CRTSI型双块式无砟轨道智能化工装配套施工技术分析

李 明

（中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 101500）

0 引言

高速铁路无砟轨道施工是一项系统性工程，为了满足高速列车运行的高平稳性和高舒适性，必须对轨道的几何线形进行科学、严谨的控制。赣深铁路GSSG-1标义合隧道全长6.043km，横岭隧道全长7.874km，设计采用CRTSI型双块式无砟轨道，结构高度515mm，整个结构从上到下分别是60kg/m钢轨、WJ-8B弹性扣件、SK-2型双块式轨枕、道床板。为了提升无砟轨道施工的智能化水平，有效控制施工质量，减少人力投入并提升施工效率，本文对CRTSI型双块式无砟轨道智能化工装配套施工技术展开研究，以供相关技术人员参考。

1 智能化工装配套施工技术要求

1.1 道床板绝缘和整体接地技术要求

在道床的基础上，纵向和纵向的钢筋连接用一种绝缘卡进行绝缘，其绝缘电阻应超过2MΩ；在道床的底板上，有三个纵向的地筋，也就是在道床的上部轨道中央和最外面的两个钢筋，在每隔100m的地方布置一条横向的地筋，在每隔100m处要用一根横筋，在横线的交叉点上要进行焊接，接地钢筋不能构成电气回路，在与其它钢筋相交时，要做绝缘处理。每隔100m，道床地板为一地，中间为“T”型“贯通地线”，接地装置的接地端不接[1]。

1.2 处理施工缝技术要求

在道床前、后两次浇筑不超过24h的情况下，在施工缝处只安装快速收口网；并在网片的前后分别设置1个纵向横截面的Φ16钢筋；若隔24h以上，则需加植筋。

1.3 动横梁精调轨排技术要求

轨排采用内套式连接结构，要求设计合理、外形简洁、操作灵活、高程和中线控制准确，由外托梁、内托梁、高程调节装置、中线调节装置、钢轨、轨排支护系统等组成。

2 智能化工装配套施工工艺流程

2.1 隧道填筑和基坑的施工

在进行无砟轨道施工之前，应先清理隧道施工区域，在道床宽度以内的隧道回填或钢筋混凝土基底应进行拉毛，拉毛线应均匀、清晰、整齐，若拉毛质量达不到要求或拉出破损，应再次凿除，以保证道床与仰拱回填或混凝土基板的结合。

2.2 无砟轨道施工工艺流程

无咋轨道施工工艺流程为：测量放样→底层钢筋的铺设→分枕智能化及组装轨排→轨排粗调及安装上层钢筋→测试绝缘性→安装纵向和横向模板→智能化轨排精调→浇筑混凝土→自动化道床收面→混凝土养护→轨排架拆除→养护。

3 智能化工装配套施工技术要点

3.1 底层钢筋铺设要点

在测量放样完毕后，应根据设计图纸进行基础钢筋的铺设，并安装16～20号绝缘卡。在纵向钢筋的横向交叉处，应按照规范的要求进行焊接，纵向钢筋的长度应不少于200mm，搭接长度不得少于800mm，其他的纵向钢筋用绝缘卡箍固定[2]。基础钢筋铺设完成后，按照“梅花”字形排列，厚度与道床板相同的35mm混凝土垫片，每平方米不得少于4个。

3.2 智能化分枕及轨排组装要点

3.2.1 智能化自动分枕

根据轨枕堆放及吊运特点，采用龙门吊与智能自动分枕机配合操作，自动分枕机采用“五枕二分”式分枕法（见图1）。每次从轨枕垛上吊起5根轨枕（一层），一榀轨排需要吊放轨枕2次，与吊放轨枕的龙门吊动作同步，行走在分枕平台上的分枕车承接轨枕（每组5根），升降机构举升起轨枕后进行中线、垂直度和轨枕间距调整，完成后分枕车行走至设定位置、升降机构降落，轨枕被放置在平台上，分枕车移动至第二位置待轨枕吊放，依次循环，完成分枕、调整及定位，采用机、电、光学三位一体化智能化控制系统，具有轨排、轨枕间距的记忆功能，实现了轨枕的自动分枕定位。智能化分枕机技术参数具体如下：

图1 智能化自动分枕示意图

（1）设备运行速度：25～35m/min；

（2）分枕速度：30～60s；

（3）中线精度：±0.5mm；

（4）间距精度：±1.5mm；

（5）方正度：±1mm；

（6）轨枕数量：10块；

（7）操作人员：1人。

3.2.2 铺设组装轨排

钢轨排采用动梁精调钢轨，手工与龙门起重机相结合，将钢轨钢轨的扣件螺栓孔与钢轨枕头的螺栓孔对齐，将钢轨平稳、缓慢地放入钢轨枕木，检查枕木的位置，并上紧扣件。对钢轨排螺栓的安装质量和轨枕间隔进行检验，合格后，将龙门吊从分枕装配平台上吊装到架设现场，按照中线和高程进行定位，偏差范围为-10～0mm，中线±10mm。相邻的钢轨采用鱼尾板连接，每个钢轨上各安装4组螺钉，并进行预旋，轨缝6～10mm。每一组钢轨都按照精确的里程来调节钢轨的端部。

3.3 粗调轨道及上层钢筋安装要点

3.3.1 粗调轨道

采用横、竖向调整的钢轨排粗调，按先中、后水平的顺序依次进行。经粗调整后，轨迹的定位误差为-5～-2mm，中线±5 mm。粗调完毕后，将相邻的两列车架之间用4个孔洞的新鱼尾板连接起来。

3.3.2 安装上层钢筋

在完成粗调后，根据设计图纸进行上部钢筋的安装，在垂直方向的钢筋和横梁（包括枕梁的横向钢筋）的交叉部位应按要求进行焊接。

3.4 测试绝缘工作要点

做好绝缘电阻试验。首先要用肉眼观察绝缘卡的安装情况，看看有没有脱落；再利用兆欧表对钢筋之间的绝缘资料进行了测量，发现任何两个非接地钢筋之间的电阻应大于2MΩ。

3.5 纵向和横向模板安装要点

3.5.1 安装模板之前的检查

模板安装之前要进行的检查主要包括：模板平整度、模板清洁性、脱模剂涂覆情况、替换破损或弯曲的模板。

3.5.2 纵向模板的安装

在安装之前，要先对导轨排梁上的模板进行超高调整，以确保纵模工作面与地面垂直。样板的调整精度与成品混凝土的几何尺寸有很大的关系，这是验标的硬性指标，对纵向模板的调整和加强应引起高度的重视，并注意两边的顶杆在同一时间内均受力[3]。

3.6 智能化轨排精调要点

3.6.1 智能化轨排精调方法

利用自动精调机器人和全站仪，利用全站仪对4对连续的CPⅢ点进行测量，自动调整，计算出设站的位置，精调机器人通过蓝牙信号自动读取精调小车数据，测量得到误差数据经过运动模型修正后，控制伺服调整器，驱动轨排调整螺杆转动，自动进行高程、中线定位。双块式无砟轨道精调机器人工作时，操作人员一键按下，全站仪测量、数据传输、位移量计算、调整器转动等，都由电脑控制自动、重复完成（见图2）。

图2 智能化轨排精调

3.6.2 智能化轨排精调优点

（1）高程精调采用两套伺服执行组件分别精调一个横梁的两个螺杆，安装范围300mm,精调精度0.3mm；

（2）中线精调采用一套伺服执行组件精调横梁的横向调节螺杆，安装范围400mm,精调精度0.3mm；

（3）工程使用机构紧凑，重量轻，施工方便；

（4）轨排精调机器人能够大幅度减轻工人劳动强度，操作简单，作业效率高；

（5）与精调小车复测误差0.01之内，完全满足施工需要。

3.6.3 智能化轨排精调技术参数

（1）工作面宽度：2800/3400mm；

（2）轮距：1510mm；

（3）轴距：800mm；

（4）设备尺寸：1000×950×3800mm；

（5）设备运行速度：0.8～3.2m/min；

（6）设备功率：4kW；

（7）设备重量：120kG；

（8）操作人员：1～2人。

3.6.4 智能化轨排精准调序

精准调整两个特定轨排架之间的顺序为：1→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8，轨排精调顺序如图3所示。

图3 轨排精调顺序图

3.6.5 过渡顺接方式

在上一次调整结束后，在下一次调整中需要叠加8～10个轨道枕木。

3.6.6 智能化轨排精调注意事项

（1）所有的计量器具都要按照有关的标准进行定期的检验;

（2）其他工程暂停在测量范围内进行;

（3）钢轨在精调后要做好保护工作，不得践踏、碰撞;

（4）在进行钢轨精密调整后，应及早进行混凝土浇筑，如遇外界干扰、或放置时间过长（12h），或环境温度变化大于15℃，则需再次进行检测，以确保其符合要求。

3.7 浇筑混凝土施工要点

3.7.1 混凝土布料

利用龙门吊车和吊车进行混凝土浇筑。混凝土应从远到近，按顺序按顺序均匀分布，布好后要及时振捣，如有缺料，应及时补料；入模时，应将混凝土排出，并与上部钢筋网之间的间隙保持一致，不得直接冲击轨排、轨枕及钢筋。

3.7.2 捣固道床混凝土

振动锤由4个手工振动棒组成，工作时间为前后两个区域，每隔3m左右捣实。前区2个50号杆，主要用于下段钢丝网和枕底捣固，后区2个30号杆，主要捣固轨枕的周围和底部。在捣固过程中，要防止捣固杆与排架、枕木发生碰撞，出现过多或过少的混凝土时要进行修补。

3.8 道床收面自动化施工要点

运用自动化道床收面小车收面，操作时需要2名工人，一边一个操作小车，在轨排横梁之间边走边振动刮平，遇到横梁时行程开关感应后自动停止行走，人工将小车后退提前通过轨排横梁，然后再放下振动刮平。

3.9 养护混凝土工作要点

（1）在混凝土浇注完成后，应及时用400g/m2的土工织物覆盖，并由专业人员用喷雾机对布的内部进行补充，确保其始终保持湿润；后续的拆轨工作中，工作一次一次地掀起一次，并维持一次一次的翻盖。

（2）卸下轨排架后，应及时用土工织物进行遮盖，铺好后喷洒水，彻底将路面混凝土完全覆盖，并随时检查、补水，确保在养护期间混凝土的表面保持潮湿。

（3）补水是保证养护质量的关键，在施工场地设置100m长的水管，以保证养护段有足够的水源，然后在导轨板高的一侧采用滴水的方式使道床板始终保持湿润。

4 道床板混凝土质量控制措施

（1）优化混凝土配合比：骨料集配良好，减小水灰比，满足施工的前提下尽可能减小塌落度。

（2）加强混凝土振捣：特别注意枕底和轨枕周围振捣到位，如发现振捣后表面砂浆过厚，初凝前进行二次振捣。

（3）浇筑过程中严格盯控：严禁混凝土浇筑过程中为了好收面、收光面进行洒水收面，合理安排浇筑及收面时间，避免因浇筑过快导致收面不及时造成混凝土初凝。

（4）双块式轨枕灰尘清理及浇筑前润湿：在施工过程中，要在轨枕粗铺前对轨枕进行仔细冲洗，特别是轨枕周边及底部认真刷洗，确保没有尘土。浇筑前对轨枕进行润湿，并在浇筑过程中对该段浇筑区域后方轨枕定时润湿，避免浇筑时间过长后方轨枕水分挥发变干。

（5）合理掌握钢轨应力释放时机：过早会引起轨排沉降，过迟会引起轨枕引起道床混凝土裂缝，争取在5MPa的混凝土应力时间内进行。

（6）加强养护：专人负责养护，保持充分湿润。

5 结束语

通过动横梁精调轨排、自动分枕平台机、精调机器人、道床收面小车等智能化工装赋能，CRTSI型双块式无砟轨道施工质量更加稳定，工期得到更有效保障。赣深铁路CRTSI型双块式无砟轨道施工实践证明，智能化工装配套施工，具有操作简单、运行平稳、安全可靠等特点，符合“机械化换人、自动化减人”的现代化施工企业发展理念。