城市轨道交通预制板道床散铺施工工艺研究

2022-05-12吕超

铁道建筑技术 2022年4期

吕超

(中铁十五局集团路桥建设有限公司江苏南京 210031)

1 引言

随着我国城市轨道交通的快速发展，地铁的轨道结构形式日趋多元化。传统的轨枕埋入式道床因需现场进行道床混凝土浇筑施工，施工质量和进度往往难以控制。而预制板道床参考高速铁路板式道床施工经验，通过预制场统一预制轨道板，运输到临时铺轨基地，现场散铺后灌注自密实混凝土，与基座装配形成整体道床[1]，大大节约总工期，同时有效保证质量，降低运营后的维修成本。

本文围绕深圳地铁16号线预制板道床进行施工工艺研究。在地铁地下隧道轨道施工中，引进了先进的轮胎式铺轨设备，优化了传统“人工散铺”工艺，通过“机械化”的科学施工组织，利用土建盾构井周转材料，采用轮胎式设备进行无轨化预制板铺设施工[2－3]，确保铺轨施工节点工期，为后续电气化施工提供提前进场条件。

2 项目背景

2.1 工程概况

深圳市城市轨道交通16号线工程施工总承包轨道一工区轨道工程起于大运站(含)，止于同乐村站(含)，共计13站12区间。设计里程范围:正线及配线CK10＋000～CK26＋286.809(双线)，共计约32.57 km(单线铺轨公里)；龙城公园停车场，共计约9.8 km；龙城公园停车场出入段线CZK0＋000～CZK0＋805.065(左线)、CYK0＋000～CYK0＋808(右线)共计约1.61 km(单线铺轨公里)。主要施工任务包括轨道工程(含辅助线)及相关附属工程。

2.2 预制板道床结构形式

预制板道床根据不同减振等级分为:普通及中等减振预制板道床、高等减振预制板道床、特殊减振预制板道床。普通及中等减振预制板道床结构自下而上分为四层:基底层、自密实层、土工布层、预制板层；二者区别在于使用普通扣件还是中等减振扣件。高等减振预制板道床结构自下而上分为四层:基底层、自密实层、减振垫层、预制板层；特殊减振预制板道床结构自下而上分为三层:基底层、钢弹簧层、预制板层[4－5]。

2.3 施工组织筹划

深圳地铁16号线设计铺轨基地2处(数码城站铺轨基地、龙东村站铺轨基地)，由于这两座车站土建工期严重滞后，为保证铺轨节点工期，结合现场调查土建实际施工进度，拟增加8处散铺基地(大运、大运北、回龙埔、龙城中路、龙平、双龙、停车场出入线、龙东村大里程盾构井)。因该标段施工的16号线龙岗段为路中设站，土建需封堵部分盾构井进行交通导改为出入口开挖创造条件，故部分散铺基地仅1条线上方预留盾构井，根据散铺基地下料口预留情况、区间长短情况可采取不同的施工组织。

3 施工方案比选

3.1 倒铺基底倒铺板

倒铺基底倒铺板在轨道板散铺施工中工效最高、适用性最强，但铺轨条件要求高(要求紧邻散铺区间的两边车站均预留盾构下料口)，满足条件的散铺基地对铺设区间的长短没有要求，具体组织如图1所示。

图1 倒铺基底倒铺板示意

用汽车吊将道床基底钢筋、模板从盾构井1(以下称1)垂直运输至结构底板，用叉车、炮车等将施工材料、周转材料水平运输至隧道区间，从盾构井2(以下称“2”)向1散布。

基底钢筋绑扎、模板支立自2向1方向施工，在2左、右线下料口处设下料槽，利用轮胎式混凝土罐车自2向1反向浇筑基底混凝土。基底施工材料运输、钢筋绑扎、模板支立、混凝土浇筑形成流水作业[6]，且无交叉施工，各工序之间影响小，待基底先浇筑的混凝土达到设计强度，开始从2下放预制板向1方向布设后灌注自密实混凝土。

3.2 正铺基底倒铺板

在地铁铺轨施工中，往往受各种条件的限制，基本都不会满足区间两头都预留盾构井的条件，只在散铺基地处预留左、右线盾构井或只预留其中一条线的井口，这样需根据区间隧道的长度采用不同的组织方式，一般以1 km为界，长度大于1 km的区间采用正铺基底倒铺板，具体组织如图2所示。

图2 正铺基底倒铺板示意

用汽车吊将道床基底钢筋、模板从散铺基地盾构井垂直运输至结构底板，用叉车、炮车等将施工材料、周转材料水平运输至隧道区间散布[7]。

基底钢筋绑扎、模板支立自散铺基地向隧道区间内进行，在盾构井左、右线下料口处设下料槽，利用轮胎式混凝土罐车自盾构井向区间浇筑基底混凝土。基底施工材料运输、钢筋绑扎、模板支立、混凝土浇筑形成流水作业，且无交叉施工，各工序影响最小。因区间长度较长(大于1 km)，预制板用轮胎式铺轨车运输效率不高，且轮胎式罐车充电后续航里程不长，故待基底浇筑完成后，利用小型运板车水平运输预制板，运输自区间隧道终点向盾构井倒布后灌注自密实混凝土。

3.3 正铺基底正铺板

在地铁铺轨场地条件受限，只在散铺基地有盾构井，且区间长度较短(小于1 km)时，轮胎式地铁铺轨车运输效率及充电续航里程足够，采用正铺基底正铺板的组织方式，如图3所示。

图3 正铺基底正铺板示意

用汽车吊将道床基底钢筋、模板从散铺基地盾构井垂直运输至结构底板，用叉车、炮车等将施工材料、周转材料水平运输至隧道区间散布。

基底钢筋绑扎、模板支立自散铺基地向隧道区间内施工，在盾构井左、右线下料口处设下料槽，利用轮胎式混凝土罐车自盾构井向区间浇筑基底混凝土。待基底浇筑一段距离且满足强度后，开始利用轮胎式地铁铺轨车水平运输预制板，预制板粗调、精调后灌注自密实混凝土。

4 关键施工工艺

4.1 测量控制点布设

地铁铺轨工程正线及出入段线一般采用CPⅢ测量控制网，土建单位主体结构初步验收完成后，组织测量人员对区间、车站轨行区范围进行CPⅢ布设，预埋CPⅢ棱镜螺栓，螺栓预埋孔应吹扫干净确保无灰尘，用植筋胶锚固螺栓[8]。根据站后各专业线缆支架、疏散平台、信号支架等位置(如图4所示)，综合考虑棱镜预埋高度，预埋要求按表1执行。

图4 CPⅢ测量点位置与站后专业支架位置示意

表1 CPⅢ测量点埋设要求

CPⅢ控制桩布设完成后，测设采集每个桩点数据，根据第三方交接的控制点测设CPⅢ桩位点数据，形成测量成果，报经第三方及测量监理工程师复测。

4.2 基床底层施工

4.2.1 施工放样

根据调线调坡图、铺轨综合图，首先放出基底模板边线、基底伸缩缝线，预埋定位、高程控制钢筋[9]。以普通轨道板为例，直线段尺寸为(4.7×2.3×0.2)m，曲线段尺寸为(3.5×2.3×0.2)m。基底放线时注意以下几点:

(1)提前调查，遇有结构主体伸缩缝时，提前测出主体伸缩缝位置，轨道板伸缩缝与主体结构伸缩缝对齐。

(2)遇特殊地段如现浇段、人防门、区间废水泵房等位置，提前测出其位置里程，基底利用伸缩缝在该位置处断开。不能布设整块预制板时，提前与设计单位沟通调整现浇段长度，确保基底伸缩缝对应为整块板缝，伸缩缝需在10 cm板缝内，严禁落到板下。

(3)设计图纸基底宽度为2.3 m，实际施工时不可能做到零误差，若按2.3 m施工，将出现一边预制板悬空现象，且自密实工装安装无处落根，故设计联络、图纸会审时要提出基底宽度方向多浇筑5 cm。

4.2.2 基底钢筋与模板施工

按照每个区间的不同道床形式、直曲线等加工钢筋，加工完成后按类别堆放标识清楚，严禁混用。绑扎成束，从下料口吊至隧道底板，利用叉车、炮车、地铁铺轨车散布。

绑扎完成后进行固定，因门型筋起到基底与自密实层连接作用，自密实层厚度只有9 cm，门型筋过高预制板精调时放不下来，过低影响自密实灌注混凝土通过及起不到连接作用，且基底钢筋至基底混凝土顶面较大，故需保证顶面钢筋保护层，这样混凝土垫块高度不够，采用预埋钢筋与基底钢筋焊接固定，固定时每2 m每断面设置2道，焊点靠近门型筋处，确保门型钢筋外漏尺寸符合要求(一般在5～7 cm)。基底钢筋绑扎如图5所示。

图5 预制板道床基底钢筋(单位:mm)

模板支立位置每边比基底宽出2.5 cm，且牢固、平顺，位置正确不松动。模板安装质量要求:位置偏差不大于±5 mm，垂直度允许误差±2 mm。注意模板支立竖直不可垂直隧道壁，否则会造成基底宽度偏向一边，预制板悬空。

4.2.3 基底混凝土浇筑

预埋钢筋头每5 m一道(或两块预制板基底9.8 m/2道)，放出基底混凝土面用胶带缠裹做标记。混凝土面浇筑时拉线控制标高。基底混凝土垂直方向标高误差要求为0～－5 mm，不能有三角坑。

4.3 预制板道床施工

4.3.1 预制板配板

根据铺轨综合图及土建结构缝、废水泵房球墨铸铁管实际里程编制布板表，现场依据布板表施工。一般地段扣件高度38 mm，中等减振地段扣件高度58 mm，需注意基底混凝土顶面标高[10]。

按照配板表选择板型，按布板表顺序布设预制板，布设前安装自密实层钢筋网片。注意曲线地段过渡板的方向布设，横向箭头表示板的布置方向，竖向箭头表示预制板超高方向，布设时需核实防止板厂标错方向，如图6所示。

图6 曲线地段预制板道床布板示意(单位:mm)

4.3.2 预制板安装与自密实混凝土灌注

基底混凝土浇筑完成后，掌握现浇段里程及预制板型号(P4700、P3500、P4750、P3550)，在两段现浇段区间内合理布置预制板位置。如预先布置好的预制板与现浇段距离大于0.5 m，可增加现浇段长度；如小于0.5 m，可提前调整板缝距离，消除多余量。板缝设计量100 mm，板缝允许调整量为±10 mm。基底设计长度分别为9.6 m(P4700预制板)和10.8 m(P3500预制板)，测量出每块板边线(弹墨线如图7所示)，用轮胎式地铁铺轨车将预制板按照基底板边线粗放到位，安装精调抓，用CPⅢ测量控制精调至设计方向、高程，最后安装反力架[11]。