双块式无砟轨道整体道床施工技术分析

2024-03-09林艳超LINYanchao

价值工程 2024年5期

林艳超 LIN Yan-chao

（中铁二十局集团第二工程有限公司，西安 710000）

0 引言

近年来我国高速铁路呈现蓬勃发展的态势，全国范围内的高速铁路建设数量增多。在高速铁路项目中轨道施工尤为重要，传统的轨道施工技术存在高成本、维护难度大等缺点，而无砟轨道技术可克服这些问题，凸显此技术的优越性。长期以来，许多高速铁路中都采用了无砟轨道技术，行业内构建了相对完善的技术体系。以双块式无砟轨道为例，其结构特点如图1 所示，因其结构及技术等，在我国许多高速铁路中都有相对成功的应用。未来的行业发展中需继续研究双块式无砟轨道施工技术。

图1 双块式无砟轨道横断面图

1 线路概况

高铁CKGZTJ-9 标段正线起讫里程为D1K818+403.9～D1K881+602，全长63.745 双线公里，路基8.404km（含站场），占线路总长的13.2%，桥梁11.775km，占线路总长的18.5%，隧道43.566km，占线路总长的68.3%。考虑到该标段内有大量隧道段，因此对轨道施工技术有更高要求。双块式无砟轨道施工技术最大的优点是少维修与免维修，无砟轨道的全寿命维护费用比有砟轨道低很多，而且轨道几何形状保持良好，非常适合隧道内铺设。因此该标段决定采用CRTS-I 型双块式无砟轨道整体道床施工，施工单位在施工中合理配置了轨道排架等设备，对施工工艺进行了改进和完善，顺利完成了该隧道的整体道床施工，取得了较好的经济效益和社会效益，并在实践中形成了本工法。隧道内双块式无砟轨道整道床施工场地布置如图2所示。

图2 双块式无砟轨道整道床施工场地布置图

2 工法优势

①机械设备简单可靠，资金投入少。②可实现机械化作业，一次浇筑道床混凝土成形，劳动强度低，作业安全。③测量工具简单，易操作，施工精度高，可提高工程质量。④施工程序简单，连续性强，各道工序衔接配合紧凑有序，全过程平行流水作业，施工进度快，工效高。⑤环境污染小，现场施工便于组织和管理。

3 适用范围

本工法适用于CRTS-I 型双块式无砟轨道整体道床的铁路隧道、城市地下铁道等工程（只要两侧有水平方向约束或可以形成水平方向约束即可满足施工条件）。

4 工艺原理

正式安装双块式轨枕、轨道排架之前，相关人员需结合施工现场的环境特点，建立临时的可移动组装平台，在该平台上进行一系列组装与安装任务。平台建成后，利用龙门吊完成就位，每组轨道排架间的连接由接头夹板来实现。为增强结构整体性，应利用轨道排架、螺纹丝完成局部加固。

①轨道排架在结构体系中的作用突出，为避免存在质量问题，必须利用特定型号的钢轨来制作，把控轨距、轨向、轨面平直度等关键参数。②利用两侧轨向调整丝杠完全固定轨排的轨向，如需将轨面高程控制在正常标准，应配备轨排支腿杠，在有需要的情况下上升或者下降轨排支腿杠，以调节高程大小。③为确保轨道排架的定位精度，主要需利用调轨的相关理论及方式。

5 施工工艺流程

5.1 施工工艺流程（图3）

图3 双块式无砟轨道整体道床施工工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 道床基地清洗

无砟轨道基础顶面必须平整，高程误差为0mm-20mm。施工前对基顶面进行凿毛，彻底清除泥块、浮砟等杂物，并用高压水冲洗，清刷干净基底表面，道床板混凝土灌注时基底不得有积水。基底处理后进行验收签认。

5.2.2 水沟外侧处理

施工作业期间随着道床板的伸缩现象，可能引发隧道侧沟边墙的开裂问题，为有效预防这一问题，浇筑道床板混凝土前期，有关人员需做好防开裂处理，涂刷乳化沥青隔离层。

5.2.3 基准点测设

基准点的测设至关重要，它是轨排架设与调整的基准。沿线每5m 设置一个基准点。基准点测设在两侧水沟顶上，在轨面线同一标高处，同时施工现场要按设计埋设基准器。施工作业开始之前为保障后续工作的顺利开展，有关人员需按照设计图纸在现场进行一系列测量，并将测量结果清晰记录和标记出来，在变坡点和竖曲线起点增设一个控制点。先加密中线点，后加密水准点。然后将中线点与水准点引至同一对应基准点，制表记录每个基准点的标高及基准点到线路中心线的距离，在恰当的位置按照相应标准布设隧道精密百米桩，减小或去除纵向施工导致的偏差，在后续有调整轨排需要的情况下利用此百米桩。基准点的测量结果对施工质量的影响较大，为得到相对准确的测量结果，相关人员需执行测量规范。经反复复核无误后，方可使用测量结果。

5.2.4 道床板钢筋网铺设及接地焊接

道床板钢筋在洞外加工，在洞内绑扎组装。钢筋进场后应做好存放工作，避免锈蚀及被油料污染。基底处理结束后按6.25m 的纵向间距组装，按设计尺寸在隧道内制作钢筋骨架，骨架钢筋采用φ18 钢筋，横向间距0.3125m；纵向钢筋采用φ16 钢筋，纵向间距0.2m，骨架用φ10 连接筋控制钢筋形状，确保钢筋安装后不侵入整体道床顶面及内层钢筋网的保护层厚度。绑扎是为了增强结构整体性，具体的操作中纵横向钢筋搭接位置应设置绝缘套管，以隔开钢筋，形成纵横向钢筋节点绝缘条件。每张钢筋网在横向伸缩缝位置断开，网下利用特定规格的预制垫块完成支垫处理，但需确保预制垫块、道床板混凝土标号的一致性，改变道床板的受力状态，使钢筋保护层厚度符合标准。垫块遵循梅花形布设要求，用移动式焊机焊接道床板钢筋和接地钢筋。钢筋和接地连接均要求有高质量的金属焊接。

5.2.5 组合式轨道排架铺设

①轨枕悬挂。组装双块轨枕之前，有关人员需做好一系列的前期工作，如检查其几何状态是否存在异常情况，重点检查桁架钢筋是否有弯曲、扭曲等异常问题，当轨枕状态与施工要求相一致后，按照特定的顺序将其放置于组装平台。门吊规范吊起空排架，使其到达组装平台正上方后再对位，缓慢落下，利用轨排上挂篮的方式将轨枕与排架可靠连接，连接部位使用螺栓。

②轨排联结及粗调。每榀轨排由门吊吊起运至铺设地点，利用二次衬砌墙两侧已标的里程点（带轨顶标高及距中线距离）定好轨排里程、高程及中线。先粗调排架轨距中点至线路中线，一般距中线±5mm；再旋转调整支腿螺柱定好轨顶标高，轨顶标高控制在±5mm 之内。轨排联结时，每榀轨排只调前端，下一榀轨排的后端与上一榀轨排的前端对接，轨排间应利用特定型号的钢轨夹板保持连接，每一接头均以1、3、4、6 的顺序拧紧4 套螺栓，按照设计标准设置、控制轨缝。11～14 榀轨排为经过连接处理的长轨道，其轨距、轨底坡均为固定值，无法根据实际需求来调节。借助左右支腿螺柱可调整这一长轨道的高低及水平，但需注意控制调节范围。利用轨向调节丝杠即可使轨向符合相关要求。

5.2.6 沉降缝、横向伸缩缝沥青板安装

道床板的长度较大，为提高其施工水平，有关人员必须在施工期间合理设置伸缩缝，如每间隔6.25m 即需布设一道横向伸缩缝沥青板，伸缩缝处于两相邻轨枕中间。为凸显伸缩缝在结构体系中的作用，相关人员需将伸缩缝布设在指定位置，并控制位置偏差。任何情况下伸缩缝都需要与线路中线相垂直，并且伸缩缝需贯穿道床板。伸缩缝下部用2900（长）×250（宽）×20（厚）mm 沥青浸木板（根据两侧水沟间实际净空宽度，确定沥青木板的加工长度），伸缩缝上部5cm 用2900（长）×64（宽）×20（厚）mm 楔型木板（根据两侧水沟间实际净空宽度，得到沥青木板的加工长度）。楔型木板在混凝土初凝以后应立即拆除，对于拆除后产生的分析，应及时填充和封闭。伸缩缝位置所设置的木板，在安装期间应遵循牢固性要求，严禁安装位置不佳、操作不规范等问题。在隧道沉降缝处增设一道伸缩缝，隧道沉降缝施工时根据二衬模板台车预留，位置不确定。施工时应注意，如与双块轨枕位置冲突应立即与设计单位联系解决。

5.2.7 轨排精调及锁定

轨排精调施工工艺流程见图4。

图4 轨排精调施工工艺流程

①按照相应的操作规范结束粗调后，需立即进入精调环节，由排架支腿、轨向调整丝杠实现。

②测量轨道数据：配备精密水准仪、塔尺，由专人操作这些仪器与工具，并与支腿相互配合，掌握轨面标高情况，将标高值与标准情况相对比，在偏差超出允许值时立即调整。轨排结构中线以轨排架上厂家标定轨距中点为准。

③10m 弦线调整：同时配合拉10m 弦线的方法进行整体排架的调整，消除三角坑，在调整过的点位及其相邻处用轨道尺将右轨调平，直至排架精度达到设计要求。

④锁定：检查轨排支腿螺柱及轨向调整丝杠有无松动，拧紧所有支腿螺柱及左右调整丝杠，锁定轨排。

5.2.8 道床混凝土浇筑

组装平台的后部位置布设输送泵，以方便物料的运输。在指定位置布设输送管道，且该管道需与排水沟方向一致，完全沿排水沟布设。浇筑混凝土期间利用弯管促进混凝土的输送。为保持混凝土性能优势，相关人员在前期的工作中需做好配合比试验，确定最佳配比，并依据施工中的材料需求，做好搅拌工作，控制搅拌时间，保障各种材料均匀混合。输送管不得接触排架、轨枕，保持输送管与这些构件之间的安全距离。当浇筑任务完成且通过验收后，有关人员需及时检查和维修设备，并清理现场。

5.2.9 道床混凝土捣固及抹面成型

混凝土捣固：现场配备插入式振捣棒，在道床板下部、轨枕四周遵循快插慢拔的原则完成振捣，保障振捣的充分性与均匀性，避免过振、漏振。整个作业期间应利用4 根插入式振捣棒，相互之间间隔2m，分前后两步完成振捣。前两个插入式振捣棒的工作范围为下部钢筋网、轨枕底部，后两个的工作范围为轨枕四周、底部。道床板表面的振捣作业应配备平板振捣器来完成，相关人员需控制振捣参数。混凝土抹面：浇筑作业完成后，在混凝土衬凝前人工对道床板混凝土顶面进行抹面整平，直线段按2%的横向人字形排水坡整平抹面；曲线段按外轨超高计算的单向横坡排水面整平抹面。

6 效益分析

采用本工法施工的双块式整体道床各项指标的检测结果显示，整体道床质量优良，轨面高程偏差在±2mm 内，轨向以一股钢轨为准，直线用10m 弦量，最大矢度不大于2mm；相邻差不大于2mm 的高精度要求，保证了隧道内超长无缝线路的铺设质量，受到了该段铁路局、建设指挥部、监理和设计单位的认同和高度评价。

采用本工法施工后，工期提前约1 个月，节省各类费用180 万元，取得了良好的经济效益和社会效益；整体道床设备购置费用少，使用、维修费用低，与大型施工设备相比较可节约费用150 多万元；操作简单，易于施工人员掌握，可节省人员培训费5 万元；组织上场快，施工效率高，可节省工时费及机电燃油费25 万元。本工法施工连续性强，各工序间隔距离合理，衔接配合紧凑有序，全过程平行流水作业，有利于文明施工。本工法施工，工程质量满足了整体道床高标准、高精度要求，同时推动了无砟轨道整体道床施工技术的进步，社会效益明显。