川藏线拉林段无砟轨道套靴法可换式支承块施工技术

0 引言

铁路总公司于2015年1月批复《新建川藏铁路拉萨至林芝段初步设计》，2015年2月对拉林铁路施工图进行了审核。该工程正线长度402km，正线桥隧总长301.067km，占线路长度的74.68%。其中，桥梁121座84.602km，占线路长度20.99%，隧道47座216.465km，占线路长度53.69%。全线新建车站34个。

拉林铁路平均高程3564m，山高谷深，气候极端恶劣。山脉呈东西向纵贯延展，谷岭相间，地势起伏跌宕，山势异常陡峭，空气密度低、严寒、缺氧，生态脆弱，人工和机械效率严重下降，施工技术难度极大。

1 工程概况

新建川藏铁路拉萨至林芝段嘎达隧道位于青藏高原东南部雅鲁藏布江左侧山南地区扎囊县，处于非活动断裂地带，进口里程为DK73+503，出口里程为DK74+623，全长1120m，隧道进口端393m位于2500m的右偏曲线上，其它段位于直线上，线路在3.0‰/597m，-8.5‰/523m的人字坡上，最大埋深约90m。无砟轨道长度1063m，为单洞客运铁路隧道。

隧道为无砟轨道。正线采用100m定尺长、60kg/m、中下限含碳量的U71Mn热轧无孔新轨。扣件为弹性不分开式扣件，按1667对/km布置，扣件间距不大于600mm。

在长大、作业空间狭小隧道采用套靴法可换式支承块无砟轨道，进行线路养护维修更换轨枕时，只需更换支承块，相对常规无砟道床，支承块体积更小、质量更轻，更方便运输、更换时间更短，对行车干扰更小。

2 套靴法可换式支承块施工技术原理

建设及相关单位对隧道工后沉降分析评估合格后，进行无砟道床现浇施工。在道床浇筑前保证预制场加工完成的支承块（在预制场支承块下的弹性垫板和橡胶套靴与支承块组装成一体，见图1）和钢轨在轨道组装平台上组装完成，并且以排架形式准确地固定在预埋位置。在开通运营过程中，若发现轨枕破损需要更换，由于支承块外橡胶套靴的作用，可直接将支承块分离出来进行更换。确保了轨枕更换的便捷。

图1 支承块

3 套靴法可换式支承块施工工艺流程及关键技术方案

3.1 施工工艺流程

弹性支承块式无砟轨道主要施工流程为：基底预埋钢筋→基底拉毛或凿毛→植入连接钢筋→架设道床下层钢筋网→现场组装轨排→架设轨排并粗调到位→架设上层纵横向钢筋→架立道床模板→精调并固定轨排→浇筑道床混凝土并抹面→初凝后松开扣件→混凝土养护→拆除、倒运模板。可更换式支承块无砟轨道施工流程见图2。

图2 可更换式支承块无砟轨道施工流程图

3.2 关键技术方案

3.2.1 隧道仰拱处理

①基底拉毛或凿毛。

将仰拱填充层混凝土表面道床板宽度范围内进行凿毛处理并用高压水冲洗干净，保湿2小时以上且无杂物和积水。凿毛面积不得小于75%，凿毛深度不小于5mm。

②植筋。

钻孔：在混凝土表面达到凿毛要求，在距离洞口200m范围内进行植筋，钻孔前采用探测仪对结构体内钢筋进行探测，目的是不要伤到受力主钢筋。每隔1个扣件间距为一排，纵向间距根据扣件间距情况调整，每排位于扣件正中，每排4根，布设间距为距离线路中线左、右各430mm和1080mm。孔直径25mm，孔深210mm。

清孔：使用高压气泵清孔，达到孔壁清洁无浮尘、明水或泥浆。

注入植筋胶：从孔底部注胶至2/3即可。

植入钢筋：将备好的长为380mm的HRB400ϕ20钢筋缓缓插入孔底，在初凝时间内进行安装，钢筋插入200mm，外露180mm。（见图3）

图3 植筋图（单位mm）

固化：在固化时间内不得扰动钢筋。

3.2.2 架设道床下层钢筋网

道床板下层钢筋网采用横向15根HRB400ϕ16的钢筋和纵向HRB400ϕ12的钢筋，架立筋采用HRB400ϕ10的钢筋，在纵横向钢筋和架立筋交叉位置处设置绝缘夹，并用绝缘线绑扎牢固。按梅花型布置预制好的砼垫块，不少于4块/平米，确保钢筋保护层不小于35mm。

3.2.3 轨排组装、运输

①吊装，将轨枕使用吊具吊放在轨排组装平台上。

②匀枕，采用工匀枕，轨枕方正。

③承轨面要保证清洁干净，安装T型螺栓、轨距挡板及轨下垫板。标准轨距时轨距挡板外侧采用7号，内侧采用11号。

④人工配合吊装轨道排架，将轨道排架平稳放置轨枕上。

⑤按单股钢轨左右位置调整配置表安放合适规格的绝缘轨距块；标准轨距时绝缘轨距块外侧采用14号，内侧采用10号。

⑥将T型螺栓螺纹部分涂油，安装弹条、平垫圈和螺母，拧紧螺母以紧固弹条。

⑦上紧扣件。紧固扭矩约为150N·m（实际约为200N·m）。

⑧加强检查轨下垫板正反、紧固扭矩的现场控制。轨排组装见图4。

图4 轨排组装

3.2.4 轨排架设

①布设轨排。

轨排运至铺设地点，进行中线和高程定位，使用鱼尾板联结相邻轨排，轨排端头位置要准确。轨排布设见图5。

图5 轨排布设

②锁定器安装。

使锁定器固定轨排的水平方向。

3.2.5 轨排粗调

粗调顺序为：1→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8。轨排粗调见图6。

图6 轨排粗调

3.2.6 道床顶层钢筋绑扎

道床板上层钢筋网采用横向9根HRB400ϕ16的钢筋和纵向HRB400ϕ12的钢筋，架立筋采用HRB400ϕ10的钢筋，在上层纵向与横向钢筋和架立钢筋搭接点设置绝缘夹，并用绝缘线绑扎牢固。钢筋保护层不小于35mm。该段无砟轨道按扣件间距600mm布设上层横向钢筋，当扣件间距调整时，轨枕两侧相邻两根横向钢筋间距不变，调整相邻轨枕间两根钢筋间距，以适应扣件间距的变化。

要进行绑扎完的钢筋要进行绝缘性能测试，确保钢筋绝缘措施符合要求。

重点注意支承块周围箍筋间距、块与套靴间隙（1cm）及顶层、顶层钢筋保护层厚度，达到设计要求。施工时应先核实道床板实际厚度，当实际厚度在允许偏差范围内时，应合理调整钢筋笼内钢筋相应尺寸，确保保护层厚度满足设计要求。

3.2.7 模板安装

①模板检查。模板几何尺寸扭曲变形达不到要求的不准使用。

②纵向模板采用与框架配套的模板，出厂前统一编号，确保轨排框架顺直。

③道床板采用分块结构、整体浇筑，距洞口200m范围内分半长度约6m，距洞口大于200m范围分板长度约12m。道床板伸缩缝间采用闭孔聚乙烯塑料泡沫板填充，并用硅酮填缝密封材料密封，硅酮填缝密封材料与混凝土接触面刷涂界面剂，施工道床伸缩缝时应确保伸缩缝垂直于线路中心，位于两支承块间且居中，不得歪斜。伸缩链密封后，密封面应与道床顶面平齐，不得凸出于道床表面。道床伸缩缝如遇到隧道变形缝时应对齐，伸缩缝位于支撑块间且居中，不得歪斜，可适当调整板长，板长调整范围宜为±1.2m，扣件间距不大于600mm。（支承块不能置于变形缝/施工缝处）

重点注意纵向模板倒角位置处理，确保线条顺直、美观。横向伸缩缝应选用适当材料，确保不变形、同时满足后续工序的施做。伸缩缝见图7。

图7 伸缩缝（单位mm）

3.2.8 轨排精调

①测量轨道数据。使用全站仪通过配套软件，将误差值迅速反馈到轨道状态测量仪的电脑显示屏幕上，指导轨道调整。

②调整中线。采用全站仪连续测量轨道状态，配套软件将轨道状态显示在电脑屏幕上，在仪器监控下进行调整，已调整好的中线不得扰动。

③调整高程。先中线后高程。

注意事项：

①测量区域停止其它施工作业。

②轨排精调到位后应安装固定装置，防止混凝土浇筑时轨排横移及上浮。

③精调后的轨排要立即浇筑混凝土，如放置时间超过12h，要重新检，查确认合格后方能浇筑混凝土。轨排精调见图8。

图8 轨排精调

3.2.9 混凝土浇筑

①浇筑前表面必须清洁，洒水润湿、保证无积水。

②浇筑混凝土前必须进行轨道几何参数的复核，超过允许偏差应重新调整。

③混凝土拌合与运输。道床板混凝土由拌和站集中拌制，施工时采用料斗方式浇筑。利用混凝土运输车将混凝土运至施工现场后，应检测每车混凝土的坍落度、含气量及温度指标，合格后方可卸料。

④混凝土布料。采用一端向另一端连续进行，将每一根轨枕下布满混凝土，不可从一侧自流到另一侧。下料过程中须注意及时振捣，下料应均匀缓慢，不得冲击轨排及支承块（尤其是加强支承块底部及四周振捣）。

⑤混凝土捣固。道床混凝土分前后两区间隔2m左右，前区2人左右对称进行振捣，不可一前一后，主要捣固轨枕底部和下部钢筋网，后区2人用ZD30振动棒主要捣固轨枕四周及模板内侧并对欠振处进行补振。捣固时应避免捣固棒接触排架和轨枕，遇混凝土多余或不足时及时处理（作业人员不得踩踏支承块、轨排架，现场制作长3.0m，高度0.8m马凳）。

⑥抹面。初凝前抹面、压光。轨排架下部使用长把抹子，原则不允许采用清水湿润砼表面后抹平。直线地段以靠近线路中线道床顶面标高控制在帽檐以下2mm，顺接1%人字坡，曲线地段道床顶面标高控制在帽檐以下2mm，任何情况下道床顶面不得高于套靴下檐。

⑦在待混凝土初凝后，将支承螺栓松开1/4～1/2圈，随即松开扣件等，防止因温度变化钢轨伸缩，对混凝土可能造成的损坏；砼达到一定强度后（终凝后）上紧扣件等进行数据采集，与精调数据形成对比。

3.2.10 道床混凝土养生

要保持混凝土处于湿润状态。混凝土养护完成后，将套靴与道床混擬土四周的间隙采用硅酮填缝密封材封闭，间隙处应干燥、清洁、无灰尘、杂物等。应采用专门施工机具进行填缝密封材料的施工，封闭速度应缓馒均匀，尽量递免产生气泡，保证硅酮填缝密封材料与间隙处贴合良好。对于曲线超高段，应从高处分段封闭，使填缝密封材料顺序流向低处。填缝密封材料封闭完毕实干前，应采取有效防护措施防止水、杂质等落入，并避免下一步工序对填缝密封材料的损坏。

3.2.11 拆除模板、轨道排架

当混凝土强度达到5MPa以上时方可拆模，同时拆除钢轨支撑架，拆模后对道床板外形尺寸进行检查，允许偏差应满足以下要求：平整度：3mm/lm；顶面宽度±10mm；高差：±5mm。对拆模中混凝土道床由于磕碰产生的掉块进一步进行修补，修补采用高一级标号的混凝土或修补剂。

拆除的模板、轨架及时校正、涂油、整修、各零备件堆放整齐，以备下一施工段使用。

4 结束语

拉林铁路站前LLZQ-2标段嘎达隧道于2016年5月5日开工，2018年1月28日安全贯通，隧道内线上工程采用了可更换式支承块无砟轨道，在2018年7月20日完成隧道内可更换式支承块无砟轨道施工。2021年6月25日，西藏第一条电气化铁路——拉林铁路正式开通运营。

经过开通运营一年半的时间检验，拉林铁路套靴法可换式支承块无砟轨道使用状态稳定，技术优势显现在维修效率高、费用低、对行车干扰小等方面，更换方便快速，大大减小了施工人员的工作量，更换后效果与其他无砟轨道无差异，质量易于保证，在川藏铁路积累了丰富的高原条件下无砟轨道在隧道内铺设的施工经验。