李 明

（中鐵十六局集團(tuán)路橋工程有限公司，北京 101500）

0 引言

高速鐵路無砟軌道施工是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，為了滿足高速列車運(yùn)行的高平穩(wěn)性和高舒適性，必須對(duì)軌道的幾何線形進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂啤ＺM深鐵路GSSG-1標(biāo)義合隧道全長(zhǎng)6.043km，橫嶺隧道全長(zhǎng)7.874km，設(shè)計(jì)采用CRTSI型雙塊式無砟軌道，結(jié)構(gòu)高度515mm，整個(gè)結(jié)構(gòu)從上到下分別是60kg/m鋼軌、WJ-8B彈性扣件、SK-2型雙塊式軌枕、道床板。為了提升無砟軌道施工的智能化水平，有效控制施工質(zhì)量，減少人力投入并提升施工效率，本文對(duì)CRTSI型雙塊式無砟軌道智能化工裝配套施工技術(shù)展開研究，以供相關(guān)技術(shù)人員參考。

1 智能化工裝配套施工技術(shù)要求

1.1 道床板絕緣和整體接地技術(shù)要求

在道床的基礎(chǔ)上，縱向和縱向的鋼筋連接用一種絕緣卡進(jìn)行絕緣，其絕緣電阻應(yīng)超過2MΩ；在道床的底板上，有三個(gè)縱向的地筋，也就是在道床的上部軌道中央和最外面的兩個(gè)鋼筋，在每隔100m的地方布置一條橫向的地筋，在每隔100m處要用一根橫筋，在橫線的交叉點(diǎn)上要進(jìn)行焊接，接地鋼筋不能構(gòu)成電氣回路，在與其它鋼筋相交時(shí)，要做絕緣處理。每隔100m，道床地板為一地，中間為“T”型“貫通地線”，接地裝置的接地端不接[1]。

1.2 處理施工縫技術(shù)要求

在道床前、后兩次澆筑不超過24h的情況下，在施工縫處只安裝快速收口網(wǎng)；并在網(wǎng)片的前后分別設(shè)置1個(gè)縱向橫截面的Φ16鋼筋；若隔24h以上，則需加植筋。

1.3 動(dòng)橫梁精調(diào)軌排技術(shù)要求

軌排采用內(nèi)套式連接結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計(jì)合理、外形簡(jiǎn)潔、操作靈活、高程和中線控制準(zhǔn)確，由外托梁、內(nèi)托梁、高程調(diào)節(jié)裝置、中線調(diào)節(jié)裝置、鋼軌、軌排支護(hù)系統(tǒng)等組成。

2 智能化工裝配套施工工藝流程

2.1 隧道填筑和基坑的施工

在進(jìn)行無砟軌道施工之前，應(yīng)先清理隧道施工區(qū)域，在道床寬度以內(nèi)的隧道回填或鋼筋混凝土基底應(yīng)進(jìn)行拉毛，拉毛線應(yīng)均勻、清晰、整齊，若拉毛質(zhì)量達(dá)不到要求或拉出破損，應(yīng)再次鑿除，以保證道床與仰拱回填或混凝土基板的結(jié)合。

2.2 無砟軌道施工工藝流程

無咋軌道施工工藝流程為：測(cè)量放樣→底層鋼筋的鋪設(shè)→分枕智能化及組裝軌排→軌排粗調(diào)及安裝上層鋼筋→測(cè)試絕緣性→安裝縱向和橫向模板→智能化軌排精調(diào)→澆筑混凝土→自動(dòng)化道床收面→混凝土養(yǎng)護(hù)→軌排架拆除→養(yǎng)護(hù)。

3 智能化工裝配套施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 底層鋼筋鋪設(shè)要點(diǎn)

在測(cè)量放樣完畢后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行基礎(chǔ)鋼筋的鋪設(shè)，并安裝16～20號(hào)絕緣卡。在縱向鋼筋的橫向交叉處，應(yīng)按照規(guī)范的要求進(jìn)行焊接，縱向鋼筋的長(zhǎng)度應(yīng)不少于200mm，搭接長(zhǎng)度不得少于800mm，其他的縱向鋼筋用絕緣卡箍固定[2]?；A(chǔ)鋼筋鋪設(shè)完成后，按照“梅花”字形排列，厚度與道床板相同的35mm混凝土墊片，每平方米不得少于4個(gè)。

3.2 智能化分枕及軌排組裝要點(diǎn)

3.2.1 智能化自動(dòng)分枕

根據(jù)軌枕堆放及吊運(yùn)特點(diǎn)，采用龍門吊與智能自動(dòng)分枕機(jī)配合操作，自動(dòng)分枕機(jī)采用“五枕二分”式分枕法（見圖1）。每次從軌枕垛上吊起5根軌枕（一層），一榀軌排需要吊放軌枕2次，與吊放軌枕的龍門吊動(dòng)作同步，行走在分枕平臺(tái)上的分枕車承接軌枕（每組5根），升降機(jī)構(gòu)舉升起軌枕后進(jìn)行中線、垂直度和軌枕間距調(diào)整，完成后分枕車行走至設(shè)定位置、升降機(jī)構(gòu)降落，軌枕被放置在平臺(tái)上，分枕車移動(dòng)至第二位置待軌枕吊放，依次循環(huán)，完成分枕、調(diào)整及定位，采用機(jī)、電、光學(xué)三位一體化智能化控制系統(tǒng)，具有軌排、軌枕間距的記憶功能，實(shí)現(xiàn)了軌枕的自動(dòng)分枕定位。智能化分枕機(jī)技術(shù)參數(shù)具體如下：

圖1 智能化自動(dòng)分枕示意圖

（1）設(shè)備運(yùn)行速度：25～35m/min；

（2）分枕速度：30～60s；

（3）中線精度：±0.5mm；

（4）間距精度：±1.5mm；

（5）方正度：±1mm；

（6）軌枕數(shù)量：10塊；

（7）操作人員：1人。

3.2.2 鋪設(shè)組裝軌排

鋼軌排采用動(dòng)梁精調(diào)鋼軌，手工與龍門起重機(jī)相結(jié)合，將鋼軌鋼軌的扣件螺栓孔與鋼軌枕頭的螺栓孔對(duì)齊，將鋼軌平穩(wěn)、緩慢地放入鋼軌枕木，檢查枕木的位置，并上緊扣件。對(duì)鋼軌排螺栓的安裝質(zhì)量和軌枕間隔進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后，將龍門吊從分枕裝配平臺(tái)上吊裝到架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，按照中線和高程進(jìn)行定位，偏差范圍為-10～0mm，中線±10mm。相鄰的鋼軌采用魚尾板連接，每個(gè)鋼軌上各安裝4組螺釘，并進(jìn)行預(yù)旋，軌縫6～10mm。每一組鋼軌都按照精確的里程來調(diào)節(jié)鋼軌的端部。

3.3 粗調(diào)軌道及上層鋼筋安裝要點(diǎn)

3.3.1 粗調(diào)軌道

采用橫、豎向調(diào)整的鋼軌排粗調(diào)，按先中、后水平的順序依次進(jìn)行。經(jīng)粗調(diào)整后，軌跡的定位誤差為-5～-2mm，中線±5 mm。粗調(diào)完畢后，將相鄰的兩列車架之間用4個(gè)孔洞的新魚尾板連接起來。

3.3.2 安裝上層鋼筋

在完成粗調(diào)后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行上部鋼筋的安裝，在垂直方向的鋼筋和橫梁（包括枕梁的橫向鋼筋）的交叉部位應(yīng)按要求進(jìn)行焊接。

3.4 測(cè)試絕緣工作要點(diǎn)

做好絕緣電阻試驗(yàn)。首先要用肉眼觀察絕緣卡的安裝情況，看看有沒有脫落；再利用兆歐表對(duì)鋼筋之間的絕緣資料進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)任何兩個(gè)非接地鋼筋之間的電阻應(yīng)大于2MΩ。

3.5 縱向和橫向模板安裝要點(diǎn)

3.5.1 安裝模板之前的檢查

模板安裝之前要進(jìn)行的檢查主要包括：模板平整度、模板清潔性、脫模劑涂覆情況、替換破損或彎曲的模板。

3.5.2 縱向模板的安裝

在安裝之前，要先對(duì)導(dǎo)軌排梁上的模板進(jìn)行超高調(diào)整，以確保縱模工作面與地面垂直。樣板的調(diào)整精度與成品混凝土的幾何尺寸有很大的關(guān)系，這是驗(yàn)標(biāo)的硬性指標(biāo)，對(duì)縱向模板的調(diào)整和加強(qiáng)應(yīng)引起高度的重視，并注意兩邊的頂桿在同一時(shí)間內(nèi)均受力[3]。

3.6 智能化軌排精調(diào)要點(diǎn)

3.6.1 智能化軌排精調(diào)方法

利用自動(dòng)精調(diào)機(jī)器人和全站儀，利用全站儀對(duì)4對(duì)連續(xù)的CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，自動(dòng)調(diào)整，計(jì)算出設(shè)站的位置，精調(diào)機(jī)器人通過藍(lán)牙信號(hào)自動(dòng)讀取精調(diào)小車數(shù)據(jù)，測(cè)量得到誤差數(shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)動(dòng)模型修正后，控制伺服調(diào)整器，驅(qū)動(dòng)軌排調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行高程、中線定位。雙塊式無砟軌道精調(diào)機(jī)器人工作時(shí)，操作人員一鍵按下，全站儀測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸、位移量計(jì)算、調(diào)整器轉(zhuǎn)動(dòng)等，都由電腦控制自動(dòng)、重復(fù)完成（見圖2）。

圖2 智能化軌排精調(diào)

3.6.2 智能化軌排精調(diào)優(yōu)點(diǎn)

（1）高程精調(diào)采用兩套伺服執(zhí)行組件分別精調(diào)一個(gè)橫梁的兩個(gè)螺桿，安裝范圍300mm,精調(diào)精度0.3mm；

（2）中線精調(diào)采用一套伺服執(zhí)行組件精調(diào)橫梁的橫向調(diào)節(jié)螺桿，安裝范圍400mm,精調(diào)精度0.3mm；

（3）工程使用機(jī)構(gòu)緊湊，重量輕，施工方便；

（4）軌排精調(diào)機(jī)器人能夠大幅度減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，操作簡(jiǎn)單，作業(yè)效率高；

（5）與精調(diào)小車復(fù)測(cè)誤差0.01之內(nèi)，完全滿足施工需要。

3.6.3 智能化軌排精調(diào)技術(shù)參數(shù)

（1）工作面寬度：2800/3400mm；

（2）輪距：1510mm；

（3）軸距：800mm；

（4）設(shè)備尺寸：1000×950×3800mm；

（5）設(shè)備運(yùn)行速度：0.8～3.2m/min；

（6）設(shè)備功率：4kW；

（7）設(shè)備重量：120kG；

（8）操作人員：1～2人。

3.6.4 智能化軌排精準(zhǔn)調(diào)序

精準(zhǔn)調(diào)整兩個(gè)特定軌排架之間的順序?yàn)椋?→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8，軌排精調(diào)順序如圖3所示。

圖3 軌排精調(diào)順序圖

3.6.5 過渡順接方式

在上一次調(diào)整結(jié)束后，在下一次調(diào)整中需要疊加8～10個(gè)軌道枕木。

3.6.6 智能化軌排精調(diào)注意事項(xiàng)

（1）所有的計(jì)量器具都要按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期的檢驗(yàn);

（2）其他工程暫停在測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行;

（3）鋼軌在精調(diào)后要做好保護(hù)工作，不得踐踏、碰撞;

（4）在進(jìn)行鋼軌精密調(diào)整后，應(yīng)及早進(jìn)行混凝土澆筑，如遇外界干擾、或放置時(shí)間過長(zhǎng)（12h），或環(huán)境溫度變化大于15℃，則需再次進(jìn)行檢測(cè)，以確保其符合要求。

3.7 澆筑混凝土施工要點(diǎn)

3.7.1 混凝土布料

利用龍門吊車和吊車進(jìn)行混凝土澆筑?；炷翍?yīng)從遠(yuǎn)到近，按順序按順序均勻分布，布好后要及時(shí)振搗，如有缺料，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)料；入模時(shí)，應(yīng)將混凝土排出，并與上部鋼筋網(wǎng)之間的間隙保持一致，不得直接沖擊軌排、軌枕及鋼筋。

3.7.2 搗固道床混凝土

振動(dòng)錘由4個(gè)手工振動(dòng)棒組成，工作時(shí)間為前后兩個(gè)區(qū)域，每隔3m左右搗實(shí)。前區(qū)2個(gè)50號(hào)桿，主要用于下段鋼絲網(wǎng)和枕底搗固，后區(qū)2個(gè)30號(hào)桿，主要搗固軌枕的周圍和底部。在搗固過程中，要防止搗固桿與排架、枕木發(fā)生碰撞，出現(xiàn)過多或過少的混凝土?xí)r要進(jìn)行修補(bǔ)。

3.8 道床收面自動(dòng)化施工要點(diǎn)

運(yùn)用自動(dòng)化道床收面小車收面，操作時(shí)需要2名工人，一邊一個(gè)操作小車，在軌排橫梁之間邊走邊振動(dòng)刮平，遇到橫梁時(shí)行程開關(guān)感應(yīng)后自動(dòng)停止行走，人工將小車后退提前通過軌排橫梁，然后再放下振動(dòng)刮平。

3.9 養(yǎng)護(hù)混凝土工作要點(diǎn)

（1）在混凝土澆注完成后，應(yīng)及時(shí)用400g/m2的土工織物覆蓋，并由專業(yè)人員用噴霧機(jī)對(duì)布的內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)充，確保其始終保持濕潤(rùn)；后續(xù)的拆軌工作中，工作一次一次地掀起一次，并維持一次一次的翻蓋。

（2）卸下軌排架后，應(yīng)及時(shí)用土工織物進(jìn)行遮蓋，鋪好后噴灑水，徹底將路面混凝土完全覆蓋，并隨時(shí)檢查、補(bǔ)水，確保在養(yǎng)護(hù)期間混凝土的表面保持潮濕。

（3）補(bǔ)水是保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的關(guān)鍵，在施工場(chǎng)地設(shè)置100m長(zhǎng)的水管，以保證養(yǎng)護(hù)段有足夠的水源，然后在導(dǎo)軌板高的一側(cè)采用滴水的方式使道床板始終保持濕潤(rùn)。

4 道床板混凝土質(zhì)量控制措施

（1）優(yōu)化混凝土配合比：骨料集配良好，減小水灰比，滿足施工的前提下盡可能減小塌落度。

（2）加強(qiáng)混凝土振搗：特別注意枕底和軌枕周圍振搗到位，如發(fā)現(xiàn)振搗后表面砂漿過厚，初凝前進(jìn)行二次振搗。

（3）澆筑過程中嚴(yán)格盯控：嚴(yán)禁混凝土澆筑過程中為了好收面、收光面進(jìn)行灑水收面，合理安排澆筑及收面時(shí)間，避免因澆筑過快導(dǎo)致收面不及時(shí)造成混凝土初凝。

（4）雙塊式軌枕灰塵清理及澆筑前潤(rùn)濕：在施工過程中，要在軌枕粗鋪前對(duì)軌枕進(jìn)行仔細(xì)沖洗，特別是軌枕周邊及底部認(rèn)真刷洗，確保沒有塵土。澆筑前對(duì)軌枕進(jìn)行潤(rùn)濕，并在澆筑過程中對(duì)該段澆筑區(qū)域后方軌枕定時(shí)潤(rùn)濕，避免澆筑時(shí)間過長(zhǎng)后方軌枕水分揮發(fā)變干。

（5）合理掌握鋼軌應(yīng)力釋放時(shí)機(jī)：過早會(huì)引起軌排沉降，過遲會(huì)引起軌枕引起道床混凝土裂縫，爭(zhēng)取在5MPa的混凝土應(yīng)力時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

（6）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)：專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，保持充分濕潤(rùn)。

5 結(jié)束語

通過動(dòng)橫梁精調(diào)軌排、自動(dòng)分枕平臺(tái)機(jī)、精調(diào)機(jī)器人、道床收面小車等智能化工裝賦能，CRTSI型雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量更加穩(wěn)定，工期得到更有效保障。贛深鐵路CRTSI型雙塊式無砟軌道施工實(shí)踐證明，智能化工裝配套施工，具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠等特點(diǎn)，符合“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”的現(xiàn)代化施工企業(yè)發(fā)展理念。