中國(guó)建筑第四工程局有限公司 廣州 510665

1 工程概況

中建四局珠海公司承建的武黃（武漢至黃石）城際鐵路二標(biāo)段DK20+105.55～DK27+040.57內(nèi)的施工任務(wù)，正線全長(zhǎng)6 935.02 m，該鐵路采用設(shè)計(jì)時(shí)速為300 km的CRTSⅢ型板式無砟軌道鋪設(shè)技術(shù)。本標(biāo)段共有CRTSⅢ型板2 897 塊，其中P5350型直線板2 282 塊，曲線板489 塊；P4856C型板120 塊；P6250型板6 塊。

CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、充填層自密實(shí)混凝土、限位凹槽、中間隔離層（土工織物）和鋼筋混凝土底座等組成（圖1）。

圖1 無砟軌道結(jié)構(gòu)橫斷面

2 CRTSⅢ型板式無砟軌道創(chuàng)新點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 CRTSⅢ型板式無砟軌道創(chuàng)新點(diǎn)

CRTS Ⅲ型無砟軌道是在總結(jié)國(guó)內(nèi)外無砟軌道設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情、路況，確保軌道結(jié)構(gòu)安全、可靠、舒適、耐久的前提下，自主研發(fā)的新一代無砟軌道。其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是：改變了板式軌道的限位方式、擴(kuò)展了板下充填層材料、優(yōu)化了軌道板結(jié)構(gòu)、改善了軌道彈性及完善了設(shè)計(jì)理論體系等方面[1-3]。

2010年5月12日主線正式通車的成灌鐵路，首次采用CRTSⅢ型板式無砟軌道；2009 年9月，國(guó)家批準(zhǔn)了武漢城市圈城際軌道交通建設(shè)規(guī)劃，包括武漢至黃石、武漢至黃岡、武漢至孝感、武漢至咸寧4 條城際鐵路線均采用我國(guó)自主研發(fā)的CRTSⅢ型板式無砟軌道。由此可見，CRTSⅢ型板式無砟軌道正逐步大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

2.2 CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.2.1 分層結(jié)構(gòu)、剛度逐層遞減

CRTSⅢ型無砟軌道結(jié)構(gòu)大體分為3 層，從上到下依次為預(yù)制軌道板、自密實(shí)混凝土充填層和鋼筋混凝土底座，3 層混凝土強(qiáng)度由上到下依次減小，從而達(dá)到各層剛度逐層遞減，使列車豎向荷載通過各層遞減后傳遞至路基基床表層，減少了路基頂面承受的壓應(yīng)力。

2.2.2 采用高性能自密實(shí)混凝土作為充填層

水泥乳化瀝青砂漿作為充填層介質(zhì)應(yīng)用到CRTSⅠ、Ⅱ型板式無砟軌道中，但與混凝土材料相比，水泥乳化瀝青砂漿耐久性差，難以與軌道板、底座的設(shè)計(jì)使用壽命等同，使用過程出現(xiàn)不定期、多次維修的問題，這就成為無砟軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。采用高性能自密實(shí)混凝土可以很好地解決充填層介質(zhì)耐久性的問題，而且工藝簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低廉，同時(shí)減少環(huán)境污染。

2.2.3 分層之間各自設(shè)置限位結(jié)構(gòu)

因軌道板、混凝土底座、自密實(shí)混凝土為3 個(gè)層次獨(dú)立施工，設(shè)計(jì)通過設(shè)置門形鋼筋連接軌道板與自密實(shí)混凝土充填層，這樣軌道板與自密實(shí)混凝土就成為一整體。自密實(shí)混凝土與底座的連接通過在底座板每塊軌道板范圍內(nèi)設(shè)置2 個(gè)凹槽，當(dāng)自密實(shí)混凝土澆筑后，就形成凸臺(tái)，從而達(dá)到限位功能，最終實(shí)現(xiàn)縱橫向荷載的傳遞，保證分層分塊結(jié)構(gòu)縱橫向的穩(wěn)定性。

3 CRTSⅢ型板施工工藝

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→混凝土底座施工→土工織物和彈性墊層施工→鋼筋網(wǎng)片鋪放→軌道板生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝→軌道板粗鋪→軌道板精調(diào)→自密實(shí)混凝土模板安裝→自密實(shí)混凝土配制、攪拌→自密實(shí)混凝土澆筑→自密實(shí)混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 混凝土底座施工

1）底座模板的設(shè)計(jì)[4]。為了提高施工效率和保證工程質(zhì)量，本工程采用自主設(shè)計(jì)的高度可調(diào)式的組合鋼模板，根據(jù)混凝土底座設(shè)計(jì)標(biāo)高來調(diào)節(jié)模板高度。模板采用上下分節(jié)、通過調(diào)節(jié)螺栓連接。模板長(zhǎng)度均采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（4 956 mm、5 450 mm），兩標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間用插銷聯(lián)結(jié)。限位凹槽處模板也為組合鋼模板，定位通過調(diào)整標(biāo)架固定于底座模板上，可防止?jié)仓炷習(xí)r凹槽模板上浮。實(shí)踐證明，采用以上模板具有施工質(zhì)量好、組裝快捷和周轉(zhuǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。

2）測(cè)量放樣。測(cè)量人員以CPⅢ控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用全站儀自由設(shè)站對(duì)底座模板控制點(diǎn)進(jìn)行放樣，放樣點(diǎn)用紅色油漆和墨斗進(jìn)行標(biāo)識(shí)，便于立模板時(shí)參照。

3）模板安裝。根據(jù)測(cè)量出的模板平面位置及高程，并通過模板的調(diào)整螺桿調(diào)整模板頂標(biāo)高達(dá)到底座設(shè)計(jì)標(biāo)高。凹槽處模板通過橫梁固定于側(cè)模上，以防止混凝土澆筑時(shí)凹槽模板上?。▓D2）。

圖2 底座模板及鋼筋施工完成

4）鋼筋工程。底座鋼筋綁扎前，應(yīng)對(duì)橋面基層面進(jìn)行鑿毛處理，確?；炷林g的黏結(jié)性。鋼筋采用雙層CRB550級(jí)冷軋帶肋鋼筋焊網(wǎng)。采用鋼筋焊網(wǎng)具有提高工程質(zhì)量和施工效率、降低工程成本及節(jié)省鋼筋用量的優(yōu)點(diǎn)。

5）底座混凝土澆筑。底座板混凝土施工采用混凝土泵車泵送入模?；炷寥肽：?，采用人工插入式振搗器振搗，并使用刮杠整平混凝土面。曲線超高地段底座板施工時(shí)，刮杠整平過程中需用人工不斷補(bǔ)充超高范圍混凝土，保證混凝土面滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高（圖3）。

圖3 鋁合金刮杠進(jìn)行整平收面

6）混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模?；炷翝仓瓿珊蠹皶r(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d，灑水時(shí)間間隔以保證混凝土面濕潤(rùn)為準(zhǔn)。當(dāng)環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)，禁止灑水養(yǎng)護(hù)，可在混凝土表面噴涂養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)，并采取覆蓋保溫措施。當(dāng)?shù)鬃炷翉?qiáng)度達(dá)到能保證其表面和棱角不受損傷時(shí)，方可拆除模板（圖4）。

圖4 底座拆模后養(yǎng)護(hù)

3.2.2 中間隔離層及彈性墊層施工

1）底座板處理[5]。土工織物布鋪設(shè)前先應(yīng)用潔凈高壓水和高壓風(fēng)機(jī)對(duì)底座板進(jìn)行清理，保證鋪設(shè)范圍內(nèi)底座板潔凈，無磨損性顆粒和凸起物，其次將底座板凹槽內(nèi)殘?jiān)謇砀蓛簟?/p>

2）中間隔離層土工織物鋪設(shè)。中間隔離層采用700 g/m2、厚4 mm的土工織物，寬度為2 600 mm±10 mm。底座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后可進(jìn)行隔離層施工。施工工藝如下：

（1）彈線。用墨斗沿線路縱向在軌道板兩側(cè)及中間彈出3 條寬30 cm的膠粘劑涂刷帶邊線，線條應(yīng)清晰、準(zhǔn)確。

（2）鋪設(shè)土工織物。首先將整張土工織物鋪在底座表面，在限位凹槽的位置用刀將土工織物割出方孔，使整張土工織物與底座板表面密貼（含限位凹槽）。每一段內(nèi)的土工織物連續(xù)鋪設(shè)，軌道板長(zhǎng)度范圍內(nèi)的中間隔離層土工織物不允許搭接、縫接或焊接。

（3）整平。鋪上土工織物后應(yīng)立即壓上保護(hù)層墊塊，墊塊材質(zhì)、強(qiáng)度等級(jí)與自密實(shí)混凝土相同，防止滑動(dòng)，禁止人員踩踏（圖5）。在自密實(shí)混凝土模板安裝、固定前，應(yīng)將土工織物拉扯平整（圖6）。

圖5 彈性墊塊安裝

3.2.3 限位凹槽周圍彈性墊層施工

在底座混凝土養(yǎng)護(hù)至少48 h后，方可進(jìn)行彈性墊層鋪設(shè)。彈性墊層采用厚8 mm的三元乙丙橡膠，將彈性墊板與限位凹槽側(cè)壁密貼，注意固定時(shí)應(yīng)平整，頂面與底座表面平齊。限位凹槽內(nèi)的中間隔離層向外伸出部分應(yīng)包在彈性墊層內(nèi)，上下拐角處用寬膠帶封閉。用寬膠帶把彈性墊板塊與厚5 mm泡沫板連接一起，用水泥基膠將其固定在凹槽周邊。彈性墊層與限位凹槽側(cè)面應(yīng)粘貼牢固，頂面與底座表面平齊，周邊無翹起、空鼓、封口不嚴(yán)等缺陷。

3.2.4 軌道板粗鋪

施工中的注意事項(xiàng)為：

1）底座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，可進(jìn)行軌道板的粗鋪。

2）中間隔離層應(yīng)鋪貼平整，無破損，邊沿?zé)o翹起、空鼓、皺褶、封口不嚴(yán)等缺陷。

3）鋪設(shè)板腔間鋼筋網(wǎng)片，連接限位凹槽鋼筋網(wǎng)片。

4）每塊板粗放板支點(diǎn)應(yīng)為4 個(gè)，支點(diǎn)材料為200 mm×100 mm×85 mm墊木（圖7），木塊應(yīng)緊靠精調(diào)千斤頂鋪放，在精調(diào)螺桿抬高軌道板后，再撤出墊木。

圖7 軌道板粗鋪前下方墊木塊

3.2.5 軌道板精調(diào)

1）標(biāo)架安放。CRTSⅢ型板精調(diào)系統(tǒng)在精調(diào)時(shí)需要使用6 個(gè)標(biāo)架，放置在當(dāng)前調(diào)整的軌道板的正數(shù)第2排承軌臺(tái)和倒數(shù)第2排承軌臺(tái)上。進(jìn)行搭接時(shí)，搭接標(biāo)架放置在搭接板臨近當(dāng)前精調(diào)板的第2排承軌臺(tái)上（圖8）。

圖8 標(biāo)架放置

2）啟動(dòng)軌道板精調(diào)軟件測(cè)量，根據(jù)偏差值調(diào)板[6]。

（1）調(diào)整未調(diào)板的搭接端，將當(dāng)前待調(diào)整板和已調(diào)整好的板大體一致，可以借助一些輔助裝置進(jìn)行，加快調(diào)板速度。

（2）精調(diào)軟件指揮全站儀觀測(cè)放置在當(dāng)前板4 個(gè)精調(diào)標(biāo)架上的4 個(gè)棱鏡，根據(jù)測(cè)得的坐標(biāo)值計(jì)算出實(shí)測(cè)值和理論值之間的偏差值進(jìn)行精確調(diào)整。當(dāng)調(diào)整完成后進(jìn)行完整的重復(fù)測(cè)量，當(dāng)偏差值符合限差要求時(shí)，軌道板調(diào)整完成，保存精調(diào)成果，轉(zhuǎn)入下一塊的調(diào)整，重復(fù)以上工作。

精調(diào)精度要求為：高程允許偏差為±0.5 mm；中線允許偏差為0.5 mm；相鄰軌道板接縫處承軌臺(tái)頂面相對(duì)高差允許偏差為0.5 mm；相鄰軌道板接縫處承軌臺(tái)頂面平面位置允許偏差為0.5 mm；軌道板縱向位置曲線地段允許偏差為2 mm，軌道板縱向位置直線地段允許偏差為5 mm。

4 結(jié)語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速鐵路作為快速交通的運(yùn)行模式將是我國(guó)鐵路發(fā)展的主要趨勢(shì)。CRTSⅢ型板式無砟軌道是我國(guó)自主研發(fā)的新一代無砟軌道，結(jié)構(gòu)上具有更安全、可靠、舒適和耐久等優(yōu)點(diǎn)，所以，CRTSⅢ型板式無砟軌道將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。通過對(duì)其相關(guān)的施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，可為以后相關(guān)工程的施工提供一定的借鑒。