孟祥義

(中鐵十八局集團(tuán)有限公司,天津 300222)

1 概述

無(wú)砟軌道是以整體混凝土結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有砟軌道的軌枕和散粒體碎石道床的軌道結(jié)構(gòu),具有穩(wěn)定性、剛度均勻性、耐久性、維修工作量顯著減少等特點(diǎn)。無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)是高速鐵路的一個(gè)發(fā)展方向,在我國(guó)高速鐵路和客運(yùn)專線上將具有廣闊的應(yīng)用前景。

無(wú)砟軌道類型大致分類為軌枕埋入式和板式軌道兩類,如圖1所示。

圖1 無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)

2 工程概況

白云山隧道全長(zhǎng)6827 m,起迄里程為DK40+550～DK47+377。進(jìn)口1 253 m為車站隧道,由四線雙連拱、三線大跨及燕尾式組成,其余地段為單線隧道。

白云山隧道Ⅱ線位于Ⅰ線右側(cè),Ⅰ線與Ⅱ線之間利用橫通道相連接。

白云山隧道雙塊式無(wú)砟軌道施工,預(yù)制塊由建設(shè)單位招標(biāo)廠家集中預(yù)制,我單位負(fù)責(zé)預(yù)制塊安裝、道床板混凝土澆筑施工等工作。

Ⅰ線：DK41+464.5～DK47+352段為無(wú)砟軌道,長(zhǎng)5 887.5 m(共計(jì)942塊道床板)。

Ⅱ線：ⅡDK41+464.5～ⅡDK47+355段為無(wú)砟軌道,長(zhǎng)5 901.66 m(共計(jì)944塊道床板)。

3 施工組織

3.1 施工隊(duì)伍安排及任務(wù)劃分

根據(jù)白云山隧道的實(shí)際情況,分進(jìn)口和出口兩個(gè)工區(qū)。無(wú)砟道床作業(yè)組織如表1所示。

表1 無(wú)砟道床作業(yè)組織

3.2 施工設(shè)備選型與配備

主要施工設(shè)備配置如表2所示。

表2 主要施工設(shè)備配置

4 進(jìn)度指標(biāo)分析

道床板每段長(zhǎng)6.25 m(含伸縮縫),每個(gè)軌道排架施工一塊道床板,為減少施工干擾,每個(gè)工作面分兩個(gè)作業(yè)區(qū),每一工作循環(huán)施工81.25 m。道床作業(yè)循環(huán)施工時(shí)間安排：從“軌排安放及粗調(diào)”到“道床板混凝土澆筑”,每一循環(huán)時(shí)間分配如表3所示。

表3 每一循環(huán)時(shí)間分配

基底鑿毛、清理,底層鋼筋綁扎、抹面及養(yǎng)護(hù),軌排架拆卸和道床板整理為平行作業(yè),不占用循環(huán)時(shí)間。

根據(jù)上表分析,每次施工長(zhǎng)度為81.25 m,所用時(shí)間為1 d,故進(jìn)度指標(biāo)為：81.25 m/d(每個(gè)工作面)。

5 施工方案

組合軌道排架法可簡(jiǎn)述為：工廠精確加工軌道組合排架,使用軌道排架作為工具軌集中組裝軌排,專用吊具吊裝鋪設(shè),粗調(diào)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行軌道排架粗調(diào),專業(yè)軌道檢測(cè)小車控制軌道的精確調(diào)整,泵送混凝土入模,專業(yè)軌道檢測(cè)小車全程檢查控制。

6 施工工藝和方法

6.1 施工工藝流程

無(wú)砟軌道施工工藝流程如圖2所示。

6.2 施工準(zhǔn)備

圖2 無(wú)砟軌道施工工藝流程

在無(wú)砟軌道施工前,做好施工準(zhǔn)備相當(dāng)重要,主要包括：控制測(cè)量、預(yù)埋件檢查、線下工程沉降評(píng)估、CPⅡ和CPⅢ網(wǎng)復(fù)測(cè)及線路擬合、無(wú)砟軌道施工設(shè)備準(zhǔn)備、施工培訓(xùn)與技術(shù)交底、鋼筋保護(hù)層同級(jí)混凝土預(yù)制塊等工作。

6.3 底板處理

在無(wú)砟軌道施工前,對(duì)底板進(jìn)行鑿毛處理,清理干凈。

在進(jìn)行道床板施工前,按照鐵路客運(yùn)專線質(zhì)量檢查及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的項(xiàng)目,全面進(jìn)行檢查驗(yàn)收,確保滿足鋪設(shè)無(wú)砟軌道的要求。

6.4 鋼筋和軌枕存放和運(yùn)輸

(1)鋼筋

進(jìn)場(chǎng)鋼筋在庫(kù)篷存放、檢驗(yàn),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)合格后進(jìn)行加工；鋼筋運(yùn)進(jìn)隧道內(nèi),根據(jù)使用數(shù)量,分段間隔放置在隧道底部的兩側(cè)。

(2)軌枕

雙塊式軌枕采用普通平板車運(yùn)輸,汽車吊裝卸。

軌枕運(yùn)輸?shù)焦さ?堆放場(chǎng)地為隧道洞口段場(chǎng)地,在隧道施工面設(shè)置軌排組裝場(chǎng)。

6.5 底層鋼筋安裝

(1)框架放線

采用全站儀,每6.25 m一個(gè)放樣中線點(diǎn),中線點(diǎn)采用水泥鋼釘,邊框線可以石筆或粉筆畫出,用鋼卷尺量出底層鋼筋間距,用粉筆標(biāo)記。

(2)布置橫向鋼筋

按照設(shè)計(jì)圖紙,鋼筋采用 φ16螺紋鋼,布置完畢后安裝16 mm×16 mm的絕緣卡,要求每一與縱向連接處都有絕緣卡。

(3)布置縱向鋼筋

按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行縱向鋼筋的安裝,要求縱向鋼筋與絕緣卡連接,全部安裝完畢后,絕緣處上塑料扎絲。

底層鋼筋綁扎完畢后,按梅花形布置預(yù)制好的混凝土墊塊,每平方米不少于4塊。

6.6 軌排組裝和吊裝

使用6.25 m軌排架組裝軌排,軌排組裝場(chǎng)設(shè)置在隧道內(nèi),每一施工作業(yè)區(qū)設(shè)置1個(gè)移動(dòng)軌排組裝平臺(tái),組裝好的軌排,用龍門吊按照軌枕位置安裝軌排。

(1)軌排組裝平臺(tái)的制作

移動(dòng)式軌排組裝平臺(tái)可通過(guò)平臺(tái)絲杠調(diào)平裝置精確調(diào)平,可以通過(guò)機(jī)械牽引或人力移動(dòng),平臺(tái)上設(shè)置兩排10根軌枕的定位座(誤差1 mm),一端頂部設(shè)置鋼軌對(duì)位鋼板擋頭。

(2)軌排的組裝

軌枕在軌排組裝平臺(tái)上完成組裝。

(3)軌排的運(yùn)輸

根據(jù)該隧道為單線的特點(diǎn),每一個(gè)施工面配屬兩臺(tái)單線龍門吊,雙塊式軌枕采用平板車運(yùn)至施工作業(yè)面,在加工平板小車上進(jìn)行安裝,然后采用龍門吊就位安裝。

6.7 軌排架的粗調(diào)

利用軌道排架的絲杠支腿(調(diào)整高程和水平)和軌向鎖定器(調(diào)整軌道中心)進(jìn)行,使用軌道排架橫向、豎向調(diào)整機(jī)構(gòu)完成軌排的粗調(diào)工作；調(diào)整原則以先中線后水平的順序循環(huán)進(jìn)行。

6.8 上層鋼筋安裝

軌道粗調(diào)工序完成后,進(jìn)行道床板上層縱橫向及接地鋼筋安裝。結(jié)構(gòu)鋼筋之間采用絕緣卡子絕緣,并綁扎絕緣扎絲。接地鋼筋采用“L”形鋼筋焊接,單面焊接長(zhǎng)度不得小于10 cm。

6.9 綜合接地

(1)接地鋼筋連接

接地鋼筋采用“L”形鋼筋焊接,單面焊接長(zhǎng)度不得小于10 cm。每一6.25 m排架用三根縱向上層鋼筋與一根橫向鋼筋進(jìn)行焊接。

(2)接地端子安裝

接地端子采用焊接方式固定在道床兩側(cè)接地鋼筋上,兩塊道床板上端子間距不得大于40 cm。接地端子露出道床板混凝土面5 mm左右。

道床板接地每100 m形成一個(gè)接地單元,接地單元中間部焊接一個(gè)絕緣端子與“貫通地線”單點(diǎn)“T”形可靠連接,接地單元的接地端子不連接。

(3)絕緣電阻測(cè)試

首先通過(guò)目測(cè)檢查,鋼筋沒(méi)有直接搭接接觸情況,絕緣卡安裝良好,沒(méi)有脫落現(xiàn)象；然后用手搖的ZC25B-4型兆歐表進(jìn)一步檢查鋼筋間的絕緣情況,相互絕緣的鋼筋之間電阻必須達(dá)到2 MΩ,驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序。

6.10 模板安裝

(1)縱向側(cè)模板安裝

側(cè)模板采用[30槽鋼,按長(zhǎng)短分為接頭模板和中間模板兩種,接頭模板和中間模板間用插銷聯(lián)結(jié)成組合體,水平支撐固定。由于整體道床與水溝電纜槽間間距只有23 cm,所以水平支撐采用方木直接支撐在水溝電纜槽上。模板表面在澆筑混凝土前應(yīng)涂刷脫模劑。

(2)安放伸縮縫鋼板

伸縮縫設(shè)在前后兩塊道床板之間并貫通整個(gè)道床橫斷面,每隔6.25 m(10對(duì)無(wú)砟軌枕)設(shè)一伸縮縫,寬度為2 cm。施工時(shí)先采用鋼板預(yù)留伸縮縫,后期采用瀝青或?yàn)r青砂漿嵌縫。

6.11 軌道排架精調(diào)

為了得到較為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù),使用軌道檢測(cè)小車進(jìn)行測(cè)量時(shí),需要按照“定點(diǎn)定位,順序進(jìn)行,兩點(diǎn)一線”的原則進(jìn)行。距離測(cè)站20～80 m長(zhǎng)度范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確度,搭接測(cè)量段和順接段長(zhǎng)度宜在6.25～20 m之間(一般取10 m),具體長(zhǎng)度根據(jù)測(cè)量距離和兩次測(cè)量數(shù)據(jù)比較確定；測(cè)量時(shí),測(cè)站位置、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)的分析判斷很重要,必須綜合考慮。

精調(diào)采用天拓天寶S6全站儀和相應(yīng)的配套測(cè)量小車,以及萊卡2003配國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)沙悅誠(chéng)生產(chǎn)的測(cè)量小車各一套。

6.12 混凝土澆筑

(1)澆筑方法

自動(dòng)計(jì)量拌和站集中拌制混凝土,混凝土攪拌運(yùn)輸車將混凝土運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),混凝土輸送泵直接將混凝土泵送入模,平板振搗器配合插入式振搗器振搗。

(2)施工技術(shù)要點(diǎn)

混凝土的品質(zhì)必須在整個(gè)澆筑過(guò)程中保證始終恒定,每車運(yùn)送的混凝土坍落度應(yīng)該處于設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。

在混凝土澆筑前,使用防護(hù)罩保護(hù)鋼軌及軌枕不被混凝土污染。

混凝土保持從起始端一個(gè)軌枕的澆筑口灌注,直至軌枕面下1.0 cm,振搗密實(shí)后移至下一個(gè)軌枕澆筑口,使用振搗棒振動(dòng)密實(shí)。表面使用木抹抹平順。

第一個(gè)軌枕下混凝土未密實(shí)之前,不要將澆筑口移至下一處。

灌注過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)軌枕底部及其周圍混凝土的振搗。振搗時(shí)應(yīng)避免搗固棒接觸軌排及支撐架,插點(diǎn)布置均勻,不得漏振。同時(shí)注意軌排幾何狀態(tài)的變化,保證軌排、模板、支撐架的穩(wěn)定牢固,并隨時(shí)監(jiān)測(cè)。

道床板混凝土灌注密實(shí)后,表面需要抹面平整,抹面應(yīng)形成設(shè)計(jì)的橫向排水坡,在抹面的同時(shí)清理鋼軌、軌枕、扣件和支撐架等表面的灰漿。收光抹面分三次進(jìn)行。

必須逐根檢測(cè)軌底與復(fù)合橡膠板是否密貼,防止因扣件組裝不嚴(yán)格導(dǎo)致軌道不平順。軌排經(jīng)過(guò)精調(diào)驗(yàn)收合格后進(jìn)行道床板混凝土的灌注。施工中應(yīng)防止碰軌道排架。由測(cè)量人員、質(zhì)檢專人負(fù)責(zé),通過(guò)全站儀、水準(zhǔn)儀和萬(wàn)能道尺,隨時(shí)檢查鋼軌及軌枕的位置、軌距、水平,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)校正。

6.13 拆除軌排及模板

道床板混凝土強(qiáng)度達(dá)到5 MPa,可拆除軌道排架。道床混凝土未達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%前,嚴(yán)禁各種車輛在道床上通行,或碰撞支承塊。

先拆掉扣件螺栓,然后采用門吊拆除排架。拆除中注意保護(hù)成品混凝土。

在澆筑混凝土間隙,利用龍門吊將縱、橫向模板和鋼軌等材料從后方運(yùn)至前方。

6.14 預(yù)留孔處理、養(yǎng)護(hù)及成品保護(hù)

(1)預(yù)留孔處理

在取出調(diào)整絲杠支腿裝置之后,絲杠支腿的空孔采用高標(biāo)號(hào)的混凝土砂漿進(jìn)行灌注,灌注要求飽滿密實(shí),同時(shí)對(duì)混凝土整體外觀進(jìn)行檢查整理。

(2)混凝土養(yǎng)護(hù)

初期養(yǎng)護(hù)采用噴霧器霧化方式；后期養(yǎng)護(hù)(拆除軌道排架后)采用土工布覆蓋噴水保濕方式；養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7 d或10 d,具體時(shí)間可以根據(jù)溫度情況確定。

(3)成品保護(hù)

道床板澆筑完畢后,必須保證混凝土成品以及軌枕塊不被破壞,WJ-7A型扣件不被破壞和被盜。

7 物流方案

白云山隧道無(wú)砟軌道施工分進(jìn)出口兩段施工,兩端均從中間分界線向進(jìn)出口方向施工,縮短了獨(dú)頭施工的距離,便于物流組織。

7.1 Ⅰ線物流組織方案

由于有Ⅱ線通道存在,Ⅰ線物流組織相對(duì)靈活一些,施工中應(yīng)充分利用Ⅱ線通道多方案多形式組織。橫通道的口部預(yù)留15 m左右水溝電纜槽不施工,無(wú)砟軌道施工將至?xí)r,再澆筑水溝電纜槽。

7.2 Ⅱ線無(wú)砟軌道物流組織方案

Ⅱ線無(wú)砟軌道施工,物流組織相對(duì)困難,由于Ⅰ線已施工完畢,不能再用作施工通道。

其余的物流組織都與前種情況一樣,只有混凝土運(yùn)輸澆灌有差別。就目前的現(xiàn)狀看,只有一種施工工況。

能夠停進(jìn)輸送車的橫通道,暫時(shí)施工靠近Ⅰ線的一半襯砌,靠近Ⅱ線的位置暫不施工(15 m左右的電纜槽也不施工),以便輸送車停放。待無(wú)砟軌道施工將至?xí)r再施工。

混凝土輸送泵安裝Ⅱ線正洞內(nèi),接輸送管至澆筑現(xiàn)場(chǎng)?；炷凛斔蛙囃瑯油Ｔ冖蚓€正洞內(nèi)供料,利用橫通道做為輸送車匯車之用,這樣可以加快混凝土的供應(yīng)速度,同時(shí)減少輸送車倒車距離。

8 結(jié)束語(yǔ)

做好預(yù)埋件(特別是過(guò)軌預(yù)預(yù)埋件)的清理工作極其重要,道床板一旦施工成型,拆除、重新施工相當(dāng)困難。

無(wú)砟軌道技術(shù)、質(zhì)量控制點(diǎn)多,精度要求高,綜合性較強(qiáng)。因此,有一定施工經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)歷的專業(yè)化高素質(zhì)技能隊(duì)伍是保證無(wú)砟軌道工程質(zhì)量的一個(gè)重要前提,尤其是對(duì)于工期緊張的線路。

引入的CPⅢ施工基標(biāo)精密控制網(wǎng)、高精度的絕對(duì)定位測(cè)量控制手段與以往的鐵路建設(shè)測(cè)量理念不同,要引起高度重視,尤其是測(cè)量?jī)x器的選用、測(cè)量方法的掌握和數(shù)據(jù)結(jié)果的綜合評(píng)判等。

抓好施工過(guò)程控制,保證無(wú)砟軌道施工質(zhì)量(關(guān)鍵是道床板混凝土質(zhì)量及軌道的幾何尺寸)。

由于空間狹小,平行作業(yè)受限,各施工工序銜接組織極其重要。如果安排不合理,就會(huì)造成施工工序間脫節(jié)及勞力窩工現(xiàn)象?；炷潦┕诹^多,分配任務(wù)一定要明確,特別是搗固人員及收光抹面人員要固定。

混凝土運(yùn)輸時(shí)間一般較長(zhǎng),不利于混凝土入模,所以對(duì)混凝土攪拌質(zhì)量要求嚴(yán)格。

加工好的半成品鋼筋不宜過(guò)早放入洞內(nèi),因洞內(nèi)濕度相當(dāng)大,鋼筋易生銹,銹水能將上下層鋼筋連通,對(duì)絕緣電阻測(cè)試不利。

每次軌排組裝前,要對(duì)扣件及軌排進(jìn)行全面清潔,否則會(huì)影響施工精度及抹面效果。

收面抹光及后期清理工作時(shí)間緊,且工作量大,需要合理安排人員,確保收面及時(shí)。

單線施工場(chǎng)地窄小,物流組織相當(dāng)困難,特別是Ⅱ線施工。所以,充分利用現(xiàn)有的橫通道極其重要。

充分理解線路擬合的含義,做好擬合資料的提供和復(fù)核,盡量減少擬合時(shí)間及重復(fù)工作,對(duì)無(wú)砟軌道盡早開(kāi)工相當(dāng)有利。

[1]何華武.無(wú)碴軌道技術(shù)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社,2005

[2]TZ216—2007 客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程施工技術(shù)指南[S]

[3]鐵建設(shè)[2007]85號(hào) 客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S]

[4]朱高明.國(guó)內(nèi)外無(wú)砟軌道的研究與應(yīng)用綜述[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2008(7)

[5]鄧雪松.Rheda2000型無(wú)碴軌道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的分析和探討[J].鐵道建筑技術(shù),2005(6).

[6]周玉輝.遂渝鐵路鋪設(shè)無(wú)碴軌道測(cè)量技術(shù)有關(guān)問(wèn)題的探討[J].鐵道建筑技術(shù),2005(6).