張建場 （中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230023）

0 前 言

蘭新鐵路第二雙線（新疆段）是我國在戈壁灘惡劣氣候條件下首次建設的CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道整體道床結構型式高速鐵路，沿線通過戈壁灘百里風區(qū)，多處于嚴寒、溫差大、風沙大、日照強、干旱缺水等惡劣自然氣候，如何提高雙塊式無砟軌道施工精度和施工效率，保證混凝土施工質(zhì)量，減少無砟軌道道床板混凝土施工中產(chǎn)生早期裂紋，避免出現(xiàn)橫向貫穿裂縫、軌枕拐角處八字裂縫、軌枕塊周邊離縫、道床板表面收縮裂紋。減少施工用水量，降低施工成本，是戈壁灘地區(qū)施工解決的施工關鍵和難點。

1 工程概況

蘭新鐵路第二雙線（新疆段）LXTJ4標段，線路起訖里程：DK1310+000～DK1489+000，采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道整體道床結構型式，正線全長179.017km。本標段線路全部位于哈密市管轄內(nèi)，線路東起哈密出站端，向西延伸至哈密與吐魯番地區(qū)交界處，沿線地貌屬哈密、吐魯番盆地北緣山前沖、洪積平原區(qū)，地形平坦開闊，地勢略有起伏，地面高程700m～1050m，多為典型的戈壁荒漠地貌，區(qū)內(nèi)人煙稀少。了墩～小草湖段(DK1413+000～DK1511+000，長97km)為蘭新線著名的百里風區(qū)。

該標段所經(jīng)地區(qū)屬中溫帶干旱大陸性氣候區(qū)，以氣候干燥、降雨量小、冰凍期長、晝夜溫差變化較大、春秋多風，夏季短促而炎熱、冬季漫長且嚴寒為其主要特征。年平均氣溫10.6℃，最高44.7℃，最低-32℃；最熱月平均27.1℃，最冷月平均-11.7℃；年平均降水量35.7mm，最大68.3mm，最小11.5mm；月最大28.5mm，日最大25.5mm，年平均大風日數(shù)（≥8級）有208d。

該地區(qū)惡劣氣候條件，造成雙塊式無砟軌道施工具有較大的技術難度。

2 無砟軌道施工工藝及難點

雙塊式無砟軌道施工主要包括：路基段支承層和橋梁段底座施工以及道床板施工兩部分。

2.1 路基段支承層和橋梁段底座施工

長大段落路基支承層一般采用水硬性混合料滑模攤鋪法施工；小于200m的橋隧間短路基及不便于采用滑模攤鋪工藝的地段可采用C15低塑性混凝土模筑法施工；路橋、路隧過渡段支承結構以及橋梁段底座施工采用模筑法施工。

2.1.1 滑模攤鋪法施工

滑模攤鋪法施工工藝流程主要為：對線下工程按規(guī)定進行沉降變形評估；對路基頂面標高、平整度及壓實度等指標進行驗收；對CPⅢ網(wǎng)進行復測，根據(jù)CPⅢ網(wǎng)測量放樣；掛設引導線及攤鋪施工；切縫、養(yǎng)生及成品驗收。

2.1.2 模筑法施工

模筑法施工工藝流程主要為：線下工程基床表層驗收，CPIII測量，作業(yè)人員培訓，混凝土配合比選定，施工測量放樣，模板安裝，混凝土拌合與運輸，混凝土澆筑，找平和拉槽，人工修邊，拆模，切縫，養(yǎng)護，成品外形檢測。

2.1.3 橋梁底座施工

橋梁底座施工施工工藝流程主要為：對橋梁工后沉降和梁體收縮徐變情況進行評估；復測CPⅠ、CPⅡ控制點并布設測量加密樁控制點，布設測量CPⅢ控制網(wǎng)；對梁面進行驗收；安裝連接鋼筋、綁扎底座鋼筋、立模、澆筑混凝土；混凝土養(yǎng)生、成品驗收。

2.2 道床板施工

針對本項目所處戈壁灘百里風區(qū)的嚴寒、溫差大、風沙大、日照強、干旱缺水等惡劣自然氣候，如何保證雙塊式無砟軌道道床板施工質(zhì)量是施工關鍵技術。

以往雙塊式無砟軌道施工采用工具軌法，由于工具軌法剛度低、支撐無法固定、調(diào)整精度差，在此惡劣自然氣候條件下，很難保證工程質(zhì)量，因此，采用軌排框架法施工。

2.2.1 軌排框架法施工工藝流程

①對路基、橋梁、隧道工后沉降和橋梁收縮徐變情況進行評估，滿足無砟軌道鋪設條件后，方可進行無砟軌道施工。

②復測CPⅠ、CPⅡ控制點并布設測量加密樁控制點，完成CPⅢ控制網(wǎng)布設、測量和評估。

③運卸軌排框架、雙塊式軌枕、鋼筋等施工機具及材料；布設縱向鋼筋；散布雙塊式軌枕；現(xiàn)場組裝軌排；粗調(diào)軌排；綁扎縱、橫向鋼筋；立縱、橫向及伸縮縫、假縫模板；精調(diào)軌排；絕緣測試；澆筑混凝土。

④拆除模板和軌排框架，清理并倒運模板、施工機具、軌排框架等，養(yǎng)護混凝土，軌道數(shù)據(jù)采集，嵌縫施工。

⑤道床板成品驗收。

2.2.2 主要施工裝備配備

①道床板施工主要施工設備有：軌排框架、專用吊裝設備及吊具、模板和小型工器具等。按照工作面劃分，配備成套施工設備，并進行安裝調(diào)試，對關鍵設備進行操作和精度確認。

②軌排框架工裝可采用單梁和雙梁形式，其實體圖如圖1、圖2，軌排框架長度可根據(jù)現(xiàn)場物流條件和和不同工況下道床板長度設定（現(xiàn)場使用的主要有6.5m和11.7m兩種）。

③軌排框架要在有資質(zhì)和經(jīng)驗的工廠內(nèi)按照精度要求制作、編號、建檔；軌排框架運到施工現(xiàn)場要按照檔案編號逐一驗收，并作為工裝設備進行全過程管理。軌排檢測驗收技術標準如下表1。

軌排框架驗收技術標準 表1

2.2.3 施工測量

2.2.3.1 測量儀器及設備

配備性能穩(wěn)定、測量精度和數(shù)量滿足施工要求且標定合格的測量設備；采用數(shù)據(jù)處理模型合理且通過驗證的軟件。全站儀采用測角精度≤1″，測距精度≤1mm+2ppm且具有自動目標識別、跟蹤、計算、傳輸數(shù)據(jù)功能的測量機器人。精調(diào)小車系統(tǒng)采用能夠根據(jù)自身測量系統(tǒng)測量超高及軌距，和全站儀配合完成高程和平面偏差測量并反饋給電腦或PDA，供精調(diào)人員作為軌排調(diào)整量的參考。

2.2.3.2 移動式精調(diào)作業(yè)專用房

圖1 雙梁軌排框架圖

圖2 單梁軌排框架圖

圖3 精調(diào)用防風、防曬專用房

圖4 軌道精調(diào)順序示意圖

圖5 混凝土施工作業(yè)棚

結合蘭新鐵路第二雙線風沙大、光照強的氣候特點，精調(diào)過程中需配置移動式精調(diào)專用房供全站儀設站用，以提高精調(diào)進度和質(zhì)量；該專用房要具備軌道走行及自身固定裝置，高度及長度必須方便儀器設站和測量人員觀測，前后瞭望窗口具備開關功能且不影響到測量視線。精調(diào)專用房見圖3。

3.2.4 軌排精調(diào)

軌排精調(diào)一般應在風力不超過3級、溫度穩(wěn)定的氣候條件下進行。夏季晴天10點至18點不宜精調(diào)，冬季12點至15點不宜精調(diào)，陰天空氣條件良好時可全天精調(diào)。

由于風及空氣波動的影響，當測量數(shù)據(jù)跳動超過0.5mm時，將小車向全站儀推進直至數(shù)據(jù)跳動小于0.5mm，然后將小車退回搭接區(qū)域，并根據(jù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定時小車與全站儀的距離搬運全站儀重新進行設站。

精調(diào)順序為先中線后高程，對某兩個特定軌軌排框架而言，精調(diào)順序為：1→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8，具體點位如圖4所示。

①調(diào)整中線：采用專用開口扳手調(diào)節(jié)左右軌向鎖定器，調(diào)整軌道中線，一次調(diào)整2組，左右各配2人同時作業(yè)。

②調(diào)整高程：用套筒扳手，旋轉(zhuǎn)豎向螺桿，調(diào)整軌道水平、超高。粗調(diào)后頂面標高應略低于設計頂面標高。調(diào)整螺桿時要緩慢進行，調(diào)整后用手檢查螺桿是否受力，如未受力則擰緊調(diào)整附近的螺桿。

③安裝魚尾板后再次精調(diào)：軌排第一遍精調(diào)完成軌道偏差在1mm后，相鄰軌排用魚尾板進行連接，魚尾板處扣件必須要安裝到位。軌縫宜控制在10mm~30mm，鋼軌接頭處應平順，不得有錯牙或錯臺。再次對軌排進行精調(diào)，精調(diào)完成后逐軌枕對軌道幾何狀態(tài)進行檢測調(diào)整。

④絕對偏差復核：精調(diào)完成后，在混凝土澆筑前需對精調(diào)結果進行一次復核。

2.2.5 混凝土施工

①混凝土施工配合比：道床板混凝土配合比應根據(jù)道床板的結構特點、施工條件以及環(huán)境條件所要求的性能和“低膠材用量、低用水量、低坍落度、高含氣量”（三低一高）的原則進行設計，在綜合工作性能、力學性能、收縮性能、耐久性能和抗裂性能的基礎上，提出試驗配合比。

②對于干旱地區(qū)（干旱指數(shù)=年蒸發(fā)量/年降雨量＞7），應采用“低膠材用量、低用水量、低坍落度、高含氣量”（三低一高）的干旱地區(qū)道床板混凝土，其配制要點為：膠凝材料用量不宜大于380 kg/m3；用水量不宜大于150 kg/m3；采用泵送施工時，混凝土出機坍落度控制在140mm~160mm，坍落度損失不大于20mm；采用吊斗施工時，混凝土出機坍落度控制在120mm~140mm，坍落度損失不大于20mm。采用減水劑和引氣劑雙摻的方式配制，入模含氣量不小于4%；單位體積漿體的量不宜大于0.30m3。

③對于大風及干旱地區(qū)（平均風速6級以上或瞬時風速8級以上、干旱指數(shù)＞7），其配制要點為除滿足上述要求外，還應摻入內(nèi)養(yǎng)護材料。

④混凝土養(yǎng)護：大風干旱地區(qū)由于混凝土表面水份蒸發(fā)快，容易造成混凝土表面開裂，無砟軌道道床板收面應在施工棚內(nèi)進行，如圖5。施工棚每個作業(yè)面至少配置150m?；炷翝仓瓿珊?，將施工棚推至澆筑段落進行收面、養(yǎng)護。采用施工棚作業(yè)時，要考慮物流組織的影響，每個循環(huán)施工完成要置于同一線路后方。最低溫度低于5℃時，要延長作業(yè)棚的覆蓋時間，并在棚內(nèi)增加升溫設施，以縮短養(yǎng)護劑的成膜時間，抵御混凝土內(nèi)外大溫差造成的混凝土開裂。

3 質(zhì)量控制關鍵技術

①無砟軌道雙塊式軌枕施工精度控制。采用軌排框架作為軌排定位工具，可以使用高效率的粗調(diào)測量系統(tǒng)進行軌排框架粗調(diào)，利用檢測小車測量工藝進行精調(diào)和復測，提高了施工過程中軌道調(diào)整速度和控制精度。

軌排框架用于現(xiàn)場組裝軌排，集成化性能好，在施工區(qū)外一次完成軌排枕距、軌距、線形的工廠化調(diào)整固定；軌排框架及其支撐系統(tǒng)使軌距、中線、水平、軌面高低、三角坑均可精確控制；軌排組裝、吊運、定位機械化，混凝土運輸灌注等全作業(yè)過程為平行流水式，施工程序容易掌握、各工序銜接緊湊有序，環(huán)境污染小，安全性好，利于工序質(zhì)量控制和現(xiàn)場施工管理。

②混凝土養(yǎng)護是防止混凝土開裂關鍵環(huán)節(jié)?；炷琉B(yǎng)護是防止混凝土開裂的重要一環(huán)，針對本線大風干旱、晝夜溫差大、水資源極度匱乏的特點，經(jīng)試驗研究，宜采用噴灑養(yǎng)護劑的方式進行養(yǎng)護。對于大風及干旱地區(qū)，采用摻入內(nèi)摻養(yǎng)護材料，提高混凝土養(yǎng)護質(zhì)量。

③采用施工作業(yè)棚方式，將無砟軌道道床板混凝土施工旗在棚內(nèi)進行，防止混凝土內(nèi)外大溫差、水份快速蒸發(fā)而造成的混凝土開裂。

④混凝土終凝前，應及時擰松扣件、魚尾夾板以及軌排框架支撐螺桿，釋放軌排應力，以防軌排框架因溫度應力造成混凝土開裂。同時釋放軌道在施工過程中因溫度和徐變引起的變形，讓新澆混凝土處于自由狀態(tài)，減少軌枕角處混凝土八字裂紋,避免鋼軌伸縮造成道床板開裂。

5 結 論

通過采用軌排框架法施工雙塊無砟軌道，集成化程度高，減少了現(xiàn)場軌排組裝，提高了軌道施工精度和施工效率，減少后期聯(lián)調(diào)聯(lián)試更換扣件數(shù)量，節(jié)約了施工成本。

采用施工作業(yè)棚內(nèi)施工、噴灑養(yǎng)護劑的方式進行養(yǎng)護方式，摻入內(nèi)摻養(yǎng)護材料，提高了混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，減少了無砟軌道道床板混凝土施工中產(chǎn)生早期裂紋，減少施工用水量，降低施工成本。

[1]鐵建設[2010]241號,高速鐵路軌道工程施工技術指南[S].北京：中國鐵道出版社,2010.

[2]鐵建設[2007]85號,客運專線無砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗收暫行標準[S].北京：中國鐵道出版社,2010.