戴志興

(中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司,河北唐山 064002)

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術(shù)與質(zhì)量控制

戴志興

(中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司,河北唐山 064002)

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道屬于新型軌道結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)耐久強(qiáng)、高穩(wěn)定性、高平順性、少維修等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高速鐵路。本文結(jié)合作者在武廣客運(yùn)專線鐵路無砟軌道路基和橋梁段的施工經(jīng)驗(yàn),結(jié)合雙塊式無砟軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)施工工藝流程、施工方法、質(zhì)量控制等進(jìn)行分析,期望為CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工提供參考。

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 施工方法 質(zhì)量控制

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道是一種新型的高速鐵路軌道結(jié)構(gòu),事先預(yù)制雙塊式軌枕,通過現(xiàn)場(chǎng)安裝配筋、現(xiàn)澆混凝土的方式將其連續(xù)、均勻地固定在鋼筋混凝土道床內(nèi),以此確保無砟軌道結(jié)構(gòu)的整體性。CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道具有耐久性好、穩(wěn)定性高、整體性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)工作量小等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)在我國(guó)多條客運(yùn)專線和高速鐵路上得到成功應(yīng)用。

1 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)概述

1.1 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)線下結(jié)構(gòu)物不同,在路基、橋梁上存在差異,但主要包括鋼軌、扣件系統(tǒng)、雙塊式軌枕、道床板、底座等部分構(gòu)成。其中橋梁地段的底座結(jié)構(gòu)不同時(shí)期、不同線路存在一定的差異,即底座凸臺(tái)和底座凹槽設(shè)計(jì),如下圖1所示。[1]

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

因雙塊式無砟軌道其軌枕預(yù)制件與現(xiàn)澆混凝土之間的結(jié)合面較小,道床縱向連續(xù)配筋與軌枕桁架鋼筋綁扎安裝,有利于裂縫的均勻分布和控制裂縫寬度,從而使雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)的整體性得以提高。同時(shí),雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)還具有工程造價(jià)低、施工難度小,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。此外,除了具有這些無砟軌道的固有特點(diǎn)外,還具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),第一,由于是現(xiàn)澆道床板底座,可使工作面增加,軌道的拼裝場(chǎng)可選擇在就近的梁場(chǎng),受工期影響較少,適用于地形復(fù)雜的高速客運(yùn)專線鐵路施工。[2]第二,無需工廠化預(yù)制軌道板,降低了軌道板的運(yùn)輸費(fèi),可減少建設(shè)投資。

a路基直線地段軌道結(jié)構(gòu)示意圖

b橋梁直線地段軌道結(jié)構(gòu)示意圖(底座凸臺(tái))

圖1 路基、橋梁地段CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖

2 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工方法及工藝流程

2.1 施工方法

在完成了基礎(chǔ)沉降評(píng)估、線路交接后,首先施工道床底座,在橋梁上為鋼筋混凝土底座板、在路基上為混凝土支承層。

施工無砟道床時(shí),在底座上安裝、綁扎底層鋼筋,再利用扣件系統(tǒng)接連工具鋼軌與雙塊式軌枕,并組裝為軌排。使用專用的支承架支立軌排,安裝、綁扎上層縱向鋼筋和綜合接地鋼筋,然后精確測(cè)量、調(diào)整軌道。最后支立模板澆筑混凝土形成無砟軌道。

2.2 工藝流程

雙塊式無砟軌道施工工藝程序多,主要包括工具軌的安裝及扣件緊固、混凝土底座施工及養(yǎng)護(hù)、提升軌排、軌道粗調(diào)、模板安裝、混凝土澆筑、扣件和支承架螺桿應(yīng)力釋放、支承架拆除等。[3]在每一個(gè)工藝流程中,應(yīng)嚴(yán)格按照施工方法與技術(shù)要求進(jìn)行施工,確保施工的準(zhǔn)確、合理。

3 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

在雙塊式無砟軌道施工過程中,施工準(zhǔn)備階段是工程順利開展的基礎(chǔ),應(yīng)合理把握施工準(zhǔn)備工作。在施工前,測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、比選施工方案、審核圖紙,并對(duì)施工狀況進(jìn)行調(diào)查。編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)和施工作業(yè)指導(dǎo)書。同時(shí),還應(yīng)對(duì)技術(shù)人員、施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn),組織培訓(xùn)交流會(huì),提高工作人員技能。此外,還應(yīng)及時(shí)召開討論會(huì)、總結(jié)會(huì),針對(duì)重點(diǎn)工序編制專項(xiàng)施工方案,并依據(jù)施工方案制定合理的施工質(zhì)量管理辦法,確保施工的順利開展。

3.2 混凝土底座施工

橋梁地段道床板支承結(jié)構(gòu)為底座板,底座板直接澆筑在橋面混凝土上。主要工序?yàn)槭┕?zhǔn)備、梁面鑿毛清理、鋼筋綁扎、底座及凹槽(或凸臺(tái))混凝土澆筑(每塊底座板設(shè)置限位凸臺(tái)或限位凹槽兩個(gè))、養(yǎng)護(hù)等。混凝土澆筑時(shí)一次成型,澆筑完成后1h后立即進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生,并及時(shí)用土工布覆蓋,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于14天。

3.3 隔離層、彈性墊層施工

橋梁底座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí),可按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)隔離層和彈性墊層;隔離層分中鋪設(shè),根據(jù)凹槽(或凸臺(tái))位置剪裁隔離層。隔離層宜與道床板等寬,鋪設(shè)時(shí)應(yīng)鋪貼平整,無褶皺,無破損,接縫采用對(duì)接,不得重疊;接縫處及邊沿?zé)o翹起、空鼓、皺折、脫層或封口不嚴(yán)等缺陷;

彈性墊層粘結(jié)于凹槽(或凸臺(tái))的側(cè)面,使其與凹槽周邊的混凝土密貼,頂面與底座表面平齊,不得有鼓泡、脫離、縫隙現(xiàn)象,接縫處及邊沿?zé)o翹起、空鼓、皺折、脫層或封口不嚴(yán)等缺陷;縫隙應(yīng)采用薄膜封閉。

3.4 鋼筋綁扎及絕緣測(cè)試

需依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋綁扎,對(duì)鋼筋的型號(hào)、間距、數(shù)量、保護(hù)層進(jìn)行重點(diǎn)控制。在這個(gè)過程中,最重要的是,必須用絕緣卡對(duì)道床板鋼筋與軌枕鋼筋的連接點(diǎn)或道床板鋼筋的每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁扎。同時(shí),鋼筋絕緣測(cè)試是施工的重要環(huán)節(jié),安裝好絕緣卡,并對(duì)鋼筋的搭接狀況進(jìn)行檢查,用手搖兆歐表對(duì)鋼筋間的絕緣狀況進(jìn)行檢查。[5]并在混凝土的澆筑過程中,對(duì)絕緣卡的有無脫落現(xiàn)象進(jìn)行檢查,確保絕緣測(cè)試的準(zhǔn)確性。

3.5 軌排的組裝

在軌排組裝中,使用最頻繁的機(jī)具是龍門吊,它是吊運(yùn)鋼軌、鋼筋、雙塊式軌枕等材料的必備工具。工具軌可循環(huán)使用,最后鋪設(shè)長(zhǎng)鋼軌。在施工場(chǎng)地,按照雙塊式軌枕設(shè)計(jì)間距,用龍門吊布設(shè)雙塊式軌枕。在散枕時(shí),應(yīng)確保位置準(zhǔn)確,輕放。當(dāng)鋪設(shè)完雙塊式軌枕后,再鋪設(shè)工具軌,要確保工具軌的無毛刺、損傷等,還應(yīng)經(jīng)常檢查鋼軌的質(zhì)量及狀態(tài)。并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)軌上每根雙塊式軌枕的位置刻畫標(biāo)識(shí)線,以控制軌枕間距,提高施工效率。[4]

3.6 軌道的粗調(diào)

首先,在軌排的一端設(shè)置基標(biāo),以加密基樁為基標(biāo),并用“L”型軌道卡尺對(duì)基標(biāo)處的基標(biāo)垂線到鋼軌軌頭的水平距離進(jìn)行量取,也可量取基標(biāo)至軌面的垂直高度。然后,利用橫向調(diào)整絲杠,通過軌排的橫向移動(dòng),逐步調(diào)整軌排方向,并對(duì)軌排高程進(jìn)行調(diào)整。

3.7 模板及固定體系的安裝

安裝道床模板前,用電鉆鉆孔,并用膨脹螺栓對(duì)模板三角支撐架進(jìn)行固定,進(jìn)行模板及固定體系的安裝。橋梁上可利用防護(hù)墻限制道床模板的橫向移動(dòng),并做為軌道橫向調(diào)整的著力點(diǎn),路基上大約每隔2個(gè)軌枕進(jìn)行鋼制地錨的埋設(shè),并將橫向調(diào)整螺桿設(shè)在地錨上?？v向與橫向固定,在混凝土澆筑時(shí)具有防止軌排上浮的作用。

3.8 軌道精調(diào)

軌道精調(diào)是雙塊式無砟軌道施工的關(guān)鍵工序,決定了軌道的最終位置是否滿足設(shè)計(jì)要求。在軌道精調(diào)的過程中,應(yīng)合理安排精調(diào)時(shí)間及分段長(zhǎng)度。一般情況下,應(yīng)在混凝土澆筑之前完成最終軌道的調(diào)整工作,調(diào)整長(zhǎng)度應(yīng)大于當(dāng)班計(jì)劃澆筑段的長(zhǎng)度。在精調(diào)的過程中,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),利用旋轉(zhuǎn)螺桿調(diào)整器豎向調(diào)整軌道高程、高低;利用橫向螺桿對(duì)軌道中線進(jìn)行調(diào)整。[6]對(duì)于曲線地段,如果高度與水平位置的調(diào)整出現(xiàn)沖突時(shí),必須同時(shí)調(diào)整兩者方向。嚴(yán)格控制軌道調(diào)準(zhǔn)的定時(shí),要對(duì)每一斷面線路的軌向、水平、高低進(jìn)行檢測(cè),并逐步調(diào)整,確保軌道位置的準(zhǔn)確。

3.9 混凝土澆筑

在混凝土澆筑前,應(yīng)對(duì)模板安裝的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查,確保其接縫嚴(yán)密,防止漏漿,清理干凈模板與混凝土的接觸面,并覆蓋扣件、鋼軌、軌枕表面,避免被混凝土污染。此外,用水濕潤(rùn)軌枕、底座表面,多點(diǎn)檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度、軌排的幾何形位,并對(duì)鋼筋絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)確保所有條件都符合設(shè)計(jì)要求后,進(jìn)行混凝土澆筑。

對(duì)于混凝土的振搗,應(yīng)遵循快插慢拔的原則,確保軌枕底部無氣泡。振搗應(yīng)適度,不可過振,避免使混凝土離析。在混凝土澆筑完,應(yīng)進(jìn)行三次找平收光,分別在混凝土澆筑完成后、混凝土剛初凝時(shí)、混凝土初凝后一段時(shí)間之內(nèi)。在找平收光后,對(duì)鋼軌面、軌枕的污染進(jìn)行清理。

3.10 混凝土養(yǎng)護(hù)及支架拆除

無砟軌道道床板施工完成后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行全覆蓋保濕養(yǎng)護(hù),防止因混凝土內(nèi)部溫度導(dǎo)致的裂縫,其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于一周。

在支架拆除的過程中,應(yīng)合理采取防止開裂的措施。應(yīng)根據(jù)混凝土產(chǎn)生強(qiáng)度與環(huán)境溫度,選擇鋼軌扣件的松開時(shí)間,確保鋼軌的自由伸縮。在混凝土初凝后,將夾板螺栓解開,并將支承絲桿放松一圈,也適度放松扣件等固定裝置,使鋼軌的溫度應(yīng)力以及混凝土徐變得到適度釋放。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa后,進(jìn)行支承架、模板、工具軌的拆卸。同時(shí),在拆除支承架絲桿后,用同等強(qiáng)度的無收縮砂漿封堵道床上遺留的螺栓孔。

3.11 鋪軌及聯(lián)調(diào)聯(lián)試

在雙塊式無砟軌道施工完成之后,不能馬上投入使用,需要經(jīng)過后期綜合整理,并進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試,在各項(xiàng)性能指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求之后,才能投入使用。

為了達(dá)到提高測(cè)量精度的目的,減少儀器設(shè)站產(chǎn)生的偏差影響,同一段落的復(fù)測(cè)、精調(diào)和軌道綜合整理時(shí)的全站儀設(shè)站點(diǎn)都應(yīng)在同一個(gè)位置,要求其偏差小于10厘米,并施測(cè)同一測(cè)量段,使各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)合格。

后期綜合治理精度滿足要求后,統(tǒng)一鋪設(shè)無縫線路。用長(zhǎng)軌運(yùn)輸車將長(zhǎng)軌從長(zhǎng)軌存放場(chǎng)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng),用鋪設(shè)機(jī)進(jìn)行鋪設(shè),并進(jìn)行焊接,使其成為無縫線路。在鋪軌完成后,進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試,按照高速客運(yùn)線的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收,確保符合要求后,投入使用。

4 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量控制

4.1 加強(qiáng)施工前驗(yàn)收準(zhǔn)備工作

在雙塊式無砟軌道施工前,應(yīng)驗(yàn)收基礎(chǔ),確保基礎(chǔ)滿足鋪設(shè)要求,確?；A(chǔ)頂面的平整,將高程誤差控制在0-20mm之間。[7]對(duì)基礎(chǔ)表面進(jìn)行鑿毛,清除浮砟、松巖、泥塊等雜物,并用高壓水對(duì)表面進(jìn)行沖洗,當(dāng)基礎(chǔ)表面無積水時(shí),可進(jìn)行混凝土的澆筑。此外,通過線路測(cè)設(shè),進(jìn)行基表控制。在施工前,貫通測(cè)量線路中心線,復(fù)測(cè)系統(tǒng)高程系統(tǒng)。而對(duì)于基標(biāo)的控制,在直線位置,可每隔100m設(shè)置一個(gè)控制基標(biāo),在曲線位置,可每隔50m一個(gè)。同時(shí),也應(yīng)在豎曲線起點(diǎn)、邊坡點(diǎn)等位置設(shè)置控制基標(biāo),并將其作為永久標(biāo)志進(jìn)行保護(hù)。

4.2 混凝土質(zhì)量控制

混凝土施工前,對(duì)配比、原料等進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)比混凝土的自由收縮值、抗裂性能、工作性、絕熱性、耐久性指標(biāo)等,對(duì)原材料及配比進(jìn)行確定,在確?；炷梁细窈?才可進(jìn)行施工。施工過程中應(yīng)加強(qiáng)混凝土溫度的控制。由于,在高溫的季節(jié),溫度過高使混凝土表層升溫快;而在低溫季節(jié),過分的通風(fēng)散熱、冷空氣使表面的降溫過快,從而出現(xiàn)表面裂縫。因此,必須采取必要的表面隔熱措施,并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

4.3 裂紋控制

在雙塊式無砟軌道施工過程中,由于多種因素的影響,容易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。因此,在施工過程中,應(yīng)采取有效措施防止裂紋。在施工時(shí),合理控制混凝土的澆筑時(shí)間,避免溫度過高或過低,在澆筑后及時(shí)覆蓋保水養(yǎng)護(hù)。在拆除支架和工具軌時(shí),要確保拆除時(shí)間的合理性,防止對(duì)混凝土表面的破壞。同時(shí),當(dāng)發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí),應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行修補(bǔ),防止裂紋的擴(kuò)展。

4.4 軌道精度控制

軌道精調(diào)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行測(cè)量工作,以確保準(zhǔn)確性。當(dāng)軌道的水平投射在直線下,應(yīng)參考與鄰近的曲線段相同的鋼軌,當(dāng)在曲線下時(shí),應(yīng)始終參考鋼軌的外側(cè)軌,確保測(cè)量條件的一致性。一般情況下,在鋼軌表面之下的14mm處的位置進(jìn)行規(guī)矩測(cè)量。[8]為減少誤差、確保軌道位置的精確,應(yīng)在同以位置對(duì)同一段落進(jìn)行復(fù)測(cè)、精調(diào)。

5 結(jié)束語

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道因其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其施工方法與精度要求也與傳統(tǒng)的有砟軌道不同,需要高水平的施工技術(shù)和嚴(yán)格的施工組織管理。施工時(shí),應(yīng)做好施工準(zhǔn)備工作,進(jìn)行必要的崗前技術(shù)培訓(xùn),以確保施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。通過提高雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量來提高線路運(yùn)行質(zhì)量,并進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)高速鐵路向更高技術(shù)水平發(fā)展。

[1]李昌寧,戴宇.CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道軌枕預(yù)制與鋪設(shè)技術(shù)[M].中國(guó)鐵道出版社,北京2013,2-4.

[2]馬福山.淺析雙塊式無砟軌道施工方法及技術(shù)控制[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012,(4).

[3]趙東田.雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量控制技術(shù)及措施[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2009,(5):24-27.

[4]蔣建設(shè),羅新南,彭仁軍等.武廣客運(yùn)專線CRTS Ⅰ型雙塊式無砟軌道施工設(shè)備配套研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2009,(7):54-56,66.

[5]陳驍文.雙塊式無砟軌道施工工藝及施工精度控制[J].鐵道建筑,2009,(2):108-110.

[6]李方東.武廣鐵路客運(yùn)專線CRTS Ⅰ型雙塊式無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道建筑,2010,(1):26-29.

[7]韋合導(dǎo),王森榮.高速鐵路雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2008,(2):44-47,55.

[8]李立信.雙塊式無砟軌道快速施工綜合技術(shù)及配套設(shè)備、工裝技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014,(5).