青岛地铁4 号线多等级减振预制道床施工技术研究

朱福民

（中铁十一局集团第三工程有限公司，湖北十堰 442000）

1 引言

地铁等公共交通的便利性给城市带来巨大的发展空间，对地铁周边产生虹吸效应[1]，地铁开通运营后，地铁站周围旧城、旧厂、旧村都趋向居住和商业的开发，站点区域开始呈现更强的公共性， 出现由低层平房更新至高层或超高层建筑[2]。针对既有运营线路保障地铁沿线居民的生活质量， 开展道床减振升级改造工作成为地铁设计中的一项紧迫的任务[3]。 本文以青岛地铁4 号线多等级减振预制道床为研究对象[4]，探索在设计施工阶段预留道床减振改造能力， 加强线路开通后扰民解决能力。

2 工程概况

青岛市地铁4 号线为主城区东西向的骨干线， 连接了市南区、市北区、崂山区，线路总体呈东西走向，从青岛城区的中部东西向连接老城区、东部新区以及崂山区沙子口。 本项目施工管段张村至彭家庄YDK20+883.900～YDK21+023.150 设置为多等级减振预制道床，长度216.100 m。

道床自上而下依次为钢轨、扣件、预制组合单元（预制道床板、预制基底板和减振层组成）、自密实混凝土，每组预制组合单元的道床板和基底板之间设有水平限位结构和防水密封结构。 多等级减振预制道床结构形式如图1 所示。

图1 多等级减振预制道床示意图（单位：mm）

3 施工准备

人、材、机准备：精调所需测量人员、施工人员提前进行技术安全交底工作。 准备吊装及运输机具并检查，物资材料以及施工所需的机具应满足现场要求， 对进场的预制组合单元及材料进行外观质量、类别、尺寸检查验收。

基底处理：清理隧道内杂物、浮尘、积水和油污，清理预制基底板底部的浮尘、油污等附着物。

CPⅢ控制网及控制点测设：提前建立CPⅢ控制网，并进行第三方单位复核， 用于后续预制轨道板板端四角控制点控制测量。

自密实混凝土配合比验证及揭板实验： 对道床施工全过程进行模拟实验，优化调整配合比，确定最佳施工配合比，对道床自密实浇筑工艺进行模拟，对道床施工工装改进。

4 施工工艺流程

多等级减振预制道床施工工艺流程： 测量放线→走行轨支立→铺设预制轨道板及钢筋网片→预制轨道板的精调→预制轨道板模板支立→预制轨道板定位检查验收→自密实混凝土灌注→工装拆除及线路恢复→板端间隙二次回填→排水沟防水处理→减振等级调整。

4.1 测量放线

根据线路图纸计算每块预制组合单元四角位置，根据CPⅢ控制网对预制组合单元四角位置进行放样， 作为后续施工依据。 注意预制组合单元均为标准直线板，曲线地段需“以直代曲”采用“半矢法”进行布板。

4.2 走行轨支立

走行轨同一般整体道床要求一致， 注意走行轨支腿间距≤1.2m，走行轨接头处增加一处支腿或设置2 个支腿，保证施工安全。

4.3 铺设预制轨道板及钢筋网片

通过专用吊具，利用4 个预埋吊点吊运。 将预制轨道板吊至轨道平板车上，预制轨道板两端需垫200 mm 厚方木，避免底部的门型筋支撑受力，运输至铺设作业面。

将材料运送至作业面后， 把4 根支撑螺杆拧至接触平板车板面。 先将钢筋网片放置到预制轨道板安装位置的管片上，然后使用轨道吊同步、匀速吊运预制轨道板至铺设处，根据定位线进行粗调，调整预制轨道板纵向、横向位置，然后将预制轨道板放置在钢筋网片上方， 微调4 个支撑螺杆， 让其均受力，螺杆不出现悬空现象。 放置时，可适当调整钢筋网片位置。直线段铺设时预制轨道板中心线要与设计轨道中心线重合；曲线地段铺设预制轨道板时考虑线路中心线与预制轨道板中心线偏移量。

4.4 预制轨道板的精调

预制轨道板粗调、 定位完成后， 首先将4 根连接螺杆旋紧。 然后安装预制轨道板精调工装，其中精调工装与管片采用垫板连接方式固定，精调工装与预制轨道板采用螺栓连接。

使用全站仪与CPⅢ控制网及调板软件，根据四角棱镜三维实际坐标和理论坐标的对比偏差来精调预制轨道板。 先调预制轨道板的水平位置再调整高程。使用精调工装的垂向千斤顶将预制轨道板整体提升， 然后将4 个支撑螺杆拧升80 mm左右，以留出预制轨道板精调空间.根据测量数据，使用精调工装上的横向千斤顶， 完成横向精调， 使用精调工装垂向千斤顶，完成高程精调。

4.5 预制轨道板模板支立

道床板精调完毕后， 在隧道壁上安装膨胀螺栓与防上浮工装相连接。 预制轨道板两侧铺上泡沫垫，安装封堵模板，将排气孔对应位置泡沫垫通开并安装防溢管。 道床板端头部位根据隧道形状制作端头模板并安装加固， 两块道床板断模间打入发泡剂防止进入混凝土。

4.6 预制轨道板定位检查验收

灌注自密实混凝土之前进行预制轨道板精调精度的再次检查，对不符合规范要求的进行再次精调，反复调整后，直至符合相关技术条件的要求。直线段预制组合单元道床板铺设定位精调测量偏差应符合表1 的规定，曲线段按设计要求确认。

表1 预制组合单元道床板铺设精调定位允许偏差表

预制组合单元道床板定位验收合格后， 使用扳手旋扭支撑螺杆顶紧管片，复测预制轨道板高度变化满足允许偏差，然后释放千斤顶，复测预制轨道板各位置满足允许偏差，即可拆卸精调工装。

4.7 自密实混凝土灌注

4.7.1 灌注前准备工作

自密实混凝土灌注前需对预制轨道板状态进行检查，检查密封装置是否固定牢靠、防上浮工装有无松动、排气孔防溢管是否安装。

轨道板高程较低孔位为灌注孔， 较高孔为观察孔， 安装PVC 套管保持混凝土液位。 灌注孔周围铺设雨花布或者土工布，防止混凝土污染。 灌注前3 h 使用喷雾对板底进行湿润。

4.7.2 自密实混凝土运输

自密实混凝土洞内运输采用平板罐车运输， 防止运输过程混凝土性能损失。 自密实混凝土运输过程中，应确保罐车转动，不发生分层、离析和泌浆等现象。 当运输车到达灌注现场时，应再次加速搅拌后方可卸料。 自密实混凝土的运输过程应快捷、方便，尽量减少自密实混凝土的转载次数和运输时间。

4.7.3 自密实混凝土灌注

自密实混凝土到达现场后， 需在现场先进行扩展时间T50和扩展度的试验， 其中T50控制在3～7 s， 扩展度的要求为≤680 mm，满足要求后方可使用。由平板罐车将自密实混凝土卸至灌注料斗内，使用铺轨机吊运灌注料斗至灌注位置。 灌注料斗单次集料数量不小于每块板的灌注量， 确保单块板实现一次性连续灌注。

铺轨机吊运灌注料斗至将待灌注轨道板处， 再次检查灌注情况，将自密实混凝土料通过溜槽流入自制漏斗，待漏斗充满后打开漏斗阀门，开始进行灌注工作，直至灌注完成。 灌注时，采用先慢后快再慢的方式，保证下料连续性，使自密实混凝土在组合单元下连续流动，一次性完成一块道床施工，单块灌注控制4 min 以内。 当所有排气孔排出混凝土粗骨料后，方可停止灌注。 如果出现预制轨道板移动时，应停止灌注，重新精调预制轨道板到设计位置后，再缓慢进行灌注。

灌注前应根据计划灌注预制轨道板数量， 提前计算所需的自密实混凝土量，每次灌注一块板，每块板必须一次灌注完成，严禁二次灌注。

4.8 工装拆除及线路恢复

灌注完成12 h 后（以现场灌注层初凝为准）将连接螺杆、支撑螺杆取出；灌注完成24 h 后，拆除封堵模板、防上浮工装，洒水养护，养护时间不得少于7 d；由轨道车运输扣件、钢轨至现场进行轨道安装，安装注意曲线位置轨缝对齐。

4.9 板端间隙二次回填

直线段灌注完成12 h 后（以现场灌注层初凝为准），保持侧面封堵模板不动，拆掉板端木模；二次回填自密实混凝土，灌注高度低于基底板上沿10～20 mm。

曲线段在预制轨道板灌注完成24 h 后将封堵模板全部拆除;在板端安装二次回填封堵装置，保证封堵工装间及与板、管片接触面贴好密封材料，灌注口在板侧较高一侧。 检查密封良好后，开始第二次灌注自密实混凝土，灌注完成12 h 后拆除工装，切去灌注口多余混凝土并抹平。

4.10 排水沟防水处理

隧道壁与道床两侧水沟底相互连接范围涂防水涂料，预制轨道板板缝位置自密实混凝土与预制轨道板相互连接范围涂防水涂料，防水涂料涂层最高处距离基底板顶面30 mm，不得与预制轨道板四周的密封条接触。 聚合物防水涂料厚度≥1.5 mm，应分层、交错涂刷。

4.11 减振等级调整

拆除代更换轨道板前后10 m 扣件，拆除轨道板灌浆口位置盖板，并清理现场防止杂物进入上下板间。 使用专用液压千斤顶在设计位置顶升道床使上下道床分离，当高度不足时使用特质钢制垫块增加高度。顶升过程中注意测量限位处上下板位移量，控制顶升高度。顶升工作高度足够后结束顶升，对板间减振垫按照需求进行更换，然后缓慢释放液压使上部预制板在重力下缓慢下落，最终缝隙完全密封后对线路进行恢复。

5 结语

项目本段多等级减振预制道床为开工后的设计变更，相关准备工作时间预留不足，对施工工装、施工工艺验证、减振等级调整等技术进行了验证，但未能形成全流程的流水施工，道床综合进度指标预计可达到特殊减振道床进度指数。 经过本段多等级减振预制道床的施工，建议对其进行下列改进：优化预制板及模具的设计，提高预制板质量，降低预制板重量；继续优化精调工装及方法，提高精调速度和精度；优化防浮和封堵工装，减轻工装的重量，提高施工便利性；提前确定设计方案，预留充足施工准备时间。