冉 鵬， 胡 勇， 鄧 忠 誠(chéng)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

淺談山區(qū)高速鐵路CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)

冉 鵬， 胡 勇， 鄧 忠 誠(chéng)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

依托滬昆高鐵某標(biāo)段無(wú)砟軌道施工，通過技術(shù)研究分析，對(duì)如何較好地控制軌道平順性及精調(diào)程度，降低扣件更換率，提高道床混凝土施工質(zhì)量及電阻的絕緣控制質(zhì)量提出了具體要求及解決辦法；同時(shí)，結(jié)合工裝選擇、物流組織等措施，有效地降低了施工成本，為后續(xù)類似工程建設(shè)提供了參考。

CRTS-I型；雙塊式；無(wú)砟軌道；施工技術(shù)

1 工程概述

滬昆客專貴州段為中國(guó)境內(nèi)第一條山嶺重丘區(qū)高速鐵路，工程十分艱巨、工程地質(zhì)條件復(fù)雜、技術(shù)難點(diǎn)眾多，貴州境內(nèi)正線全長(zhǎng)559.473雙線公里，設(shè)計(jì)時(shí)速為350 km/h，為目前最高時(shí)速高速鐵路。滬昆客專貴州段某標(biāo)段全長(zhǎng)35 km，其中路基區(qū)間35段，橋梁32座，涵洞27座，隧道9座。

CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道單延米70 km，均處于貴州山嶺重丘區(qū)位置，且施工工期僅為1.5個(gè)月，工期緊，精度要求高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織及質(zhì)量控制提出了較高的要求。

2 施工技術(shù)控制難點(diǎn)

(1)軌道精調(diào)要求極高。軌距誤差不得大于1 mm，高程不得大于2 mm，中線偏差不得大于2 mm，軌道變化率不得大于1/1 500，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過混凝土施工規(guī)范的誤差要求。鑒于精調(diào)本身受外界因素影響較大，因此，如何保證在不同環(huán)境條件、不同施工條件下軌道精調(diào)數(shù)據(jù)的精確性以及軌道的平順性是無(wú)砟軌道控制的難點(diǎn)。

(2)混凝土質(zhì)量控制難度大。CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道道床板寬280 cm，高26 cm，在隧道和路基地段均為連續(xù)澆筑，且間距65 cm預(yù)埋混凝土軌枕。道床板混凝土屬薄層混凝土，混凝土施工質(zhì)量受溫度、環(huán)境及配合比影響較大，且因線路所處地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，路橋隧涵交錯(cuò)布置，在各結(jié)構(gòu)物不均勻沉降影響下如何保證道床板混凝土不開裂、不變形等是該地區(qū)無(wú)砟軌道施工的控制重點(diǎn)。

(3)山區(qū)物流組織難度大。因該工程地處山嶺重丘區(qū)，橋隧比高達(dá)72%，高山溝壑較多，故良好的物流組織是關(guān)系到無(wú)砟軌道能否順利施工及成本可控的關(guān)鍵。

(4)工裝選型對(duì)施工影響大。目前國(guó)內(nèi)CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道施工主要采用機(jī)組法、軌排框架法、人工軌排法、人工工具軌法等，但不同的施工工法精調(diào)控制難度、扣件更換率及人員設(shè)備投入情況不一致，存在較大差異，因此，選擇一種較為合理的施工工法，對(duì)加快無(wú)砟軌道施工進(jìn)度、降低施工成本、提高質(zhì)量控制尤為重要。

3 技術(shù)研究的總體思路

項(xiàng)目部圍繞滬昆客專貴州段山嶺重丘區(qū)CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道“精調(diào)平順性控制、混凝土澆筑質(zhì)量控制、物流組織、工裝選型、施工效率、變形裂縫控制”開展了技術(shù)攻關(guān)，其總體思路如下：

第一步。針對(duì)無(wú)砟軌道施工，先行準(zhǔn)備線外試驗(yàn)段，在線外試驗(yàn)段對(duì)CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道精調(diào)作業(yè)、混凝土作業(yè)、施工效率等進(jìn)行初步摸底。

第二步。在隧道內(nèi)進(jìn)行線上無(wú)砟軌道先導(dǎo)段施工。在施工環(huán)境影響較小、外界溫度較為恒定的隧道內(nèi)施工，進(jìn)一步對(duì)精調(diào)作業(yè)、混凝土作業(yè)、物流組織、施工效率、工裝選型等做詳細(xì)的分析與研究，初步確定施工方案及工藝。

第三步。全面開展無(wú)砟軌道施工，在橋、路、隧等不同線路條件、不同外界條件下，大量施做，總結(jié)不同條件下的無(wú)砟軌道施工方案及施工工藝，確定精調(diào)作業(yè)、混凝土作業(yè)、物流組織、施工效率、工裝選型、變形裂縫控制等各方面需要注意的事項(xiàng)，形成具有針對(duì)性的技術(shù)報(bào)告并最終歸納總結(jié)成具有指導(dǎo)性的山嶺重丘區(qū)CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道施工工藝。

4 所采用的研究方法

為保證山嶺重丘區(qū)CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道施工質(zhì)量，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、加強(qiáng)了對(duì)混凝土性能和施工工藝的理論研究，最終確定了C40混凝土坍落度140 mm和坍落度160 mm的配合比設(shè)計(jì)；為解決軌道精調(diào)平順性控制問題，加強(qiáng)了對(duì)小型工器的研究，固定軌排；為了更好地進(jìn)行物流組織規(guī)劃，對(duì)全線施工進(jìn)行了徹底排查，研究、制定了多種方案，最終形成了物流組織平面布置圖；通過無(wú)砟軌道的全面施工，從而得到了不同施工條件對(duì)應(yīng)的工裝。

整個(gè)技術(shù)研究過程從方案設(shè)計(jì)到工藝控制、從配合比設(shè)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)控制、從精調(diào)數(shù)據(jù)采集到軌排精度控制，主要采用了統(tǒng)計(jì)分析、理論聯(lián)系實(shí)際的研究方法，采取理論研究、咨詢考察、查閱資料、CAD輔助設(shè)計(jì)等方式對(duì)山嶺重丘區(qū)CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析，注重研究成果的實(shí)用性、可靠性和先進(jìn)性，從工裝加工、廠內(nèi)組裝試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施控制三個(gè)層面開展了相關(guān)技術(shù)攻關(guān)工作。

5 技術(shù)研究的主要內(nèi)容

5.1 軌道精調(diào)

無(wú)砟軌道精調(diào)施工主要分為洞內(nèi)精調(diào)作業(yè)和露天精調(diào)作業(yè)兩種情況。洞內(nèi)精調(diào)作業(yè)為隧道無(wú)砟軌道精調(diào)施工；露天精調(diào)作業(yè)主要為橋梁無(wú)砟軌道精調(diào)施工和路基無(wú)砟軌道精調(diào)施工。洞內(nèi)精調(diào)作業(yè)和露天精調(diào)作業(yè)區(qū)別較大，具體如下：

(1)洞內(nèi)精調(diào)。

洞內(nèi)精調(diào)作業(yè)環(huán)境較為良好，主要受洞內(nèi)施工條件本身影響。精調(diào)作業(yè)過程中，要求隧道內(nèi)人員清場(chǎng)，僅留精調(diào)施工人員(4～6人)；灑水降塵，保持隧道內(nèi)視線通暢；清理隧道水溝、電纜槽上的雜物及工程材料，保證CPⅢ觀測(cè)點(diǎn)外露、無(wú)遮擋；清理鋼軌表面的灰塵及污染物，保證軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x良好運(yùn)行。

(2)橋梁、路基露天作業(yè)精調(diào)。

露天精調(diào)作業(yè)除受施工本身?xiàng)l件的影響外，主要還受外界環(huán)境因素的影響。鑒于精調(diào)儀器受大風(fēng)、暴雨、炎熱等不利天氣影響，除保證CPⅢ觀測(cè)點(diǎn)外露無(wú)遮擋、鋼軌表面無(wú)灰塵及污染物外，還應(yīng)避開大風(fēng)、暴雨、炎熱等不利氣候條件的影響，以保證精調(diào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

不同條件下的精調(diào)作業(yè)除滿足上述條件外，在精調(diào)過程中，還應(yīng)根據(jù)外界溫度變化、精調(diào)完成后的間隔時(shí)間、精調(diào)控制精度等三方面控制精調(diào)作業(yè)，即第一次精調(diào)完成后，如果溫差大于15 ℃，必須重新精調(diào)；精調(diào)完成后時(shí)間超過12 h，必須重新精調(diào)；將精調(diào)作業(yè)精度盡量控制在0偏差，最大不得超過1 mm，從而保證無(wú)砟軌道澆筑完成后將精度控制在2 mm以內(nèi)。

5.2 質(zhì)量控制

混凝土澆筑質(zhì)量主要分為隧道內(nèi)混凝土質(zhì)量控制及露天作業(yè)(橋梁及路基地段)混凝土質(zhì)量控制。

(1)隧道內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量控制。

隧道內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量控制主要分為五個(gè)方面：即混凝土本身質(zhì)量控制、混凝土澆筑振搗質(zhì)量控制、混凝土抹面質(zhì)量控制、無(wú)砟軌道扣件及螺桿調(diào)整期拆除時(shí)間控制及混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制。

①混凝土本身質(zhì)量控制除選定良好的配合比外，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整入倉(cāng)坍落度、含氣量等混凝土參數(shù)，以保證混凝土的和易性。項(xiàng)目部技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為：直線地段，混凝土坍落度保持在160 mm左右較好；曲線地段，混凝土坍落度保持在140 mm左右較好；②混凝土振搗除嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求“振搗棒快插慢拔，不再冒出氣泡，不再顯著下沉，出現(xiàn)平坦翻漿”外，還應(yīng)對(duì)已振搗完畢的混凝土進(jìn)行復(fù)振作業(yè)，復(fù)振一般在混凝土振搗完成10～15 min進(jìn)行；③混凝土抹面主要分為刮平、粗平、精平、壓光等4道工序，4道工序中刮平、粗平尤為重要。為此，根據(jù)無(wú)砟軌道特點(diǎn)，項(xiàng)目部特別制作了兩種刮面尺，即橫向、縱向刮面尺各一把?？v向刮面尺保證快速粗平，橫向刮面尺保證持續(xù)粗平,后續(xù)精平及壓光作業(yè)由于具有良好的基礎(chǔ)面，故均能保證抹面質(zhì)量；④無(wú)砟軌道混凝土初凝后應(yīng)及時(shí)松開扣件及軌排螺桿調(diào)整器，松開時(shí)應(yīng)保持“先扣件、后螺桿調(diào)整期，從一側(cè)到另一側(cè)依次對(duì)稱松開”的原則，以保證混凝土收縮與預(yù)埋軌枕同步，不在軌枕周圍及棱角處出現(xiàn)裂縫及“八”字型裂縫；⑤混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)采用“先噴霧、再覆蓋、后灑水”的養(yǎng)護(hù)方式， 即混凝土初凝后1 h開始進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，混凝土終凝后采用土工布覆蓋，覆蓋土工布后灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土面濕潤(rùn)不少于7 d。

(2)橋梁及路基地段混凝土澆筑質(zhì)量控制。

①路基地段因受沉降影響較大，在混凝土澆筑之前，應(yīng)做好線下工程沉降評(píng)估，待第三方檢測(cè)完成并出具沉降合格評(píng)估報(bào)告后方可澆筑道床板混凝土，澆筑混凝土之前，首先應(yīng)鑿毛基礎(chǔ)面，鑿毛深度需控制在7 mm左右且鑿毛面積不應(yīng)小于85%，以保證新老混凝土結(jié)合面不出現(xiàn)裂縫，同時(shí)在支承層表面每隔4.55 m切割伸縮假縫，并使其處于兩軌枕中間以進(jìn)一步緩沖基礎(chǔ)沉降對(duì)道床板造成的影響；對(duì)于道床板施工過程中產(chǎn)生的施工縫，均在施工縫兩側(cè)植入兩排、每排4根M27的銷釘以及鋼網(wǎng)板，用以保證施工縫結(jié)合良好。

②橋梁地段應(yīng)結(jié)合底座板的施工情況，選擇合理的模板加固措施，確保道床板與底座板結(jié)構(gòu)尺寸完全一致；同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制底座板標(biāo)高，確保道床板混凝土厚度滿足要求。

③橋梁及路基地段無(wú)砟軌道混凝土澆筑質(zhì)量控制除滿足隧道內(nèi)施工相關(guān)要求外，還應(yīng)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)避開暴雨、烈日、高溫等惡劣天氣影響，并應(yīng)提前準(zhǔn)備防雨篷布、遮陽(yáng)篷布、風(fēng)冷機(jī)等以保證意外條件下的混凝土澆筑質(zhì)量。

(3)鋼筋絕緣控制。

CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道道床板鋼筋因列車運(yùn)行電路電磁感應(yīng)要求，需對(duì)所有鋼筋接頭及交叉點(diǎn)進(jìn)行絕緣處理，否則列車信號(hào)將無(wú)法進(jìn)行有效的傳輸和接收，將產(chǎn)生重大的安全隱患。每單側(cè)100 m道床板鋼筋交叉點(diǎn)及接頭數(shù)量約為15 000個(gè)，需對(duì)每個(gè)接頭及交叉點(diǎn)進(jìn)行絕緣處理，其檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)且難度較大。筆者通過對(duì)檢測(cè)手段進(jìn)行探索分析，最終確定采用“鏈條區(qū)域檢測(cè)法”進(jìn)行篩選檢測(cè)，從而提高了檢測(cè)質(zhì)量及效率，保證了其電阻滿足要求。

5.3 施工組織

山嶺重丘區(qū)受復(fù)雜地形條件影響，可能會(huì)造成某些段落無(wú)砟軌道施工段落較長(zhǎng)，從而無(wú)法形成有效的運(yùn)輸通道等情況，最終增加工程成本、制約施工進(jìn)度。因此，在山嶺重丘區(qū)無(wú)砟軌道施工前，應(yīng)全面熟悉、調(diào)查所有與正線有關(guān)的施工便道并形成相應(yīng)的平面布置圖，通過對(duì)便道路況、與拌和站的運(yùn)輸距離、無(wú)砟軌道施工方向、工裝投入套數(shù)等各方面因素進(jìn)行綜合考慮方能定稿。該工程共計(jì)投入工裝15套，接入正線便道12條，每段無(wú)砟軌道施工長(zhǎng)度控制在雙線1.5 km以內(nèi)，從而保證了每段1個(gè)月的工期控制目標(biāo)。

圖1 隧道物流組織示意圖

圖2 路橋物流組織示意圖

5.4 工裝選擇

該工程無(wú)砟軌道的施工使用了兩種工裝：一種為軌排框架工裝，另一種為人工工具軌排工裝?？蚣苘壟偶叭斯すぞ哕壟攀┕すば蚧鞠嗤瑑H有的區(qū)別為：

(1)軌排框架工裝。主要通過高程螺桿調(diào)整器和水平螺桿調(diào)整器進(jìn)行精調(diào)作業(yè)，調(diào)整完成后，采用專用可調(diào)節(jié)撐桿固定軌排。由于施工時(shí)需要機(jī)械配合較多，工裝占地較大，倒運(yùn)較為不便，故施工進(jìn)度相對(duì)緩慢，但其施工精度較高，人員配備一般少于人工工具軌排。

(2)人工工具軌。主要通過軌距撐桿、高程螺桿調(diào)整器、自制水平螺桿調(diào)整器進(jìn)行精調(diào)作業(yè)，調(diào)整完成后，自行鎖定。其機(jī)械配合較少、場(chǎng)地占用較小、工裝倒運(yùn)較為方便、施工進(jìn)度較快，但施工控制精度受人為因素及軌排自身的缺陷影響較大，人員配備一般多于框架軌排。

軌排框架與人工工具軌具有的優(yōu)缺點(diǎn)比較情況見表1。

5.5 成本控制

表1 軌排框架與人工工具軌優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表

山嶺重丘區(qū)無(wú)砟軌道施工成本控制主要包括：

(1)通過精調(diào)控制后期扣件更換率降低成本損失。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)范圍內(nèi)CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道扣件更換率一般為30%左右，每塊扣件成本約200元。滬昆客專貴州某標(biāo)段無(wú)砟軌道總共需要扣件22萬(wàn)套，如果按30%計(jì)算，需要更換6.6萬(wàn)個(gè)，大約花費(fèi)1 320萬(wàn)元，將會(huì)給項(xiàng)目造成巨額損失。通過采取有效的精調(diào)措施控制軌道的精確性及平順性，將更換率控制在10% ～15%。

(2)通過對(duì)工裝進(jìn)行的對(duì)比選型，保證了工期進(jìn)度目標(biāo)，降低了成本損失。

(3)通過合理的物流組織安排，降低了材料運(yùn)輸成本，保證了工期目標(biāo)。

(4)通過混凝土澆筑質(zhì)量控制及后期成品保護(hù)，降低了成本損失。

(5)通過對(duì)路基防水層、道床板排水坡進(jìn)行優(yōu)化，改變了施工順序，簡(jiǎn)化了施工工序，加快了施工進(jìn)度，降低了成本損失。

5.6 變形控制

該標(biāo)段無(wú)砟軌道施工處于山嶺重丘區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，路基地段及隧道地段沉降變形控制為工程的重中之重，在無(wú)砟軌道施工前，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)線下工程沉降變形情況，探明地下地質(zhì)情況，如有巖溶等不良地質(zhì)問題，必須及時(shí)予以處理?？刂凭€下工程沉降變形就是控制道床板的沉降變形，只有線下工程沉降評(píng)估完成后，方能進(jìn)行無(wú)砟軌道施工。

6 結(jié) 語(yǔ)

穩(wěn)定持久的軌道高平順性控制是高速鐵路無(wú)砟軌道施工管理的核心和技術(shù)關(guān)鍵，CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道作為高速動(dòng)車的載體，在其施工過程中，對(duì)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提出了較高的要求，筆者通過技術(shù)研究分析，對(duì)如何較好地控制軌道平順性及精調(diào)成果、降低扣件更換率、提高道床混凝土施工質(zhì)量及電阻的絕緣控制等提出了相應(yīng)的解決辦法。隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，中國(guó)高速鐵路施工技術(shù)已走出國(guó)門，高速鐵路CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)將隨著中國(guó)高鐵技術(shù)的出口，為世界高鐵建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-02-06

U215。1；U215。7；U215。6

B

1001-2184(2017)02-0013-04

冉 鵬(1985-)，男，四川巴中人，項(xiàng)目總工程師，工程師，學(xué)士，從事鐵路工程施工技術(shù)與管理工作；

胡 勇(1985-)，男，四川青白江人，項(xiàng)目總經(jīng)濟(jì)師，工程師，學(xué)士，從事鐵路工程施工經(jīng)營(yíng)管理工作；

鄧忠誠(chéng)(1972-)，男，廣東湛江人，工程師，從事鐵路工程施工技術(shù)與管理工作.