浅谈隧道弹性支承块式无砟轨道弹性支承块预制技术

唐成明

摘要：本文主要研究对象是阳安二线铁路隧道，深入地探讨了弹性支承块式整体道床弹性支承块预制的施工过程与工法，此外还详细阐述了支承块的预制、组装工艺，蒸汽养护方法，创新施工方法，提高施工质量等，为以后施工同类工程提供了借鉴指导意义。

关键词：无砟轨道弹性支承块预制技术;施工方法

1工程概况

阳安二线铁路阳平关至勉西段新建地段长度大于1公里的隧道共13座铺设弹性支承块式无砟轨道，里程DyK003+181.1～DyK069+351，铺设无砟轨道单线长度38.609公里，本工程为单线铁路，设计时速120km/h，采用钢轨为60kg/m新钢轨。作为关键部件的弹性支承块式无砟道床，道床上的弹性支承块具有0.6m的间距，此外，在每千米的长度上弹性支承块共计1667对，本段线路共有129800块弹性支承块，C50的混凝土强度等级。在不计垫板和套靴时，其单块的重量为95.6Kg，各块混凝土的用量均为0.035立方。其主要的组成部分包括橡胶套靴、弹性垫板、预埋铁座扣件以及C50钢筋混凝土等。基于该预制工作，概括了与之相关的施工方法及工艺流程，以提高预制质量，所得成果可以为其它工程提供一些必要的施工经验。

2弹性支承块技术标准

在该扣件中所用的是弹性整体轨道部件通用图，其图号：壹线（10）3025A，图中各轨道部件均为新型非标准件，部件质量必须符合（弹性整体道床暂行技术条件）（壹线J2004-）2010年修订版有关规定要求。C50支承块结构图如下图所示。

3场地规划

弹性支承块预制场地设在宁强县大安镇1号拌和站内。占地面积约8000m2，其中生产区设长100米、宽20米、高9米的封闭厂房，轨枕预制生产区分为七大区域：钢筋原材料堆放区，钢筋笼加工及绑扎区，混凝土灌注振捣区，蒸汽养护池，模具拆装区，缓存保湿养护区，支承块打磨和套靴组装区。成品码放区设在室外，混凝土由1号拌和站供应。蒸汽养护区建蒸汽养护池一个，为了使养护池密闭性更好，不漏气，温度损失降到最低，达到更节能环保目的，将蒸汽池设为地上0.6米，地下2.4米。蒸汽养护池尺寸为：长10米*宽6米*深3米，养护池内平均分成5个小养护池，中间隔墙用砌砖隔开。每个小蒸汽养护池尺寸为长2米*宽6米*深3米，每个

小蒸汽养护池内可放置支承块60块，分6层放置，每层10块。5个小蒸汽养护池一次可放置300块。

4主要施工机具设备

主要机具设备见下表1。

5支承块施工工艺

清理模具→喷涂脱模剂→安装预埋铁座→安装钢筋笼→合模→混凝土浇筑和振捣→底面摸平收面→蒸汽养护→模具翻转拆模→吊运至缓存区保湿养护3天→支承块底面打磨→安装橡胶套靴及块下垫板→透明胶带封口及打包绑扎带→运送到成品区自然养护等工序循环依次进行。施工工艺流程如下。

（1）钢筋笼制作。在绑扎钢筋骨架时，应当参考图纸的要求来展开。需要采用专用的模架来进行钢筋笼的绑扎，绑好的钢筋笼放入钢筋笼卡具中，再将钢筋笼卡具整体放入模具中，利用钢筋笼卡具控制保护层厚度，以获得所需的保护层厚度。详见下图：钢筋笼卡具和模具。（2）清理模具。在使用模具之前，应通过钢丝磨头来抛光其内表面，同时通过扁铲来去除边缘部分以及上口部位所存在的浮灰，再用空压机风枪将表面灰尘吹干净。之后，需要区别其表面区域保持干燥状态，再进行脱模剂的喷涂。将机油涂抹到上框内侧，将黄油涂抹到倒角部位，便于脱模。（3）安装预埋铁座。在安装预埋铁座之前，应当对其外观进行仔细检查。应当遵循《弹性整体轨道暂行技术条件》（其具体的编号壹线为J2004）来进行。在安装过程中，具体如下：首先应当在卡槽螺母之上固定配套螺栓;需要确保模具的底平面和预埋铁座之间保持良好的垂直度，两侧预埋铁座间距控制在187㎜，误差控制在+1mm或-0.5mm。当间距与垂直度两方面的指标均满足相关的要求之后，应当逐渐将螺栓上紧，之后再进行复测，复测合格后才能进行下道工序。（4）安装模板。预埋铁座安装完成并检查合格后，将模具上框下盖组装一起，用螺栓上紧。安装模板时要注意模板的下盖和上框按编号一一对应，不能随意调换顺序。（5）混凝土浇筑。混凝土由1号拌合站供应，混凝土出站前应检查混凝土的坍落度、和易性的质量指标，符合要求后方可出站。在进行混凝土的灌注操作之前，应当对模具进行仔细检查，以确保其已经清理过，同时需要确认钢筋笼已经通过专用卡具来完全放置好，并且具有良好的牢固性。当已将混凝土运至施工现场之后，需进行坍落度的检查，坍落度应控制在60mm-80mm，并做好试件留样，每个工作班留同条件养护试件3组。采用变频振捣器来浇筑混凝土，此时所用的是分层浇筑方法，在混凝土浇筑的过程中需要同时进行振捣，先低频后高频的方式进行，边振捣边加混凝土边初步抹平，混凝土应从模具中间加入，以避免钢筋笼发生移位现象。其振动的总用时应当在4分钟左右。在已经完成了混凝土振动操作之后，需要再次抽出钢筋笼卡具。若混凝土已经搅拌好的时间大于半小时，需弃用，以严格确保混凝土的质量。（6）底面摸平收面。混凝土灌注满模具上口后再用铁抹子抹平，混凝土面应压平收光，表面平整度小于或等于1㎜。禁止混凝土超過模具上口。（7）蒸汽养护。蒸汽养护采用全自动温控系统，热源采用蒸汽锅炉。锅炉用水为饮用自来水通过全自动软水器处理后的水，使用软化后的水防止锅炉结水垢。对于蒸汽养护的时间，其具体的制度为2-2-7-2，也就是：静停2小时，升温2小时，恒温7小时，降温2小时。在静停的过程中，需要确保环境温度应当大于或是等于5摄氏度，其时间应当从完成了最后一模灌注之后算起。之所以进行静停，其目的是使混凝土可在蒸汽养护前具有良好的水化程度，由此确保它具有良好的初始结构强度，并且避免其在温度升高之后结构发生不同程度的破坏，因此静停期非常重要。升温从静停结束即可开始，需要采取均匀升温的方式，升温速度不大于20℃/小时。如果过高升温的速率，那么对于混凝土结构所带来的破坏作用将会相应增加，因此限制合理的升温速度才能确保混凝土结构的质量。恒温温度控制为50℃-55℃，养护人员随时观察温度情况，温度不符合要求时要及时调整，恒温期为强度增长的重要时期，但是如果其长期处于高温条件中，同样会降低养护强度，因此要严格控制混凝土养护恒温期的最高温度。降温时必须保证降温均匀，降温速度小于20℃/小时，根据检测的温度，可开启轴流风机，实现抽风降温。如果采用偏高的降温速度，将导致外部温度和枕芯温度之差增大，形成了比较显著的应力，严重的会导致混凝土表面开裂，降温速度过小则会延长施工的时间，从而影响施工周期，因此必须在规范规定的合理降温速度范围内，才能确保混凝土结构质量。采用全自动温控系统，温度运行记录可随时打印查阅。养护结束后，支承块表面与养护池外温差不大于20℃。在已经完成了混凝土的浇筑施工之后，其强度需要达75%的设计强度，同时强度值应当超过38兆帕，由此才可脱模，否则，需要合理地增加养护时间。支承块蒸汽养护完成脱模后，支承块应在缓存区遮光保湿养护至少3天以上。（8）拆模。养护结束时取出一组试件送至试验室试压，根据规范要求可知应当在强度超过75%（38Mpa）之后才可脱模。在进行拆模的过程中，需要将用于预埋铁座固定的长螺栓首先卸下来，之后将槽口中小铁板取下来，接着将用来进行模型固定的所有螺栓均卸下。然后，需要使模型盖朝着上方，将它和框之间的缝隙撬开，以拆掉模具盖。在完成了拆模之后，应当马上检查支承块的外观情况，分析相关的尺寸指标，合理地划分废品与合格品，进行整齐的码放。检查合格的支承块运至保湿缓存区，应在缓存区遮光保湿养护至少3天以上，保湿养护非常重要，为支承块后期强度增长起到了重要作用。（9）支承块底面打磨、橡胶套靴和块下垫板粘结组装、透明胶带封口、打包带安装及成品堆放与运输。缓存区遮光保湿养护3天以上合格的支承块才能进行套靴组装。组装之前需要仔细检查其底面的平整度，若

发现它超过1毫米，那么就需要打磨底面，使其满足平面度的要求。在安装块下垫板和橡胶套靴之前，应当进行外观质量的仔细检查，如果其不合格，将不可进行安装操作。当通过了检验之后，则可以利用氯丁型万能胶来使之牢固地粘为一体。之后，将氯丁型万能胶液涂抹到支承块与橡胶套靴的底部区域，共计三道，此外，还将氯丁型万能胶液涂抹到套靴帽檐的内侧，共计1道，其印痕宽度在4厘米左右。采用橡胶套靴、橡胶垫板以及支承块来进行组装，需要确保所得到的弹性支承块具有良好的牢固度。在已经贴好了上述几个主要部件之后，在橡胶套靴与支承块帽檐交界处采用透明胶带封口，防止灰尘、雨水、进入套靴内，此外，还采用塑料打包带来进行承轨台两外侧的绑扎操作，共计2道，在此过程中应当保证有良好的牢固度，由此使在开展整体道床施工的过程中，上述部件间能够实现良好的无缝隙粘合效果。当已经完成了支承块组装工作之后，应当将它们码放成垛，以2根木条支垫放于支承块两侧，需要确保垫木的顶面超过预埋铁座共计15毫米，同时，上层和下层的垫木需要保持同位，垫木尺寸为60mm*60mm*1000mm，码垛层数不超过5层。其场地的基底需要有良好的平实度，并且设置了所需的排水设施，通过垫木来架空底层。应当避免支承块受到水的浸泡，在进行堆放或是运输的过程中，需要整齐地码放支承块，将木方铺垫在不同的层间。需要将必要的防晒及防水设施设置于在成品堆放區域中覆盖，不应有雨水、灰尘进入套靴内。进行运输的时候，需要尽可能地避免发生磕碰现象，在搬动的时候需要保证动作轻缓。（10）支承块成品尺寸应符合下表要求。

6结束语

弹性支承块式整体道床是一种新型的轨道基础结构，弹性支承块式无砟轨道相比于双块式无砟轨道和板式无砟轨道以及有砟轨道来说，弹性支承块式无砟轨道具有造价低、弹性及减震性能好、养护维修便捷、免维修或是少维修等优势，因此在轨道基础结构领域有良好的应用潜质。弹性支承块是无砟道床中最重要的构件，对支承块预制施工精度，施工质量要求非常高。在本论文中深入地分析了该施工技术，可为其预制施工工艺的进一步发展，提高预制质量，提供了指导、参考作用。对以后的类似工程有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]李亚鹏.隧道弹性支承块式无砟道床施工技术分析.建筑技术科学，2016-02.

[2]石焕鹏.重载铁路隧道弹性支承块式无砟轨道施工技术的应用分析.建筑设计及理论，2019-02.

[3]周文海.乌鞘岭隧道弹性支承块式无碴轨道技术研究.铁道标准设计，2005-09.

[4]张再喜.隧道弹性支承块预制及弹性整体道床铺设施工技术研究.科技创新导报，2012-03.

[5]刘学峰.重载铁路无砟轨道用弹性支承块施工质量控制.山西建筑，2014-11.