郝軍 中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限有公司 710043

客運(yùn)專(zhuān)線CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)

郝軍 中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限有公司 710043

文章以鄭西客運(yùn)專(zhuān)線CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工為例，系統(tǒng)地總結(jié)了CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工的工序組織、工藝技術(shù)，對(duì)客運(yùn)專(zhuān)線CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。

CRTSⅡ型；雙塊式；無(wú)砟軌道

新建鐵路鄭州至西安客運(yùn)專(zhuān)線，設(shè)計(jì)開(kāi)通速度350km/h。公司承建的西安樞紐客運(yùn)北環(huán)線KHZQ11標(biāo)段，線路全長(zhǎng)31. 939km，其中無(wú)砟軌道總長(zhǎng)27.02Km，引進(jìn)德國(guó)旭普林CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道技術(shù)施工。

CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道橫斷面見(jiàn)圖1。

1. CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道技術(shù)原理

CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)是在水硬性承載層上，進(jìn)行無(wú)伸縮縫的混凝土承載板的施工，軌枕和混凝土承載板澆筑在一起，利用精確定位的支撐柱對(duì)模板及軌枕進(jìn)行定位。其結(jié)構(gòu)體系主要包括支撐層（底座板）、道床板、雙塊式無(wú)砟軌道。

圖1 CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道橫斷面圖

鄭西客運(yùn)專(zhuān)線KHZQ11標(biāo)路基支撐層寬380cm，厚30cm，道床板寬280cm，厚24cm，連續(xù)澆注一次成型，支撐層在澆注完混凝土24～36h內(nèi)切割5mm寬，10cm深假縫。橋梁底座板寬280cm，厚17cm (19cm)，道床板寬280cm，厚26cm，施工時(shí)按板塊分別施工，標(biāo)準(zhǔn)板塊大小為6. 44m，有少部分異形板塊，異形板塊大小在400cm～800cm之間，板塊與板塊間留10cm結(jié)構(gòu)縫。

2.CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)無(wú)砟軌道施工前，必須對(duì)已完工的路基、橋涵及隧道進(jìn)行全面檢測(cè)，通過(guò)繪制沉降變形曲線，預(yù)測(cè)地基及不同結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的工后沉降、變形，編制并提交《無(wú)砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估報(bào)告》，作為無(wú)砟軌道施工的依據(jù)。

(2)所有無(wú)砟軌道施工及管理人員應(yīng)進(jìn)行崗前培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后持證上崗。

(3)無(wú)砟道床成套施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)并安裝調(diào)試完成，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行操作和精度確認(rèn)。

(4)無(wú)砟軌道工藝試驗(yàn)完畢，施工工藝已經(jīng)優(yōu)化，施工設(shè)備性能良好，配套合理。

(5)無(wú)砟軌道原材料及軌道部件進(jìn)場(chǎng)并提供質(zhì)量證明文件，按有關(guān)要求進(jìn)行抽檢，合格后方可使用。

2.2 測(cè)量精調(diào)

無(wú)砟軌道施工前，應(yīng)完成基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）的建立，并與基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）或線路控制網(wǎng)（CPⅡ）銜接?；鶚犊刂凭W(wǎng)（CPⅢ）為三維坐標(biāo)，即每個(gè) CPⅢ控制點(diǎn)集平面、高程于一體。通過(guò) GL-survey 一體化測(cè)量軟件計(jì)算，使用全站儀自由設(shè)站，后視CPIII 控制點(diǎn)，專(zhuān)用放樣棱鏡進(jìn)行支腳放樣和精調(diào)。

2.3 路基支承層施工

支承層施工之前，檢查級(jí)配碎石層的高度、形狀、土層的密度及承載能力是否滿足旭普林無(wú)砟軌道建造體系地基工程驗(yàn)收準(zhǔn)則要求。承載面上出現(xiàn)的任何沉降、變低、凹槽，都應(yīng)當(dāng)在開(kāi)始支承層施工之前予以修正。為防止混凝土凝固過(guò)程所需要的水份被下部基礎(chǔ)吸收，施工前將下面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)先濕潤(rùn)處理。

利用 CPIII 點(diǎn)放出模板位置，安裝固定模板，報(bào)檢合格后灌注混凝土。一線施工時(shí)，混凝土運(yùn)輸車(chē)沿另一線開(kāi)至模板的側(cè)方向，直接將混凝土導(dǎo)入模板內(nèi)；二線施工時(shí)，混凝土運(yùn)輸車(chē)通過(guò)施工便道進(jìn)入場(chǎng)地，然后調(diào)頭，倒車(chē)至施工的最前方，將混凝土導(dǎo)入模板內(nèi)。采用振搗棒將混凝土振搗密實(shí)，人工整平至設(shè)計(jì)橫截面形狀。施工時(shí)通過(guò)測(cè)量整理、控制支承層高度，支承層的每一層或每一個(gè)施工段落內(nèi)，必須使用相同的材料。

混凝土初凝后，立刻進(jìn)行噴水霧養(yǎng)護(hù)，澆水量需始終保證結(jié)構(gòu)表面有一層薄薄的水膜。按 5m 間距及時(shí)用混凝土切割機(jī)切出支承層厚度 2/3 深的縫，切縫應(yīng)盡量避免在軌枕下方。

2.4 底座板施工

橋梁上底座進(jìn)行分段施工，同橋上道床板按設(shè)計(jì)要求尺寸進(jìn)行分段施工，段之間結(jié)構(gòu)縫寬 10cm。在施工前將梁體保護(hù)層表面清理干凈，在施工前 2 天，多次澆濕保護(hù)層表面，保持充分濕潤(rùn)。

根據(jù)測(cè)量放樣，精確安裝側(cè)模板、結(jié)構(gòu)縫端模板和抗剪凹槽模板，并支撐牢固。兩側(cè)模板連續(xù)設(shè)置，在結(jié)構(gòu)縫處安裝橫向模板。模板位置，由測(cè)量員采用±5mm 的精確度進(jìn)行測(cè)量。針對(duì)中部抗剪凸臺(tái)的摟空處理，混凝土施工需要相應(yīng)的模板框。模板框做成漏斗型，以方便在混凝土初凝后拆除。

在安裝抗剪凹槽模板的同時(shí)完成彈性墊片的安裝，即在模板框四面鋪好彈性墊片，對(duì)于角部的連接縫可以采用密封條粘結(jié)。為了保證在模板被拆除后，彈性墊片與下部結(jié)構(gòu)板的良好連接，在漏空處四個(gè)接觸面上每邊安裝兩個(gè)塑料固定錨栓。

底座沒(méi)有配置鋼筋網(wǎng)，只有混凝土保護(hù)層伸出的連接門(mén)形筋。底座凹槽必須精確定位，若定位失誤，會(huì)使抗剪凸臺(tái)移位，導(dǎo)致道床板抗剪凸臺(tái)的布設(shè)鋼筋的移位，進(jìn)而影響上部軌枕的壓入施工，所以在進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)板的混凝土施工前，必須非常仔細(xì)審查抗剪凸臺(tái)處的位置精確性。

混凝土由攪拌運(yùn)輸車(chē)通過(guò)橋下施工便道運(yùn)至施工地點(diǎn)附近，采用混凝土泵車(chē)將混凝土導(dǎo)入模板內(nèi)。采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。保證混凝土施工材料的均勻分布，混凝土進(jìn)行均勻地完全地?fù)v實(shí)。混凝土初凝后（灑水）覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。

2.5 路基—橋梁過(guò)渡段施工

2.5.1 支承層施工

為了平衡基礎(chǔ)的剛度差異及沉降差，過(guò)渡段路基上無(wú)砟軌道的支承層厚度逐漸變大。這個(gè)變化從橋臺(tái)前 10.5 m 處開(kāi)始，在過(guò)渡段開(kāi)始的 0.5 m 范圍內(nèi)，支承層的厚度從 30 cm 增厚為 80 cm，在橋臺(tái)前結(jié)束，橋臺(tái)前 10m 范圍內(nèi)支承層厚度一直為 80cm。

2.5.2 錨固螺栓

在過(guò)渡段支承層混凝土中，垂直于支承層，布置 2 道 4￠25 mm 錨固螺栓。在道床板混凝土施工前，測(cè)量放線定位錨固螺栓的位置，然后在支承層中鉆孔，鉆孔直徑為40 mm，鉆取的深度為200 mm。鉆孔通過(guò)氣槍清除雜物，預(yù)先濕潤(rùn)鉆孔，鉆孔采用水泥砂漿填滿，再將 400 mm長(zhǎng)、 25 mm 的錨固螺栓旋轉(zhuǎn)安裝在鉆孔里。錨固螺栓有大約 200 mm 深入埋入混凝土道床板中。最后對(duì)所有錨固件進(jìn)行一次檢查，是否都在軌枕間距內(nèi)進(jìn)行布置，是否會(huì)影響軌枕施工。

2.6 隔離層施工

在施工前將下部結(jié)構(gòu)表面包括凹槽內(nèi)清理干凈，然后底座板頂面鋪設(shè)土工布。首先將土工布平鋪于底座表面上，土工布四周與底座板平齊且用透明膠帶固定，然后在抗剪凹槽位置用刀割出方孔。割下的那塊鋪在凹槽內(nèi)混凝土保護(hù)層的表面，并將彈性墊片貼于凹槽四周采用透明膠帶密封，確?；炷潦┕r(shí)不會(huì)有混凝土漏入。

2.7 道床板施工

道床板主要包括支撐柱、模板安裝；鋼筋布設(shè)、接地焊接；復(fù)測(cè)支撐柱；砼澆注、養(yǎng)護(hù)。

2.7.1 支撐柱、模板安裝

使用高精度全站儀在支承層上放樣定點(diǎn)，并用輔助標(biāo)尺在支承層上為支撐柱和鋼模板軌道鉆孔，然后安裝兩側(cè)支撐柱，并固定好。一般在直線段每隔3.27m安放支撐柱，曲線段兩支撐柱中心線與線路中心線保持垂直，外側(cè)兩支撐柱距離為3. 27m，內(nèi)側(cè)兩支撐柱距離小于3.27m。

完成支撐柱的粗安裝以后，即可以安裝并固定混凝土道床板的鋼模板軌道。在支撐柱位置處，鋼模板軌道被中斷，采用一個(gè)附加的鋼軌進(jìn)行連接，且該斷開(kāi)處通過(guò)獨(dú)立的中間板作為補(bǔ)充模板。

2.7.2 鋼筋布設(shè)、接地焊接

按照每塊道床板配筋分類(lèi)捆綁在一起，并提前運(yùn)輸、存放于施工現(xiàn)場(chǎng)。

道床板的配筋包括縱向鋼筋、橫向鋼筋以及抗剪凸臺(tái)處的鋼筋籠（路基和隧道內(nèi)沒(méi)有此鋼筋籠）。所有縱向鋼筋與橫向鋼筋之間用絕緣卡綁扎，做好絕緣處理。且鋼筋相互間電阻采用絕緣電阻表測(cè)試，其值應(yīng)不小于2兆歐。綁扎鋼筋的同時(shí)進(jìn)行接地處理，接地鋼筋的搭接必須采取焊接搭接的形式，其它所有的搭接形式采用鋼筋相互錯(cuò)開(kāi)的綁扎搭接形式。

在節(jié)點(diǎn)內(nèi)中間位置（約 50m 處，接地間距為約 100m）布設(shè)橫向鋼條（50mm ×5mm）與三根縱向接地鋼筋相連，連接之處采用焊接處理，橫向接地鋼條與其他的鋼筋的接觸采用完全絕緣處理。而后橫向鋼條與接地端子相連，鋼條的長(zhǎng)度恰好使接地端子抵在鋼模板內(nèi)側(cè)，并垂直于鋼模板軌道。接地端子的螺栓孔內(nèi)塞滿海綿，防止后續(xù)施工時(shí)有混凝土滲入孔內(nèi)。

2.7.3 復(fù)測(cè)支撐柱

道床板混凝土施工之前，再次對(duì)支撐柱位置進(jìn)行專(zhuān)門(mén)檢查，通過(guò)專(zhuān)用工具檢測(cè)同一對(duì)支撐柱之間的距離與超高情況。支撐柱經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行道床板混凝土施工，保證在道床板施工軌枕嵌入位置的準(zhǔn)確和萬(wàn)無(wú)一失。

2.7.4 澆筑混凝土

砼通過(guò)輸送泵或者混凝土運(yùn)輸罐車(chē)直接將混凝土導(dǎo)入模板內(nèi)后，混凝土壓實(shí)單元就位，用隨機(jī)配置的2個(gè)振動(dòng)棒振搗混凝土，同時(shí)開(kāi)啟振動(dòng)框架，將混凝土整平壓實(shí)。通過(guò)刮板將混凝土表面按相關(guān)規(guī)定刮成設(shè)計(jì)形狀。

在混凝土澆筑后1小時(shí)左右，在水泥漿體硬化前對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗。搗棒在工作的情況下放于混凝土表面，讓其自動(dòng)進(jìn)入混凝土中，搗棒到達(dá)混凝土底部時(shí)慢慢將其拔出。

混凝土振搗密實(shí)后，人工用木抹子對(duì)混凝土表面進(jìn)行初次抹面，混凝土初凝前人工用鐵抹子進(jìn)行二次抹面和壓光，在混凝土與軌枕交接之處進(jìn)行鉤邊，由混凝土往軌枕塊方向進(jìn)行。抹面完成后，及時(shí)清刷支撐柱、橫梁、框架和軌枕，防止污染。

2.7.5 軌枕安裝

利用平板運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送5×5形式碼放成垛的軌枕到安裝地點(diǎn)，采用25t汽車(chē)吊卸車(chē)。軌枕垛按間距16.35m擺放在施工地段兩側(cè)，擺放時(shí)軌枕層間放置10×10cm方木，軌枕垛下墊木方，保證擺放位置的平穩(wěn)。路基上，軌枕垛擺放在線路側(cè)的路肩上；橋上，軌枕垛擺放在橋兩側(cè)防撞墻外側(cè)電纜溝槽蓋板上。軌枕擺放時(shí)要避開(kāi)CPⅢ控制基樁，并滿足測(cè)量的通視要求。

軌枕安裝單元從裝配單元取1根橫梁和1個(gè)組裝好5根軌枕的軌枕框架，前行到要安裝的地段內(nèi)，先將橫梁放置在一對(duì)支撐柱上，然后將安裝好5根軌枕的框架振動(dòng)壓入混凝土。

施工時(shí)，橫梁將居中地放置在支撐柱上，固定的一端放在軌道有超高的一側(cè)。在整個(gè)施工段內(nèi)，固定端都用紅色標(biāo)記，活動(dòng)端為綠色。在軌枕框架放置到橫梁上時(shí)，也采用相同的原則實(shí)現(xiàn)，一根橫梁上總是放置兩組軌枕框架。

完成軌枕框架的混凝土澆筑以后，立刻檢查軌枕框架和橫梁之間的接觸面。必須保證所有的接觸點(diǎn)都相互接觸到，之間沒(méi)有任何空隙。只有軌枕框架直接放置在橫梁上，才能保證枕軌在混凝土中的正確位置。

軌枕在壓入道床板混凝土后，前面已經(jīng)完成的混凝土的表面又會(huì)產(chǎn)生變形。因此，必須采取必要的手動(dòng)的混凝土表面的修補(bǔ)工作。

2.7.6 裝配

裝配作業(yè)與以上工序平行作業(yè)，軌枕裝配單元將線路兩側(cè)的軌枕吊到裝配車(chē)上并排好，采用螺旋道釘將每個(gè)軌枕固定架與一組5根軌枕組裝固定，組裝完成后傳送到裝配單元前端安裝單元取貨位置，準(zhǔn)備下一安裝循環(huán)。

2.7.7 養(yǎng)護(hù)

由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件原因，在施工過(guò)程中采用覆蓋土工布灑水和覆蓋防雨布自然養(yǎng)護(hù)?；炷猎陴B(yǎng)護(hù)期間重點(diǎn)加強(qiáng)混凝土的濕度和溫度控制，及時(shí)覆蓋減少表面混凝土的暴露時(shí)間，防止表面水分蒸發(fā)。暴露面保護(hù)層混凝土初凝用木抹子二次收面，使之平整后對(duì)混凝土表面噴灑水霧，并覆蓋，直至混凝土終凝。

3.無(wú)砟軌道混凝土澆筑工藝改進(jìn)

(1)澆注前支承層或混凝土底座時(shí)，撒灑足夠的水份，保證澆注混凝土的底層部分水份不被吸收。

(2)進(jìn)行二次振搗。由于混凝土坍落度不穩(wěn)定，混凝土初凝前可能存在泌水現(xiàn)象。氣溫升高，混凝土表面失水嚴(yán)重，容易導(dǎo)致表面混凝土硬皮。隨著水化繼續(xù)，多余水份蒸發(fā)容易導(dǎo)致表面產(chǎn)生裂紋。因此，在混凝土初凝前，要及時(shí)進(jìn)行二次振搗。

(3)增加收面次數(shù)。每一小時(shí)檢查一次凝結(jié)狀態(tài)，檢查混凝土表面是否有裂紋產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)細(xì)小裂紋立即收面，避免在混凝土初凝前產(chǎn)生裂紋。

(4)在初凝即將結(jié)束前，用抹子拍打容易出現(xiàn)裂縫的區(qū)域，特別是雙塊式軌枕或長(zhǎng)軌枕與新混凝土的結(jié)合部位。

(5)對(duì)于有預(yù)裂縫要求的結(jié)構(gòu)，及時(shí)設(shè)置預(yù)裂縫，避免混凝土切割滯后，氣溫升高時(shí)，混凝土出現(xiàn)貫通裂縫。

4.總結(jié)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路運(yùn)營(yíng)條件的改變，對(duì)鐵路施工的技術(shù)、質(zhì)量要求越來(lái)越高。我公司承建的鄭西客運(yùn)專(zhuān)線11標(biāo)，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收德國(guó)旭普林CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)，工程質(zhì)量一次驗(yàn)收合格率100%，滿足鐵道部客運(yùn)專(zhuān)線工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)開(kāi)通速度350km/h要求。CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道機(jī)械化施工技術(shù)的機(jī)械化施工程度極高，日進(jìn)度可達(dá)400m，經(jīng)濟(jì)、安全、可靠，具有廣闊的應(yīng)用前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.21.018