地铁板式道岔铺设技术研究及应用

李育朝

【摘 要】 随着国内高速铁路板式轨道的快速发展和先进的测量控制技术手段的使用，为地铁轨道工程的施工和发展提供了一个全新的思路和模式。但是地铁轨道不同于高速铁路，在设计技术标准、工况边界条件、环境减振降噪需求等方面存在着差异。为此，借鉴高速铁路无砟轨道技术，上海地铁尝试在12号线设计了1组9号单开预制板道岔，论文以该工程实践为背景，提出了地铁道岔预制板合理的设计尺寸，开发了地铁板式道岔数字化精调和自密实混凝土配合比设计、配置及灌注、板式道岔铺设成套技术，可为地铁板式道岔设计及施工提供借鉴。

【关键词】地铁板式道岔；自密实混凝土灌注；板式道岔精调

【中图分类号】U213.2

【文献标识码】A·B

Research and Application of Subway Slab Turnout Technology Track

Li Yu-zhao

（China Railway First Group New Railway Laying Corporation Xianyang Shaanxi 712000）

【Abstract】With the rapid development of domestic high-speed railway slab track and the use of advanced measurement and control technology， it provides a new idea and mode for the construction and development of subway track project. However， the subway track is different from the high-speed railway， there are differences in the design of technical standards， working conditions boundary conditions， environmental noise reduction requirements. To this end， drawing on the high-speed railway ballastless track technology， the Shanghai subway to try in the 12 line design of a group of 9 single open prefabricated slab turnout， the paper to the engineering practice as the background， put forward the subway switch prefabricated slab reasonable design size， The design and configuration of the subway slab turnout digital fine adjustment and self-compacting concrete mix design， configuration and perfusion， slab turnout laying complete sets of technology， for the subway plate turnout design and construction to provide reference.

【Key words】Subway slab turnout；Self - compacting concrete；Slab turnout fine tuning

1. 概述

京津、京滬高速铁路从德国引入18号、42号大号码板式无砟道岔，道岔板在工厂内分段预制，现场机械化铺设，精调到位后，灌注自密实混凝土，然后在其上铺设道岔钢轨件。经过工程实践，先后在沪杭、郑徐等高速铁路项目得到推广应用。地铁道岔区整体道床浇筑混凝土方量较大，要求一组单开道岔一次浇筑成形，工人劳动强度大，混凝土浇筑过程中对已精调到位的道岔轨排会产生扰动，影响道岔几何形位。考虑将高速铁路板式道岔的理念引入地铁，需要结合地铁特殊的工况条件进行板长、板宽的设计，并开发配套的道岔板运输、铺设、精调工艺和配套的工装。上海地铁12号线尝试设计了一组9号单开板式道岔，并在虹梅路站进行了试铺，取得了良好效果。

图1 地铁预制道岔板轨道分块示意

图2 地铁板式道岔道床结构断面

2. 预制9号单开道岔板轨道结构设计

地铁板式道岔根据地铁使用道岔的特点和型号进行设计，板式道岔道床结构主要由道岔板、自密实混凝土层、隔离膜和底座组成。

（1）地铁地下线整体道床道岔主要以9号道岔为主，根据9号单开道岔结构，同时考虑模板制作以及道岔板的生产、存放、吊装、运输，满足轨排孔下料尺寸（27 m×3 m）要求。宽度或长度不大于3 m，60～9号单开道岔共分为9块板，单块板最大重量约6 t，板缝设计为100 mm，转辙机安装沟槽处采用420 mm，并预留凹槽（适用于轨枕式转辙机）。道岔板岔前转辙器部分为矩形，导曲线部分为梯形，岔后为梯形和不规则四边形。

（2）经力学分析以及结构配筋设计，道岔板厚度确定为200 mm，并设置20 mm高的承轨台，承轨台宽度260 mm。

（3）承轨台内预埋扣件套管，每个承轨台内预埋的套管数量从4个到8个不等。

（4）每块板上设置两个自密实混凝土灌注孔，上口直径为160 mm，下口直径为140 mm，根据灌注要求，两个孔距离为2.4 m。endprint

（5）考虑道岔板制造时脱模方便及施工时起吊使用，在每块道岔板上布置了4组起吊套管，起吊套管统一布置在板的纵向。

（6）地铁9号道岔板纵横向限位采用凹槽方式。道岔板厚220 mm（包括20 mm承轨台），自密实混凝土层厚102 mm（含4 mm的土工布隔离层），底座厚度180 mm，限位凹槽深80 mm。

（7）地铁板式道岔道床平、断面图分别如图1、图2。

3. 预制9号单开道岔板轨道铺设总体方案

道岔板为专项设计的标准定型产品，采用工厂化进行道岔板预制生产，加工成型的道岔板通过汽车运输至铺岔车站，通过地铁预留的吊装孔吊入需铺岔的地下车站，采用吊装运输设备，运输、吊装至铺岔位置，采用轨道基础控制网及配套测量系统及工装设备进行道岔板几何位置调整，调整完毕后进行自密实混凝土层的灌注施工，最后道岔钢轨及配件组装及精调。道岔板基底台座混凝土施工提前于道岔板铺设前完成。

地铁板式道岔施工基本工艺流程如图3。

4. 预制9号单开道岔板轨道铺设工艺及技术要求

4.1 道岔板组合拼装试验。

因道岔板预制和道岔钢轨件、扣件生产不是同一个厂家，其制造均存在偏差，首次实施的预制板道岔，需要在铺轨基地或厂家进行道岔板铺设及道岔组装试验，各项指标满足要求后，再运往现场进行铺设。重点检查道岔垫板位置安装高度、铁垫板的厚度、预埋尼龙套管孔位等是否满足限差要求。同时注意拼装板式道岔严禁多次重复在尼龙套管拧入扣件螺栓，尼龙套管拧入扣件螺栓时按要求涂油脂。

4.2 预制道岔板混凝土底座施工。

（1）根据调线调坡后的线路，测设道岔线路中心线、板缝位置线、道岔底座边线、高程控制桩，作为基底钢筋网绑扎、结构缝设置里程、限位凹槽设置位置、基底混凝土高程控制的基准。

（2）混凝土底座钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等与普通预制板道床混凝土底座施工类似，这里需要注意的是凹槽模板安装定位及控制，其纵、横向位置允许偏差控制在2 mm以内，否则将会与道岔板下门形钢筋发生冲突，影响道岔板铺设。

4.3 预制道岔板铺设边线测设。

混凝土底座施工完成后，在其上测设道岔板铺板边线，给道岔板初步就位、铺设土工布、自密实混凝土层钢筋网片绑扎提供基准位置。

4.4 隔离层及弹性垫层铺设。

在混凝土底座上按设计尺寸铺设隔离层及凹槽周围弹性垫层，隔离层铺设前应将底座表面和限位凹槽清理干净，铺贴平整。

4.5 自密实混凝土钢筋网片安装。

铺设钢筋网片根据道岔板的分块情况，以测量的边线和板缝线为基准，进行钢筋网片的布设。部分钢筋在门形筋位置穿钢筋，按设计要求设置。

4.6 道岔板运输及铺设。

4.6.1 道岔板的运输。

道岔板由有岔车站上部预留的孔洞（一般为盾构端头井）吊入地下车站，采用运输及吊装设备进行道岔板的铺设。在吊装运输过程中，注意对道岔板的边角的保护，道岔板长时间临时存储时，需采取措施防止道岔板的翘曲变形。

4.6.2 道岔板的铺设及初步就位。

（1）道岔板铺设前，应确认铺设的土工布隔离层表面不得残留杂物，绑扎的钢筋网片位置正确。

（2）按照设计不同道岔板的先后布置顺序，进行道岔板铺设。道岔板铺设前，应预先在基底表面放置支撑垫木，垫木位置应放在道岔板板端位置，放置四块垫木做临时支撑（垫木放置位置宜临边，在调节器起板后方便取出）。垫木高度按90 mm厚度加工（小于自密实混凝土层厚度，道床板自密实混凝土厚度102 mm）。

（3）作业面起吊设备配合进行道岔板的铺设，以放样的边线和板缝线为基准进行落板并初步就位，轨道粗铺精度控制：前后允许偏差10 mm，左右允许偏差10 mm（满足调节器的调节范围）。

4.7 道岔板精调及固定。

道岔板精调从岔后往岔前依次进行。道岔板精调依据轨道基础控制网，采用全站仪和配套的道岔调板软件进行测量和精调。道岔板上利用扣件尼龙套管作为棱镜定位孔，全站仪实时测量同棱镜交换数据，指挥人工利用三向调节器进行道岔板的精调。道岔板精调注意搭接测量，避免产生累积偏差。严格控制道岔板的前后位置（沿线路方向），尤其转辙机安装位置的道岔板。具体精调允许误差如表1。道岔板精调完毕后，应检查四角位置的调节器是否均处于受力状态，可能存在精调器三点受力状态，造成道岔板固定不牢固。道岔板精调到位后，进行压板装置和自密实混凝土封边模板的安装。

4.8 板下自密实混凝土灌注。

预制道岔板下自密实混凝土灌注揭板试验采用普通预制板进行。揭板试验合格后，按确定的施工配合比进行自密实混凝土的配置及灌注，灌注时，宜采用“慢——快——慢”方式，连续一次性完成单块板的灌注。防溢管在自密实混凝土混凝土浇筑完成后3h后拔除，并在板面预留孔位置插入“S”型钩筋，进行灌注口（或防溢孔）的混凝土收面。调节器及压板支架应在自密实混凝土终凝后拆除。

4.9 道岔钢轨件安装及精调。

严格按照道岔铺设图进行道岔组装，组装道岔时严格控制道岔钢轨与已成型道岔板的相对位置。道岔组装完毕后，对道岔的轨道几何尺寸进行检查。对局部超标的地方，采用道岔钢轨扣件进行调整。

5. 解决的关键技术及应用情况分析

上海轨道交通12号线虹梅路车站国内外首次在地铁有岔站采用板式轨道结构，解决的关键技术如下：

（1）传统的道岔整体道床采用轨排法现浇模式，道岔轨排依据道岔控制基标和加密基标人工通过L尺、弦线、轨距尺调整，现场一次浇筑混凝土工作量大，施工质量难以控制。新的方案采用预制板道岔，道岔板精调依据轨道基础控制网通过调板软件实现数字化精调，可大幅度提高道床的质量和后期道岔钢轨件安装精度。

（2）结合地铁限界和现有铺轨工装配置能力，提出了合理的道岔板分段长度，总结了地铁道岔预制板吊装、运输、铺设、精调及自密实混凝土灌注成套施工技术。

（3）开发了适用于道岔区段的轨道板精调配套软件和道岔板三向调整器，实现了道岔板数字化精调。

（4）道岔作为地铁运用中的关键设备及容易出现故障的部件，板式道岔提高了道岔的整体框架性和道岔铺设的精度，从建设全寿命周期考虑，减少后期运营维修工作量和事故出现的概率，有效地降低后期运营维护成本。

上海地铁12号线于2015年12月19日运营通车，列车经过板式道岔区运行平稳安全，继上海地铁12号线后，上海轨道17号线公司标段应用了19组板式道岔。该技术将为地铁板式道岔设计及铺设提供很好的借鉴。

参考文献

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