状态的参数，具体参照图2所示。

图2 定位线标注示意图

备注：①纵向：用钢尺量出换板前图中相应位置d1、d2、d3、d1'、d2'、d3'距离，换板后按原距离进行控制，精度控制在±1 mm内；

②横向：以轨道板中心线为粗调控制线，两铁垫板边线作为精调控制线，并用换板前后a1、a2、a1'、a2'四个横向距离作为校核，精度控制在± 0.5 mm内；

③高程：用电子水准仪精确测量出换板前后图中相应位置A、B、C、A'、B'、C'高程，换板后按原高程±2 mm进行控制，精度控制在±0.2 mm内。

（3）零配件紧固及编号。对作业点前后各100 m范围内的T型螺栓进行紧固，防止无缝线路爬行。同时对零配件按照左右股、内外侧进行编号，确保恢复线路时原位安装。

（4）钢轨切割。提前进行钢轨切割。切割点的选择须满足插入短轨长度不小于20 m及“两轨三缝”要求，并结合现场既有焊缝，尽量减少焊缝数量。切割完毕后，用无损夹具进行联接，电务采取临时跳线导接，限速60 km/h开通线路。

4.2 换板施工阶段

换板施工阶段的工艺流程和方法主要包括接触网停电、零配件拆除、凸台树脂凿除、钢轨移位、旧板吊装、CA砂浆表面清理、密封条粘贴、新板吊装、轨道板精调、凸台树脂浇筑、钢轨恢复、板底注胶、回检清场共13个步骤。具体如下：

（1）接触网停电。按照电调命令，进行接触网停电、验电、挂地线，并做好相关防护措施。

（2）零配件拆除。拆除需更换轨道板上所有零配件，拆除需移动钢轨范围内的T型螺栓及轨距块，接头夹板、联接导线等，拆下的配件规范摆放。拆除钢棒防护槽钢、静电连接线。

（3）凸台树脂凿除。利用钢钎等工具凿除既有凸台树脂，并清理干净。

（4）钢轨移位。安装辊轮，沿线路方向移动钢轨，留出作业空间。负责人统一指挥移除钢轨，指定每个撬棍、夹钳等工具的使用人，并确定作业位置。

（5）旧板吊装。安装四个精调爪，同步均匀顶升轨道板，在轨道板与CA砂浆层脱离后拆除精调爪。安装起吊螺栓，经吊装负责人对吊点和螺栓松紧度核查后，统一指挥将旧板吊到轨道车平板上。重型轨道车停于邻线对应位置，在起吊作业前必须用垫木垫实，确保液压支腿稳固。起吊过程中作业人员撤离吊装区域，严禁任何人站在吊臂和轨道板下方。施工过程中要严密注意控制吊臂高度，不得触碰破坏供电接触网。

（6）CA砂浆表面清理。对更换的轨道板处CA砂浆表面进行检查，用鼓风机、磨光机、扫把等，对残留浮渣进行打磨平整、清理干净，同时对凸台再次清理。清理完毕后，严禁站人。

（7）密封条粘贴。在距CA砂浆边缘（2～3）cm处，黏贴（2～3）mm厚密封条，确保砂浆周边全部密封，并留出注胶孔和排气孔。

（8）新板吊装。将新板吊至安装位置，落板时每端利用三个预制木条对新轨道板横向、纵向位置进行限位。落板后，利用弦线对轨道板平面位置进行复核，利用钢直尺等对高程进行复核。利用精测小车对作业区段及前后各100 m进行测量，对线型进行分析，并制定精调方案。

（9）轨道板精调。安装精调爪，将轨道板精调到位，精度控制在2 mm内。按照精调方案对线路进行调整，作业时严格执行技术标准和作业要求，严肃作业回检制度。

（10）凸台树脂浇筑。粘结凸台灌注袋，均匀搅拌树脂料，立即进行浇筑。

（11）钢轨恢复。将钢轨移回原位，安装扣件、接头夹板及联接导线。在施工时应准备足够的WJ-7型扣件配件用于更换和调整轨道线型。对更换区段内的钢轨切割匀缝，原位焊接、精细打磨、焊缝探伤。

（12）板底注胶。采用与原CA砂浆性能相似的砂浆树脂进行压浆填充，压力控制在0.1 MPa，确保板下空隙填充密实。

（13）回检清场。供电拆除地线。对轨道结构、几何尺寸进行全面检查。清理现场，将工具、垃圾全部撤出线路。负责人确认并申请销记。限速60 km/h开通线路（其中首列限速45 km/h）。

4.3 后续阶段

该阶段包括钢轨焊接、线路测量、轨道精调等工作。

（1）钢轨焊接。对更换区段内的钢轨切割匀缝，原位焊接、精细打磨、焊缝探伤。

（2）线路测量。利用精测小车对作业区段及前后各100 m进行测量，对线型进行分析，并制定精调方案。

（3）轨道精调。按照精调方案对线路进行调整，作业时严格执行技术标准和作业要求，严肃作业回检制度。

4.4 不锯轨方案特殊作业说明

上一小节中介绍了两种方案共同的工艺流程和方法，本节对不锯轨方案的一些特殊作业即旧板移出和新板移入两方面进行简要说明。

（1）旧轨道板移出。松开换板地段两端各100 m线路扣件，利用起道机把钢轨顶升50 cm，垫好枕木，防止钢轨落下；同时利用轨道板精调爪安装孔做为支点，用起道机顶升轨道板，旧轨道板底部抬升至既有轨道板面高10 cm，将自制起滑移装置安装其中（如图3所示），经技术人员对滑移装置支点、滑块位置和螺栓松紧度核查无误后，由现场负责人下令由旧轨道板缓慢降落到滑移装置上，滑移装置的两个轨道要平行，置于轨道板正中间不得偏位且垂直于待换裂损轨道板（该装置可以采用测量方法在裂损板上做标记将其居中）。随后将旧轨道板通过滑移装置使其滑移至两线之间，利用邻线相对应位置轨道车进行吊装，放入到轨道平板车上。

（2）新轨道板移入。用轨道吊把新板吊至两线间横移装置上，利用移出旧板的起滑横移装置，把新板移入所需移入位置，横向到位后拆除横移装置，缓慢松开起道机，4台起道机同步操作，把新板进行落位，利用精调爪进行粗调。

图3 滑移装置安装示意图

5 材料设备及人员组织

进行 CRTSⅠ型板式轨道板换板时，需要的机具设备比较多，在施工前必须由专人负责机具设备的准备工作，确保施工顺利进行并且不超过审批封锁要点工期。轨道板换板作业，必须由具有 CRTSⅠ型板式轨道板施工经验的技术管理人员带班作业，配置相应的实验工程师、测量工程师、安全员及一定数量工人进行换板作业。

6 结束语

通过对高速铁路CRTSⅠ型轨道板换板施工技术现场实践经验总结，笔者建议尽量采取不锯轨施工方案，减少前期锯轨准备及后续焊接施工环节，减少现场焊接接头数量，减少焊接施工风险，同时应根据锁定轨温条件，选择合适封锁天窗；另外，应在现有换板机械设备的基础上，着手研究开发适应无砟轨道换板大修作业的机具，实现机械化施工，进一步实践高速铁路运输天窗条件下无砟轨道换板施工技术，为高铁铁路养修储备和积累更多经验。

[1]李培刚,刘学毅,黎国清.砂浆层脱空对桥上单元板式无砟轨道动力特性影响研究[J].中国铁道科学,2014(03).

[2]赵国堂.高速铁路无砟轨道结构［M］.北京:中国铁道出版社,2006．

[3]铁建设函［2009］674号高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南［S］

[4]TB 10754-2010高速铁路轨道工程施工质量验收标准［S］.

[5]熊云,刘学信,翟重珍.无砟轨道板安装精调控制施工技术.[J]．铁道建筑技术,2008(6).

责任编辑：王华 胡雄伟

来稿日期：2015-02-04