高速铁路减振无砟轨道施工技术探讨

姜杰 JIANG Jie

（中铁十二局集团第三工程有限公司，太原 030024）

0 引言

高速铁路建设己经成为城市发展的风向标，我国的铁路建设由普通铁路、快速铁路、城际铁路、动车、高铁一步步的在提升，速度由60km/小时提升到350km/小时，速度的提升对线下基础及道床的要求也在同步提升，为确保高速运行下的列车安全，轨道、道床施工精度及标准成为技术难点，随着我国高铁施工技术的不断提高，无砟轨道进入高铁领域，由最初的装配式转换成整体现浇施工，整体现浇施工采用自密实混凝土工艺可以消除路床、桥面、仰供等施工过程中的误差，最终提高道床、轨道精度确保高速行驶列车的安全，本文就新建安庆至九江铁路湖北段站前工程AJZQ-1标CRTSⅢ型板式无砟轨道施工方法、关键技术、监控量测等进行阐述。

1 工程概况

新建安庆至九江铁路湖北段站前工程AJZQ-1标起讫里程为DK265+288（皖鄂省界）～DK294+851.205，正线29.563km。其中正线路基5.547km，桥梁工程20.349km/11座（包括简支梁641孔，连续梁21联，其中16联双线道岔连续梁），隧道工程3.667km/4座，车站2座（黄梅南站、孔垄北站）。

2 主要施工方案综述

沉降变形观测预评估通过后，方可开展CPⅢ轨道控制网的数据采集和建网评估、开始无砟轨道底座施工；沉降变形观测期满足设计周期要求后，进行最终评估，终评估合格后且线外工艺性试验验收合格后才能进行轨道板铺设及自密实混凝土施工。

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构：钢轨→钢轨扣件→轨道板→自密实砼→隔离层→钢筋砼底座板。

当一个方向箱梁架设完成，并经线下工程沉降变形预评估合格后，满足底座板施工条件时，及时组织展开施工。每个评估区段根据需要划分多个作业面同时平行施工，作业面内分工序流水作业。按先进行梁面验收，施工底座板、安装嵌缝板及嵌缝胶；再铺设中间隔离层土工布，安装凹槽弹性垫板；粗铺轨道板；然后精调轨道板，压紧轨道板；最后灌注自密实混凝土以及进行嵌缝施工。无砟轨道施工工艺流程见图1。

图1 无砟轨道施工工艺流程图

3 施工工艺及质量验收标准

3.1 技术准备

施工测量：CPⅢ控制点成对设置，距离按60m左右设置，且不大于80m，控制点应进行标记且做好标识及编号，高度为设计轨面标高+30cm。桥梁控制点设置在固定端支座上方防护墙上（因防护墙高度不满足高度要求，需要在防护墙上设置辅助立柱），在各作业面通过沉降预评估以后，可依据复测后的精测网测设CPⅢ网平面位置，CPⅢ高程网在架桥机退出后及时跟进测设。其测设方法、测量精度满足《高速铁路工程测量》3.5节的要求。

试验准备：主要包括原材料料源考察与检验、底座板混凝土配合比设计、自密实混凝土配合比的试配与选定、自密实混凝土配合比型式检验、自密实混凝土工艺性试验、新材料新工艺现场试验检验方法等工作。

施工前验收：无砟轨道施工前，必须提前进行接触面的验收交接，交接工作由我分部组织进行。桥梁、隧道主控项目为砼底座区域平整度、高程、拉毛质量以及预埋套筒位置及质量；验收过程应详细记录，并办理交接手续。砼表面平整度不符合要求的需进行打磨，不进行找平层处理。路基主控项目砼底座区域平整度、高程以及填料压实度；验收过程应详细记录，并办理交接手续。

沉降变形监控量测：无砟轨道铺设前按监控量测方案进行沉降观测，对预制梁及连续梁进行徐变观测，及时向评估单位提供详尽的观测数据资料，由业主组织有资质的单位进行评估工作，符合相关设计及规范要求后，确定无砟轨道的铺设时间。

3.2 现场准备

施工便道：在线下工程施工时，结合施工现场实际情况规划施工便道，便道宽度7m。施工前要根据便道宽度、横向便道的位置，将各道作业工序进行分解，将作业时间错开，避免工序交叉造成施工便道堵塞，影响施工进度。施工期间加强施工便道的维修、保养工作，确保施工便道畅通无阻。

3.3 底座板施工

清理线下基础面，对照设计图纸核查预埋件设置情况及拉毛质量，复核中线、标高、平整度，确认其符合相关标准规定后，方可进行底座施工；梁面未拉毛或拉毛不符合要求的，应按设计要求进行现场凿毛处理。基面应平整、无积水底，结构设计如图2。

图2 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计图

CRTSⅢ型板式无砟轨道施工前，必须提前进行基面底座范围内的平整度、高程、拉毛质量以及预埋套筒位置及质量的验收交接。整改后报监理单位最终验收。拉毛应为横向均匀设置，深度为1～2mm；预埋套筒的位置准确无误，套筒顶面无杂物。

在套筒失效情况下需在对应位置进行植筋处理。

安装梁面预埋钢筋，规格型号为HRB400¢16mm的钢筋，套筒长度42mm，钢筋接头的拧紧力矩、连接套筒及钢筋螺纹应符合相关规范规定。

同一底座单元混凝土必须不得中断连续灌筑成型，按混凝土浇注前根据标高、横坡放样的控制点进行混凝土施工，达到控制点位振捣完成后及时进行抹面并严格控制平整度。混凝土达到初凝后对抹面区域进行光面，光面必须在混凝土终凝前完成。随后进行混凝土养护工作，可采用洒水或覆盖土工布洒水进行。拆模按照先拆除凹槽模板，后拆除侧模，最后拆除伸缩缝模板的顺序进行，同时限位凹槽外形尺寸必须符合规范要求详见表1。

表1 限位凹槽外形尺寸允许偏差

3.4 嵌缝施工

在安装完嵌缝聚乙烯泡沫塑料板后，在伸缩缝顶面和两侧采用聚氨酯嵌缝材料进行封闭。其中伸缩缝嵌缝材料采用聚乙烯泡沫塑料板，雨雪天气不得进行嵌缝施工。嵌缝具体施工步骤如下：

基础清理：清除接缝内的尘土、碎石等杂物，并采取必要的措施（吹风机等）确保接缝的清洁干燥（缝内有水或杂物将导致嵌缝材料与混凝土不密贴）。

界面处理：用抹刀或砂轮对接缝内混凝土粘结面进行打磨，除去混凝土表层浮浆、泡沫塑料等，清理干净后安装嵌缝板（聚乙烯泡沫塑料板）。

安装嵌缝板：采用泡沫塑料板（聚乙烯）进行嵌缝，安装时将预先加工好的聚乙烯泡沫塑料板填充至底座板间伸缩缝内，填充过程中注意塑料板居中（两端距底座板两侧距离相等），以保证两侧嵌缝材料的厚度，然后涂刷界面剂。

界面剂涂刷：为防止界面剂施工中污染接缝两侧混凝土表面，使用双面胶粘贴在混凝土表面进行保护；在伸缩缝两侧混凝土上涂刷界面剂，以利于嵌缝材料与混凝土间密封。侧面封闭：使用木板、胶带等将接缝的两侧封闭，确保不出现漏料情况。灌注嵌缝材料：待界面剂表干后，使用嵌缝材料配套工具将其缓慢连续注入嵌缝内且要保证饱满，不得出现空洞现象。嵌缝面修饰：使用刮刀均匀用力刮平嵌缝面，确保表面平滑，无气眼和缺陷。

3.5 隔离层及减振垫层

3.5.1 底座板准备

隔离层施工前需进行底座板准备工作，先采用刮刀或手锤清理板面粘结物及凸出物，清理完成后用高压水进行清洗确保表面干净，限位槽内若有积水采用高压风将其吹干。

3.5.2 隔离层施工

隔离层按设计要求使用土工布（厚度为4mm），宽度为2600mm。隔离层施工前需通过回弹或进行混凝土试块试压确定底座板强度，待强度大于等于设计强度的75%后开始施工，铺设后采用厚塑布覆盖，避免日晒、雨淋，隔离层施工完成后须及时进行自密实混凝土灌注，间隔时间小于15d。

3.5.3 弹性垫层施工

弹性垫层设置在限位凹槽四周，铺设弹性垫层应在底座混凝土施工完成2天后进行。弹性垫层材质为“三元乙丙橡胶”，设计采用8mm厚。施工前首先进行弹性垫层准备工作，采用宽双面胶按设计图纸把弹性垫板固定在泡沫板上，其次要在限位凹槽内放样粘贴线，准备工作完成后涂刷粘接材料进行安装。安装过程中必须保证自身的平整度及与结构物边线棱角的平齐，相邻两块垫层接缝用双面胶进行封闭。

3.5.4 减振垫采用面铺方式进行，设置在底座板下，自密实混凝土上。

3.6 自密实混凝土钢筋安装

网片定位完成后，对称设置上层支承垫块，支承垫块用C40混凝土制成，上下均放置保护层垫块，每平米不少于4个，保证钢筋保护层的厚度及网片居中。

3.7 轨道板吊装

使用专用吊具进行轨道板吊装施工，起吊装备、专用吊具、钢丝绳及相关配套工具必须按规定进行定期检验检查确保安全。吊耳与轨道板接触面之间必须进行防护，根据起吊重量设置能确保轨道板不被损环足够厚的橡胶垫，设置完成后拧紧起吊螺栓准备吊装作业。轨道板起吊必须水平缓慢进行，同时设置缆风绳进行方向调整及对位，防止晃动、碰撞等不安全因素发生。

3.8 轨道板粗铺

每块板粗放支点应为4个，支点材料为150mm×90mm×90mm厚硬杂木，硬杂木应紧靠精调爪铺放。

粗铺前要确认接地端子应靠近防护墙一侧，现场技术人员按施工前放样好的点位对位下落轨道板，特别是缓和曲线处轨道板，必须根据出厂编号逐一对应进行安装作业。圆曲线处轨道板必须按对应的偏转角进行安装。粗铺时的平面定位精度为纵向偏差≦10mm，横向偏差小于等于精调装置横向调程的一半。轨道板粗铺时为确保安全，起吊设备必须由1人统一指挥，安装工作辅助配合对位下落，为确保轨道板粗铺质量，粗铺作业禁止雨天进行。

3.9 精调轨道板

安装精调爪，每个板安装4个精调爪，精调爪在安装前应进行横向轴杆调整使其左右调整量相同，防止偏左或偏右造成的调整量不足影响精调质量及进度，准备工作完成后开始精调作业。调高精调爪抽出粗调支点处硬杂木。

标架检校，精调装置及其配套装置首次进场上线时必须进行标架检校，进场后每日作业前也必须再次进行检校。单次作业未完成前或正在进行作业时，如发现数据异常或出现较大偏差应立即停止作业再次进行检校，确保合格后方可继续作业。

CRTSⅢ型板精调系统在六个标架的相互配合下进行精调作业，其位置分别设置在正在精调轨道板的正二负二排承轨台上。搭接进行时需设置搭接标架，标架设置于搭接板临近正在精调轨道板的第二排承轨台上。

定向准备结束后开始精调作业，首先对轨道板上4个棱镜进测量读取数据，利用计算机软件输入正在精调轨道板设计参数和实测读取数据，计算所得对应棱镜所示标架的调整值，依据每个标架调整值安排工人同时同向使用精调扳手对4个精调爪进行调整。直止符合设计及规范要求后，再次测量确认无误后保存测量进入下一块轨道板精调，依次进行。使用压紧梁和可调螺杆等组成的门式架压紧装置进行轨道板压紧，螺栓拧紧力矩由揭板试验结果进行控制。每块轨道板上设置5道压紧装置。压紧装置以[14a槽钢加焊5mm厚加劲板制作，压紧装置两端焊接5cm槽钢作为封边模板固定装置。门式架压紧装置利用预留孔插入钢筋锚固于底座，插入钢筋外露长度控制在5-10cm左右。精调完成后，将压紧装置放到对应位置用可调螺栓和底座侧面打入的钢筋将轨道板压紧。

3.10 自密实砼施工

混凝土施工前60分钟对板腔内进行喷水湿润，量测板腔湿度介于85－95%之间时进行灌注。板腔内喷水湿润可采用喷壶利用排浆孔实施，其余部位可洒水进行，当土工布和凹槽中存在积水时应及时清理达到湿度要求后方可进行自密实混凝土浇注，雨天不应露天进行自密实混凝土浇注施工。整块轨道板必须不间断一次完成浇注作业，防止出现灌注不饱满现象，当三个排浆孔出浆自流方向与自密实混凝土自身流动方可向一致时方可停止浇注。灌注应采取“慢-快-慢”的方式进行，直线地段轨道板灌注时间控制在8-10min之间，曲线地段轨道板灌注时间控制在10-12min之间。在灌注孔和观察孔处应设置防止自密实混凝土溢出的硬质防溢保压管。直线段设置30cm高的三通PVC管，曲线地段防溢管不宜低于超高侧轨道板表面最高处。横向接头处设置集料盆，多余混凝土通过三通管流出。防溢保压管拆除时间应控制在浇筑完成3h左右，过早将导致自密实混凝土不密实，后期易产生离缝。

在自密实混凝土轻度凝固时，在灌注孔、观察孔内插入封堵混凝土连接S形钢筋，抹面收平混凝土表面。

灌注时上浮力达到127kN，以碟簧压缩量（约4.5mm）及压紧力矩双控的方式进行压紧，确保压紧力的准确性，以使轨道板的上浮量控制在允许范围内。

3.11 拆模及养护

为保证施工质量及棱角完整性，混凝土采取带模养护且≧3d，通过模板布渗水养护，当强度达到10.0MPa以上，且模板拆除不会造成混凝土表面及棱角损坏，方可进行模板拆除。经检测混凝土达到终凝（膨胀已经完成后）即可实施轨道板压紧装置和防侧移固定装置拆除工作。

模板及压紧装置拆除完成后，需切除自密实混凝土侧面隔离层土工布，确保平齐及底座混凝土表面完整。

4 结束语

减振无砟轨道在新建安庆至九江铁路湖北段站前工程AJZQ-1标的实际施工过程中，从技术准备、现场准备开始，按结构设计要求顺序完成底座板施工、嵌缝施工、隔离层及减震垫层施工、自密实混凝土施工，通过粗铺、精调等一系列严格控制，确保各个工序施工精度实现了高标准、高精度的轨道成型。施工过程中采用的相关技术及控制措施为同类施工条件下高速铁路减振无砟轨道施工积累了丰富的施工经验。