周大兵(中交一航局第四工程有限公司)

雙線(xiàn)鐵路隧道內(nèi)彈性支撐塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)

周大兵
(中交一航局第四工程有限公司)

摘要:以秦家凹隧道彈性支承塊式無(wú)砟軌道整體道床施工為例，克服了隧道內(nèi)作業(yè)空間狹窄、施工物流組織困難的特點(diǎn)，合理進(jìn)行工作面劃分，采用軌排框架法進(jìn)行施工，總結(jié)出小流水段雙線(xiàn)推進(jìn)施工的物流方法，左右線(xiàn)整體道床分幅交替施工，能夠有效的保證施工進(jìn)度和質(zhì)量，為后續(xù)無(wú)砟軌道的施工提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞:雙線(xiàn)隧道;無(wú)砟軌道;軌排框架法;雙線(xiàn)推進(jìn);借鑒

中圖分類(lèi)號(hào):U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C

文章編號(hào):1008－3383(2015)04－0131－02

隨著鐵路施工技術(shù)的迅速發(fā)展，無(wú)砟軌道被越來(lái)越多的用于軌道工程。本文結(jié)合新建山西中南部鐵路通道工程秦家凹隧道彈性支撐塊式無(wú)砟軌道施工實(shí)際情況，克服工期緊、隧道作業(yè)空間狹窄、施工物流組織困難的特點(diǎn)，合理進(jìn)行工作面劃分，采用軌排框架法進(jìn)行施工，總結(jié)出小流水段雙線(xiàn)推進(jìn)施工的物流方法，并對(duì)彈性支撐塊式無(wú)砟軌道施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1　工程概況

秦家凹隧道無(wú)砟軌道全長(zhǎng)3 725 m，采用單洞雙線(xiàn)鐵路結(jié)構(gòu)，軌枕采用重載彈性支承塊式軌枕，軌枕及扣件支點(diǎn)間距600 mm，扣件采用彈條Ⅶ型扣件，配套Ⅰ型絕緣軌距塊。道床板直接澆筑于隧道仰拱上，結(jié)構(gòu)高度525 mm，寬度為2 800 mm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C40，采用雙層配筋結(jié)構(gòu)。

2　施工方案的選擇

2．1工作面劃分

該隧道無(wú)砟軌道施工工期相對(duì)緊張，綜合考慮的情況下以隧道中間為基準(zhǔn)劃分為進(jìn)口和出口兩個(gè)工作面進(jìn)行施工，每個(gè)工作面單獨(dú)配備一套工具裝備進(jìn)行施工。

圖1　施工區(qū)域劃分圖

2．2工作面物流方法的確定

隧道內(nèi)施工空間狹窄，采用單線(xiàn)施工完畢再回頭進(jìn)行另外半幅施工的方法，費(fèi)力費(fèi)時(shí)，施工進(jìn)度難以保證，在總結(jié)的基礎(chǔ)上采用小流水段雙線(xiàn)推進(jìn)施工的工藝，左右兩幅交替進(jìn)行混凝土澆筑施工。

2．3工藝方法的選擇

無(wú)砟軌道施工方法一般分為“機(jī)組法”、“工具軌排法”和“軌排框架法”三種，綜合考慮選擇“軌排框架法”進(jìn)行施工。“軌排框架法”具有施工精度高、操作簡(jiǎn)便、組合靈活、周轉(zhuǎn)速度快、一次投入低等特點(diǎn)，是一種科學(xué)、高效的無(wú)砟軌道施工方法。

3　物流組織情況

以保證連續(xù)供應(yīng)物資，確保暢通的物流通道，統(tǒng)一管理，后半幅完成一個(gè)內(nèi)循環(huán)后將施工機(jī)具和設(shè)備調(diào)配至前進(jìn)方向的另外半幅進(jìn)行無(wú)砟道床施工，如此交替向前推進(jìn)施工，直至完成無(wú)砟軌道道床施工。

圖2　施工區(qū)域劃分圖

3．1洞內(nèi)施工物流循環(huán)方法

每個(gè)工作面左、右幅交替進(jìn)行，右幅超前左幅125 m，右幅后循環(huán)完成一個(gè)循環(huán)后調(diào)運(yùn)軌排到左幅前循環(huán)進(jìn)行施工，左幅后循環(huán)完成一個(gè)循環(huán)后調(diào)運(yùn)軌排到右幅前循環(huán)進(jìn)行施工，左右幅交替推進(jìn)施工。

(1)軌排框架:每個(gè)工作面配備40榀軌排分左右幅進(jìn)行施工，軌排長(zhǎng)為6．6 m，采用非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外側(cè)采用異形螺柱框架，支撐調(diào)整體系在模板外側(cè)，模板采用定型組合模板。

(2)龍門(mén)吊:每個(gè)工作面配置3臺(tái)10 t龍門(mén)吊，交替接力調(diào)運(yùn)，節(jié)約吊裝時(shí)間。行走軌采用38 kg/m鋼軌，在兩側(cè)水溝蓋板上采用木方按照100 cm間距墊設(shè)。

(3)移動(dòng)組裝平臺(tái):每個(gè)工作面設(shè)置1臺(tái)移動(dòng)組裝平臺(tái)，組裝平臺(tái)滿(mǎn)足軌排組裝條件要求。

(4)吊具:起吊軌排的吊具由鋼桁架、鋼軌夾緊器、軌排移動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成，具有保持軌排幾何結(jié)構(gòu)不變形和靈活就位的功能;裝卸軌枕的專(zhuān)用吊具具有避免軌枕變形的功能，每次可起吊4塊軌枕。

(5)工具扣件:配套扣件采用彈條Ⅶ型扣件，配套Ⅰ型絕緣軌距塊。

3．2洞外材料運(yùn)輸入洞內(nèi)物流方法

(1)鋼筋加工

鋼筋加工在洞內(nèi)鋼筋場(chǎng)地進(jìn)行加工，根據(jù)洞內(nèi)綁扎需要采用架子車(chē)運(yùn)入洞內(nèi)存放施工。

(2)混凝土施工

混凝土在洞外攪拌站集中生產(chǎn)，采用3臺(tái)運(yùn)輸罐車(chē)從攪拌站運(yùn)輸混凝土到洞內(nèi)，工作面配備料斗或泵車(chē)進(jìn)行混凝土澆筑。

(3)軌枕塊的存放

枕塊在洞外存放，根據(jù)需要運(yùn)送入洞碼放，利用散枕器均勻散布到軌排組裝平臺(tái)上的進(jìn)行組裝。

4　軌排框架法主要施工工序

4．1施工工藝流程

圖3　施工工藝流程圖

4．2主要施工工序及操作要點(diǎn)

(1)清理基底

施工前將道床板施工范圍內(nèi)的仰拱表面雜物、廢渣清理干凈并鑿毛，確?；谉o(wú)雜物和積水，在鋪設(shè)底層鋼筋前再次對(duì)基底進(jìn)行沖洗。

(2)測(cè)量放線(xiàn)

使用全站儀進(jìn)行中樁放樣，直線(xiàn)段按照10 m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，曲線(xiàn)段按照5m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用紅油漆進(jìn)行標(biāo)記，測(cè)量后交底給現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員。

(3)安裝道床底板鋼筋

首先預(yù)埋L型鋼筋和安放混凝土保護(hù)層墊塊，根據(jù)鋼筋圖進(jìn)行下層鋼筋放線(xiàn)，按照設(shè)計(jì)位置要求進(jìn)行鋼筋安裝。

(4)軌排組裝

利用散枕器將枕塊均勻散布到軌排組裝平臺(tái)上的枕塊槽內(nèi)，使用門(mén)吊將排架吊至組裝平臺(tái)上方對(duì)位，再用扣件將排架扣緊。

(5)軌排鋪設(shè)

軌排吊裝移動(dòng)至安裝位置后對(duì)位準(zhǔn)確后緩慢下放軌排，對(duì)中線(xiàn)和高程粗略定位，誤差控制在高程－10～0 mm、中線(xiàn)±10 mm。相鄰軌排間使用夾板聯(lián)結(jié)，每接頭安裝4套螺栓，初步擰緊，軌縫留緊6～10 mm。

(6)安裝上層鋼筋

根據(jù)鋼筋設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行鋼筋綁扎，縱向鋼筋搭接長(zhǎng)度為70 cm，相鄰主筋搭接接頭錯(cuò)開(kāi)距離不得小于100 cm，鋼筋交叉及縱向搭接處設(shè)置絕緣卡綁扎牢固。

(7)軌排粗調(diào)

利用軌道排架橫向、豎向調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行軌排的粗調(diào)工作，按照先中線(xiàn)后水平的順序循環(huán)進(jìn)行，反復(fù)調(diào)整直至排架高程－5～－2 mm、中線(xiàn)±5 mm以?xún)?nèi)。

(8)接地系統(tǒng)施工及測(cè)試

道床板在縱向不大于100 m劃分為一個(gè)接地單元。首先目測(cè)檢查每處鋼筋的搭接接觸情況，目測(cè)絕緣卡安裝是否良好，有無(wú)脫落現(xiàn)象;然后用兆歐表進(jìn)一步測(cè)量鋼筋間的絕緣數(shù)據(jù)，相互絕緣的鋼筋之間電阻必須達(dá)到2 MΩ以上。

(9)模板安裝

模板采用小型組合式模板，采用三角支撐進(jìn)行加固，相鄰的兩塊模板用螺栓連接。在洞口200 m范圍每隔12 m設(shè)置1道沉降縫，縫寬20 mm，沉降縫采用聚乙烯泡沫板材或泡沫塑料板，在表面30 mm范圍采用瀝青膏密封。

(10)軌道精調(diào)

根據(jù)無(wú)砟軌道精調(diào)小車(chē)的測(cè)量與操作指示進(jìn)行，通過(guò)人工調(diào)節(jié)螺栓精調(diào)裝置實(shí)現(xiàn)軌道的精確定位。精調(diào)時(shí)，小車(chē)靜置于被調(diào)整軌道上，通過(guò)全站儀對(duì)小車(chē)?yán)忡R點(diǎn)的跟蹤測(cè)量，實(shí)時(shí)顯示對(duì)應(yīng)點(diǎn)處的軌道位置、設(shè)計(jì)位置及其位置偏差的大小，直接指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的精調(diào)作業(yè)。

(11)混凝土澆筑

前半幅整體道床采用溜槽入模，滯后半幅采用料斗吊運(yùn)入?；虮盟腿肽５姆绞剑褂酶哳l插入式振搗棒振搗密實(shí)?；炷翝仓磫蜗蜻B續(xù)擠壓過(guò)軌方式進(jìn)行。澆筑過(guò)程中，振搗器插點(diǎn)布置應(yīng)均勻，不得漏振，加強(qiáng)對(duì)軌枕底部及其周?chē)炷恋恼駬v，嚴(yán)禁碰撞軌排架與支撐架。為保證軌枕下混凝土密實(shí)，在混凝土初凝前采取二次振搗措施，保證道床板混凝土澆筑質(zhì)量。

(12)混凝土收面

道床板抹面的操作程序?yàn)?自制刮杠攤料→木抹子粗平→鋼抹子壓頭遍→第二遍壓光?；炷寥肽：蟀胄r(shí)內(nèi)用木抹完成粗平，1～2 h內(nèi)再用鋼抹抹平。為防止混凝土表面失水產(chǎn)生細(xì)小裂紋，在混凝土接近初凝時(shí)進(jìn)行二次抹面壓光。抹面過(guò)程中應(yīng)注意軌排、軌枕四周、伸縮縫等部位的施工，應(yīng)安排專(zhuān)人對(duì)混凝土的平整度和標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量。

(13)混凝土養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑后，采用噴霧器進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，操作時(shí)由一端到另一端、由上而下均勻連續(xù)噴灑在混凝土表面上，并及時(shí)覆蓋土工布、塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，道床混凝土的養(yǎng)護(hù)期不少于14 d。

(14)軌道排架的拆除

混凝土初凝后，松開(kāi)支撐螺栓1/4～1/2圈，同時(shí)松開(kāi)扣件和魚(yú)尾板螺栓，避免溫度變化時(shí)鋼軌伸縮對(duì)混凝土的破壞。松解支撐螺桿后約1 h就可以適當(dāng)松開(kāi)扣件，按照拆除順序拆除排架，拆卸模板，最后經(jīng)過(guò)確認(rèn)扣件全部松開(kāi)后，龍門(mén)吊吊起排架運(yùn)至軌排組裝區(qū)清理待用，進(jìn)入下一循環(huán)施工。

5　施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

5．1選用最佳工藝是前提條件

軌排框架法是目前無(wú)砟軌道施工最先進(jìn)的施工工法，進(jìn)行整體道床無(wú)砟軌道施工應(yīng)優(yōu)先考慮，其施工優(yōu)點(diǎn)在于軌排框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在工廠(chǎng)進(jìn)行精確加工，軌距、軌底坡等軌道參數(shù)精度比較高，軌道高程、中線(xiàn)調(diào)整方法簡(jiǎn)便，鎖定可靠，道床成型質(zhì)量穩(wěn)定。

5．2搞好物流組織是重要保證

雙線(xiàn)隧道內(nèi)無(wú)砟軌道施工如無(wú)特殊要求，優(yōu)先采用小流水段雙線(xiàn)推進(jìn)施工的方法，軌排分左右兩幅交替進(jìn)行混凝土澆筑施工，盡量縮短流水步距，能夠有效的保證總體施工進(jìn)度。

5．3抓好主要工序是關(guān)鍵工作

無(wú)砟軌道施工每道工序都應(yīng)該嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工和調(diào)整，才能有效的保證無(wú)砟軌道的施工質(zhì)量。特別是軌道精調(diào)具有至關(guān)重要的作用，其施工精度必須保持在毫米級(jí)的范圍內(nèi)，若出現(xiàn)問(wèn)題將為整個(gè)工程的使用留下隱患。

6　實(shí)施效果評(píng)價(jià)

秦家凹隧道無(wú)砟軌道整體道床施工通過(guò)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理，達(dá)到了平均每天完成一個(gè)施工循環(huán)的施工進(jìn)度，一個(gè)工作面平均每天可完成單線(xiàn)125 m以上，最高時(shí)可達(dá)到145 m/d，節(jié)約了大量人工、機(jī)械和管理費(fèi)用的投入施工，施工質(zhì)量滿(mǎn)驗(yàn)表標(biāo)要求，在后期長(zhǎng)軌道安裝后基本沒(méi)有調(diào)整，得到了各方的好評(píng)，取得了較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

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［2］張贊．單洞雙線(xiàn)隧道無(wú)砟軌道施工物流組織［J］．西部探礦，2012，(1) : 205－206．

作者簡(jiǎn)介:周大兵(1982－)，河南南陽(yáng)人，總工程師，研究方向:道路與橋梁工程。

收稿日期:2015－02－13