轨排框架法在无砟轨道道床板铺设施工中的应用

金鹏

（中铁十六局集团物资贸易有限公司，北京 100018）

0 引言

在无砟轨道的施工中，常用的施工工艺有“简易轨排框架法”“雷达型无砟轨道施工法”“旭普林型无砟轨道施工法”三种，但这三种施工工艺都有各自的缺点，例如无法保证精度、造价太高、工序繁杂等，并且还不能够充分发挥无砟轨道结构简单透明、轨道定位近乎完美的优点。因此，在无砟轨道施工原理和其他无砟轨道施工技术的基础上，提出“轨排框架法”，这种施工工艺精确度高、稳定性好，且无砟轨道若是弹性支承块式，则一定要使用轨排框架法。目前，该施工工艺已在国内被大量运用。

1 常见无砟轨道施工方法介绍及其缺点

目前，在无砟轨道工程中，通常使用轨道轨排粗调机对轨排进行粗调，而这种设备一般使用的是进口的雷达型或旭普林型，价格昂贵，体积较大，经过实践证明发现，不适用于我国目前高速铁路的建设。

另一种施工工艺构造较为简易，但结构强度较低，且需使用全站仪、加水仪通过手动粗调轨排，这就是价格极低的简易轨排框架法，该工艺单个混凝土施工单元长度约为13～25m，并且一个轨排通常需要好几个支撑点来支撑，几个支撑点又互相关联、互相影响，所以稳定性较差，进一步加大了施工难度，难以满足施工效率和精度。

上述三种方法不仅不能充分发挥无砟轨道的优势，反而在后续施工中，对轨排的约束力度都十分有限，如果外界环境发生明显的改变，轨排的位置会发生偏移。在道床混凝土浇筑时，施工人员对轨排位置的干扰程度很大，由于轨道与道床面板最佳承载状况的改变，增加了运行费用及线路维护保养工作的繁重程度，影响了其工作寿命和工作性能，从而造成不利影响。

2 轨排框架法与简易轨排框架法对比

根据无砟轨道的施工原理，并且结合以往的施工经验，对简易轨排框架法进行改进和创新，找到了新的无砟轨道施工方法——轨排框架法。轨排框架法是利用现有最先进的一体化钢板调节技术，将长钢轨按一定的节段进行分段安装，再采用最先进的钢板调节技术对钢轨进行调整。

简易轨排框架法与轨排框架法的差异如表1所示。

表1 简易轨排框架法与轨排框架法的差异

3 旭普林型无砟轨道施工法和轨排框架法对比

以标段全长80km，设计时速250km/h，单线施工长度为163km 为例，对比旭普林型无砟轨道施工法和轨排框架法在实际施工中的应用。

3.1 设备费用

根据既往的施工经验来看，旭普林型无砟轨道施工设备一套约1000 万元，一般需要配备两台，共需2000 万元；如使用轨排框架法，需轨排框架约340 幅，单价为3 万元，共需1020 万元，可以节省近1000 万元的设备费用。

3.2 效率比较

按照以往的施工经验，旭普林型无砟轨道施工法每天的最高效率是完成无砟道床约300m/台，两台设备每天完成无砟道床约600m，标段全长163km，全部完成约需要9个月；如使用轨排框架法，340 幅轨排框架分为10 个工作面，每个工作面平均每天完成无砟道床约80m，每天可完成无砟道床约800m，标段全长163km。全部完成约需要7个月。因此工期可以提前2个多月完成，节省成本约700 万元。

3.3 劳务费用

根据以往造价来计算，简式钢轨的铺设过程中，每组20 根钢轨，需要调整60 个点，且每个点调整3次，人工对钢轨进行2min 左右的调整，共需要花费时间约6h；如使用轨排框架施工法，每个点调整的次数为2 次，一组轨排的调整时间约为8min，6h 可以调整45 套框架轨排，是简易轨排施工法效率的两倍多，可节省一半劳务费。

3.4 维护费用

使用轨排框架法无砟道床施工工艺，在长钢轨铺设后的精调中，会极大地减少更换调整扣件调高板和方向垫板的数量，在之后的维护中，维护维修频率会大大降低，从而减少后期的维护费用。

4 轨排框架法在无砟轨道道床板铺设施工中的实际应用

由中铁十六局集团承建的赣深高铁1 标段，目前已进入无砟轨道道床板铺设施工作业，为明年全线建成通车创造了条件。该项目为国内二级单轨铁路，设计速度120km/h。在一段全长1.52km、宽度2.5m 的隧道工程中，对一条具有弹性支撑的无缝道床进行了试验研究。具体施工中，在隧道外进行钢筋网片捆扎后运到施工现场，缩短了钢轨装配所需要的时间；对轨排支承体系进行了优化和改进，从而有效地克服了轨排精调技术支持有限的问题；使用物流内循环系统进行材料运输（见图1），提升了运输效率。

图1 使用物流内循环系统进行材料运输

4.1 隧道施工前处理

在进行路基铺设前，首先进行仰拱高度的测量，然后进行路基的铣刨，最后再利用清扫车和高压水炮清洗。

4.2 放样

采用CPⅢ控制网，在隧道地基表面施放了轨道中心线和边缘线，两个点距为6.3m。

4.3 铺设底层钢筋网片

将隧道外捆扎的钢筋网片和弹性支承块运输到隧道内，吊机将钢筋网片和弹性支承块吊装到施工位置，按照放样点进行建筑和铺设，在钢筋网片底部以混凝土衬砌，采用梅花型布置方式。

4.4 轨排组装和粗铺

4.4.1 弹性支承块进入隧道

使用吊车将弹性支承块运输至施工现场，卸载到隧道内，运输量不宜过大，需要考虑到物流内循环系统的作业量。

4.4.2 弹性支承块转移

利用龙门起重机将弹力支撑件转移至分枕中心，并在其上分别安置24 个弹性支撑体。

4.4.3 弹性支承块落槽

将弹力支撑件置于相应的工作台卡凹槽内，并对其下凹处进行检测。

4.4.4 组装轨排

龙门起重机把轨排框架运到弹性支承块上方，再用预埋扣件进行组装，并且检查结构的整体性和稳定性。

4.4.5 轨排粗铺

钢轨装配完毕，由龙门起重机把钢轨运输至施工场地，并根据标定的位置进行粗铺。

4.5 轨排粗调

轨排粗铺完成之后，使用全站仪和轨检车对铺设位置进行调整，并且使用软件自动平差反馈轨道铺设偏差值，使用调节杆进行调整。

4.6 上层钢筋绑扎

在粗调完毕后，将上部的钢丝网进行绑扎，采用96 条钢条作支承，并采用隔离绑扎方式。在绑扎完毕后，检查其隔离效果，防止钢丝绳脱落和出现漏绑的情况。

4.7 安装模板

模板的安装分为横板和竖板两种，横板根据钢轨的构架将板型置于钢轨列中间，而竖向板型采用外部单侧固定法安装，对模板的竖直性和顺滑性进行精确的调整，详见图2。

图2 模板安装现场

4.8 轨排精调加固

4.8.1 设置全站仪

按照全站仪前后测试的两队CPⅢ点，对全站仪的位置进行测算，站点设置完成之后对其精确度进行检测，保证误差在2mm 以内。留6 个以上检测点，对其精确度进行重新测算，各个检测点的坐标偏差不得大于0.7m。

4.8.2 轨检车信号接收

轨检机安装于轨上，装有三棱镜，利用全站仪对其进行测量，当轨检车进行自测时，可实时获取相关的数据，并利用相应的软件对其进行数据处理，并将误差信息发送给终端，由工作人员进行误差修正。

4.8.3 中线调整

采用龙门起重机运送钢柱，通过二层衬墙的定向支承，利用扳手对中间的调节棒和中线进行调节。

4.8.4 高程调整

调整螺丝、轨道高度、水平。在进行粗调后，顶表面的高度要比规定的高度稍低，调整螺栓时必须对螺栓的受力状况进行检验。

4.8.5 安装鱼尾板，再次精调

钢轨精密调整完毕，误差必须在1mm 以内，相邻的钢轨采用鱼尾板固定，保证钢钉的正确，钢轨的尺寸为10～30mm，不能有错台、错牙等现象。

4.9 钢筋混凝土浇筑

在轨排精度调整完成6h 之内，在温度不大于15℃时，采用钢筋混凝土灌注。在进行钢筋混凝土浇筑前，必须先对轨道下部及橡胶支撑进行润湿，同时还要注意观察其坍落度、入模温度，确保施工所需。在钢筋混凝土浇筑时，要尽量避免冲撞轨排框架和模板，造成对轨排空间位置的破坏。

钢筋混凝土由水泥罐装车运送至工地，由手工进行摊铺，然后由30/50 的振动棒进行振动，再用木抹进行粗平，在粗平1～2h 内，再用钢抹将粗平的混凝土抹平。同时，为了防止出现钢筋混凝土浇筑完成之后表层出现裂痕，在钢筋混凝土凝结之前，进行二次抹平和压光，不得在混凝土上洒水。在钢筋混凝土凝结之后，开始进行养护，并且使用喷雾对隧道口200m左右范围内的混凝土进行湿润处理，在混凝土完全凝结之后再进行洒水养护，达到计划的强度后，拆除锚固和支撑系统，见图3。

图3 混凝土浇筑

4.10 拆除轨排

拆除轨排时，按照施工方向从后向前逐一拆除，先螺杆再扣件，轨排框架拆除完成之后，还需要清理轨面的杂物，如图4 所示。

图4 轨排框架拆除完成

4.11 灌注嵌缝胶

膨胀缝用发泡橡胶片填充，并在膨胀缝口的上面加硅胶作为封皮。在充填前要彻底清洗伸缩口，用湿毛巾清洗，以保持伸缩缝干净，并以小批量的方式填充，以确保密封胶填充充分，并且曲线过高的地段在灌注时不宜一次性灌注过量，避免出现密封硅橡胶向低处流失的情况。

5 结语

由以上探讨可知，轨排框架法可以降低施工成本，提高工作效率，改变轨排的柔性，提高框架的刚度，能够充分发挥无砟轨道的优势。按照国家对高速铁路的发展规划，目前我国高速铁路建设的浪潮已经到来，无砟轨道技术也已经趋向成熟，而轨排框架法无疑是最适合无砟轨道技术的施工工艺，在今后不仅会成为无砟轨道施工的第一选择，也会为其他施工工艺提供有益的借鉴。