萬(wàn) 鵬

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600)

1 概述

鄭西高鐵、武廣高鐵均采用的是雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)，并且已經(jīng)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，但兩條長(zhǎng)大線路無(wú)砟軌道道床施工大部分采用的是國(guó)外的技術(shù)裝備。隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展，雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)的成熟，軌道排架法逐步成為雙塊式無(wú)砟軌道施工的主導(dǎo)技術(shù)，先后在大西客運(yùn)專線和蘭新第二雙線占據(jù)了大部分市場(chǎng)。在經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)之后，單托梁式軌道排架能夠適應(yīng)路基、橋梁、隧道以及一些特殊結(jié)構(gòu)的道床施工，軌道精度大大提升，降低了軌道在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段扣件的更換率，降低了施工成本［1，2］。

2 通用型軌道排架結(jié)構(gòu)組成

組合式軌道排架主要包括工具軌、托梁、調(diào)整裝置、縱模板4部分，用于懸掛雙塊式混凝土軌枕，形成道床排架結(jié)構(gòu)。軌道排架優(yōu)點(diǎn)在于可嚴(yán)格控制軌距、軌底坡、軌枕間距3項(xiàng)主要幾何尺寸指標(biāo)，用機(jī)械方式固定，減少了施工調(diào)整時(shí)間，保證了施工質(zhì)量［8］。

軌排采用單梁結(jié)構(gòu)如圖1所示，混凝土抹面方面，作業(yè)空間大;同時(shí)單梁結(jié)構(gòu)對(duì)于曲線段的施工誤差最小，能夠更好地適應(yīng)曲線超高的調(diào)整，軌排的調(diào)整更加方便［5］。

圖1 軌排主要組成部分示意

旋轉(zhuǎn)調(diào)整裝置中的高低螺桿，調(diào)整軌道水平、超高。通過(guò)扳手操作調(diào)整裝置中的角度調(diào)節(jié)螺栓可以無(wú)級(jí)調(diào)整高低螺柱的垂直度(角度變化范圍，滿足軌道0～175 mm超高)，從而始終使螺柱框架保持垂直狀態(tài)。這樣保持支撐螺桿與底面垂直穩(wěn)固，并便于軌排脫模、確保精度、符合高速鐵路整體道床的要求［8］。

3 雙塊式無(wú)砟軌道通用型排架法施工技術(shù)

3.1 通用型排架主要機(jī)構(gòu)原理

(1)軌排框架

軌排框架是組合式軌排的主要骨架，包括排架工具軌和排架托梁，主要作用是模擬實(shí)際的線路情況，將軌枕塊精確地布置在指定位置。施工時(shí)將軌枕塊通過(guò)扣件按照設(shè)計(jì)間距固定于排架工具軌上，通過(guò)精調(diào)使線路的方向和高程符合設(shè)計(jì)要求，澆筑完混凝土并達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后即可將扣件松開(kāi)。

(2)中間基準(zhǔn)器

軌排托梁中心的中線基準(zhǔn)器，是用于粗放時(shí)軌排中線與所鋪設(shè)線路中線的對(duì)中，盡量將偏差控制在4 mm以內(nèi)，方便之后軌排的精調(diào)。軌排調(diào)整機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 軌排調(diào)整機(jī)構(gòu)

(3)楔形夾板

每根排架工具軌與托梁連接處各有2塊楔形夾板，鋼軌兩側(cè)各1塊，將鋼軌夾緊。同一根鋼軌兩側(cè)的楔形夾板的斜面一側(cè)均背對(duì)鋼軌，將A、B兩塊楔形夾板同時(shí)敲向斷面內(nèi)，鋼軌則向右移動(dòng)，2塊楔形夾板同時(shí)敲向斷面外，鋼軌向左移動(dòng)?？梢源藖?lái)調(diào)整軌排中2根鋼軌的軌距和直線度。

(4)高低螺柱及框架

通過(guò)軌排高低調(diào)節(jié)器可以調(diào)整軌排軌面高程和螺柱的垂直度。通過(guò)扳手操作軌排上的角度調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)整高低螺柱的垂直度，以此始終使螺柱與支撐面保持垂直狀態(tài)。使用扳手操作高低螺柱可以調(diào)整軌面高程。同時(shí)，在精調(diào)過(guò)程中，調(diào)整角度調(diào)節(jié)螺栓，始終使螺柱框架保持垂直狀態(tài)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓，高低螺柱向外傾斜，相反，高低螺柱向內(nèi)傾斜［8］。

3.2 通用型排架法施工應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)斷面尺寸

不同線路具有不同的斷面尺寸，主要考慮線路中心距、橋梁防護(hù)墻間距、隧道襯砌半徑以及隧道底板寬度。例如，大西線線間距5 000 mm，防護(hù)墻間距8 800 mm，隧道內(nèi)底板寬度9 400 mm，貴廣線線間距4 800 mm，防護(hù)墻間距9 000 mm，隧道內(nèi)底板寬度9 200 mm，軌道排架的防護(hù)墻側(cè)軌向調(diào)節(jié)器以及模板支撐都依賴于此尺寸的變化。不同線路支撐長(zhǎng)度會(huì)有所調(diào)整。另外，隧道襯砌半徑尺寸會(huì)影響鋪裝機(jī)組的尺寸，特別是跨度和高度的變化。

解決方案:在模板支撐以及軌向調(diào)節(jié)器后部加加長(zhǎng)座，能夠適應(yīng)一條線路的施工。

(2)高程及超高設(shè)置

不同線路的設(shè)計(jì)超高值或者軌頂高程有些差別。例如，蘭新線道床底面距離軌頂550 mm，而大西線、貴廣線、合福線以及成渝線為515 mm，超高值這幾條線路也略有差別。根據(jù)超高值來(lái)確定排架托梁與模板間隙，主要是考慮隧道最大超高。

解決方案:道床板模板考慮為分層設(shè)置，最多分2層，中間通過(guò)螺栓固定。高程不同對(duì)整體軌道高度影響，導(dǎo)致路基軌向調(diào)節(jié)器略有差別。

(3)隧道中心水溝

在有中心水溝的隧道內(nèi)，為固定軌向調(diào)節(jié)器中部不能打釬，只能在水溝兩側(cè)進(jìn)行打孔。而在水溝對(duì)側(cè)打釬使得隧道內(nèi)中部通道受阻，通過(guò)性差，而且施工現(xiàn)場(chǎng)凌亂不美觀。

解決方案:在水溝內(nèi)側(cè)打釬，軌向調(diào)節(jié)器變短，橋梁上長(zhǎng)度不夠，需要加支撐座，保證通用性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)文明施工。

(4)軌枕間距及線路轉(zhuǎn)換

軌枕間距對(duì)軌排的利用率有重要的影響。從目前幾條線的軌枕間距來(lái)看，軌道排架利用率最高的為合福線以及成渝線。線路不同，軌枕間距可能不同，某條線路能夠使用的排架變換線路后可能不能使用。

解決方案:其中以650 mm為模數(shù)的排架可以通用，但是其他模數(shù)的排架可能需要調(diào)整。

(5)路基、橋梁、隧道頻繁轉(zhuǎn)換

貴廣、合福及成渝線有些項(xiàng)目為路基、橋梁及隧道頻繁轉(zhuǎn)換施工，對(duì)無(wú)砟軌道施工產(chǎn)生一些影響。尤其是鋪裝機(jī)組的上下轉(zhuǎn)換，以及軌行式門吊的軌道倒運(yùn)。

主要解決辦法:鋪裝機(jī)組設(shè)置變跨裝置，設(shè)置上下臺(tái)階裝置，設(shè)置導(dǎo)軌裝置。

3.3 通用型排架路橋隧施工案例

以大西客運(yùn)專線中鐵十一局施工現(xiàn)場(chǎng)為例，橋梁防護(hù)墻間距8 800 mm，線路間距5 000 mm，隧道內(nèi)底板寬度9 400 mm。標(biāo)準(zhǔn)32 m簡(jiǎn)支梁段軌枕布置變化在一端設(shè)置，變間距為5×620 mm+5×600 mm，標(biāo)準(zhǔn)24 m簡(jiǎn)支梁、路基以及隧道軌枕間距都是650 mm。隧道內(nèi)無(wú)中心水溝。

路基單工作面施工180 m(300 m軌排)，根據(jù)目前已經(jīng)應(yīng)用的情況，采用6500型號(hào)的排架即可滿足要求，優(yōu)化的軌道排架長(zhǎng)度，能夠?qū)⑿拾l(fā)揮到最高，節(jié)省設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用，方便工人操作，不用做改動(dòng)即可應(yīng)用到橋梁和隧道施工(圖3、圖4)［9］。

梁上單工作面140施工延米(300 m軌排)。橋梁段施工主要考慮32 m/24 m簡(jiǎn)支梁，48 m/64 m/80 m/100 m連續(xù)梁以及各種特殊長(zhǎng)度的梁型，將軌道排架固定在2～3種以內(nèi)的長(zhǎng)度，根據(jù)不同的長(zhǎng)度調(diào)整滿足施工要求。

該項(xiàng)目配置的排架長(zhǎng)度為6500型排架以及6700型排架，其中24 m簡(jiǎn)支梁施工排架順序?yàn)?500型+6500型+6500型+5200型，其中5200型排架為6500型拆分下來(lái)的。32 m簡(jiǎn)支梁施工排架順序?yàn)?500型+6500型+6500型+6500型+6700型。鋪裝機(jī)組設(shè)置跨度可調(diào)裝置，滿足在隧道和橋梁上跨度的變化。

其中部分調(diào)整長(zhǎng)度滿足各種不規(guī)則軌枕間距的施工。采用單元式布置方式，道床板及梁之間的縫隙大小對(duì)其布置沒(méi)有影響，形成長(zhǎng)軌排，降低其順坡影響，減少短波不平順，軌排精調(diào)結(jié)束后由兩側(cè)的軌向調(diào)節(jié)器鎖緊固定，保證其軌道精度，如圖5、圖6所示。

隧道單工作面施工150延米(300 m軌排)。隧道內(nèi)道床板屬于上部超高，為整體道床，縱模板與軌排分開(kāi)，施工效率高，灌注混凝土?xí)r不會(huì)影響軌道排架的精度。隧道仰拱施工超欠高路面較多，軌排高程調(diào)整后，模板與地面密貼，單元軌排施工不僅能保證單元內(nèi)施工，還能延伸施工長(zhǎng)度。而且模板與軌道排架具有充足的空間，方便抹面，軌向調(diào)節(jié)器以及模板支撐采用與橋梁相同的方式［11，12］，如圖7、圖8 所示。

圖3 路基軌排及模板支撐

圖4 路基段排架施工

圖5 橋梁段排架施工

圖6 橋梁軌排調(diào)節(jié)器及模板支撐

圖7 隧道內(nèi)排架施工

圖8 隧道內(nèi)軌排調(diào)節(jié)器及模板支撐

4 結(jié)論

實(shí)踐證明，高速鐵路的施工與成套施工設(shè)備是密不可分的。從軌枕預(yù)制到鋪設(shè)，施工設(shè)備起到了決定性的作用。因此，應(yīng)當(dāng)深入優(yōu)化雙塊式無(wú)砟軌道的配套設(shè)備，簡(jiǎn)化施工，完善設(shè)備接口，形成一套連續(xù)有效的施工方法，為以后雙塊式無(wú)砟軌道施工打下深厚的基礎(chǔ)。

“工具軌法”為代表的雙塊式無(wú)砟軌道施工只是在某個(gè)節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用了相應(yīng)的施工設(shè)備，有些設(shè)備接口不明確。而所謂“簡(jiǎn)易機(jī)具法”大量使用人力的現(xiàn)象還普遍存在。以“軌排框架法”為代表的高速鐵路雙塊式無(wú)砟軌道配套施工設(shè)備模塊化操作性強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)化施工容易實(shí)現(xiàn)，最大程度F縮短了施工周期，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，并為類似工程施工開(kāi)拓了思路，提供了借鑒。

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