劉津

（中鐵十一局集團第三工程有限公司，湖北十堰 442000）

0 引言

隨著高速鐵路的迅速發(fā)展，作為一種新興的鐵路軌道技術(shù)，無砟軌道得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。無砟軌道不僅具有降噪、減振、保持穩(wěn)定性等功能，還可以提高列車的運行速度和安全性，已成為高速鐵路建設(shè)的主流技術(shù)之一。盡管無砟軌道技術(shù)在高速鐵路建設(shè)中表現(xiàn)出了許多優(yōu)勢，但在其施工過程中仍存在一些難點和問題，如軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制、精密測量難和軌道平順度控制難等，這些問題直接會影響無砟軌道施工效率和質(zhì)量，因此有必要加強技術(shù)分析，解決這些施工難點。

1 高速鐵路無砟軌道施工技術(shù)的應(yīng)用價值

隨著高速鐵路的不斷發(fā)展和鐵路運輸需求的增加，作為一種新型的鐵路軌道技術(shù)，無砟軌道越來越受到關(guān)注和重視。在高速鐵路建設(shè)中，無砟軌道具有獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用價值。其采用集成式設(shè)計和施工方式，不僅具有較高的鋪設(shè)效率和較快的施工速度，而且可以大幅降低施工成本，還能有效避免對周邊環(huán)境的影響。無砟軌道在使用過程中也具有顯著的優(yōu)勢，不僅可以使軌道平整、穩(wěn)定，減少噪聲和振動，而且能提高列車的運行安全性和舒適性。此外，無砟軌道具有使用壽命長、維護成本低、可靠性高等優(yōu)點，其也因此在高速鐵路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用?？傊?，無砟軌道在高速鐵路建設(shè)中有重要的應(yīng)用價值，對提高鐵路建設(shè)質(zhì)量、效率，降低成本，保障運輸安全有重要意義。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用范圍的不斷擴大，無砟軌道技術(shù)在未來的高速鐵路建設(shè)中會繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

2 無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 不同線路地段軌道系統(tǒng)的組成

在高速鐵路無砟軌道施工過程中，施工方需要根據(jù)不同線路地段的特點，選擇不同的軌道系統(tǒng)組成方案，以保證軌道的平穩(wěn)性、耐久性和安全性。通常情況下，軌道系統(tǒng)主要包括軌道板、軌枕、彈性墊板、固定螺栓和軌距調(diào)整器等部分。軌道板是無砟軌道施工中的核心部件，其主要作用是承受列車的荷載，同時具有良好的抗變形和抗疲勞性能。軌道板的形式一般為混凝土梁式結(jié)構(gòu)，也可以采用U 形鋼板，其長寬高等參數(shù)需根據(jù)不同線路的要求來確定。軌枕主要起承載軌道板的作用，傳統(tǒng)的軌枕主要采用木材制作，但由于其存在易腐爛、易變形等缺點，現(xiàn)在多改用混凝土或塑料等材質(zhì)制作。

2.2 無砟軌道測量

無砟軌道測量在高速鐵路無砟軌道施工中有非常重要的作用，能夠保證施工精度和質(zhì)量，提高鐵路線路的安全性和可靠性。無砟軌道測量主要包括前期勘測、設(shè)計測量和施工控制測量三個階段。前期勘測主要是為了獲取施工地形地貌和工程條件等基礎(chǔ)信息，通過分析和預(yù)測線路走向，為設(shè)計測量和施工控制測量提供數(shù)據(jù)支持。設(shè)計測量主要是為了確定軌道線路的幾何形態(tài)和軌道縱斷面的參數(shù)，包括軌道的中心線位置、坡度、曲率、橫坡等。設(shè)計測量的結(jié)果將直接影響后續(xù)的施工控制測量和無砟軌道施工的精度。施工控制測量是無砟軌道施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要是根據(jù)設(shè)計測量結(jié)果進行現(xiàn)場控制，確保施工過程中軌道的精度和質(zhì)量。施工控制測量的主要內(nèi)容包括軌道中心線的控制、坡度控制、曲線控制、橫向坡度控制等。在無砟軌道測量中，使用的主要工具包括全站儀、激光測距儀、水準儀等。這些工具能夠提供高精度的測量結(jié)果，并且應(yīng)用方便、快捷，能夠滿足軌道施工中的測量精度和效率要求。在高速鐵路無砟軌道施工中，測量精度非常重要，一般要求將軌道中心線誤差控制在±3mm 以內(nèi)，曲率半徑控制在700m以上。

2.3 水硬性混凝土支承層鋪設(shè)

2.3.1 施工準備

第一，對施工現(xiàn)場進行認真的勘測和測量，確定施工方案和方向，設(shè)計好鋪設(shè)線路和控制點，制定好施工計劃和時間節(jié)點。第二，需要對材料進行檢查和確認，包括水泥、砂子、石子等原材料，確保其符合相關(guān)標準和質(zhì)量要求。同時需確定好材料的配比，進行試驗驗證，確保施工質(zhì)量。第三，配備好施工所需的機械設(shè)備和人員，安排好施工人員的培訓(xùn)和安全教育，確保施工安全、順利進行。這些前期準備可以為水硬性混凝土支承層的鋪設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)，提高施工效率和質(zhì)量。

2.3.2 兩布一膜鋪設(shè)

兩布一膜鋪設(shè)是水硬性混凝土支承層鋪設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其施工過程主要包括以下幾個步驟：一是清潔基層。在施工前應(yīng)該對基層進行徹底清理，確保無塵、無雜質(zhì)。二是鋪設(shè)防水膜?；鶎忧謇砗?，先鋪設(shè)一層防水膜，用于保護基層不受水泥漿侵蝕。三是鋪設(shè)第一層鋼筋網(wǎng)布。在防水膜上鋪設(shè)第一層鋼筋網(wǎng)布，并將鋼筋網(wǎng)布固定在基層上。四是澆筑第一層水硬性混凝土。將第一層水硬性混凝土澆筑在第一層鋼筋網(wǎng)布上，并進行充分的壓實。五是鋪設(shè)第二層鋼筋網(wǎng)布。在第一層水硬性混凝土上鋪設(shè)第二層鋼筋網(wǎng)布，并將其固定在第一層水硬性混凝土上。六是澆筑第二層水硬性混凝土。將第二層水硬性混凝土澆筑在第二層鋼筋網(wǎng)布上，并進行充分的壓實。在施工過程中，應(yīng)該控制好水泥漿的配合比例，以確保水泥漿的性能穩(wěn)定。同時，應(yīng)該注意控制施工的溫度和濕度，以避免出現(xiàn)開裂等問題。據(jù)統(tǒng)計，兩布一膜鋪設(shè)技術(shù)能夠大大提高無砟軌道的穩(wěn)定性和承載能力。在實際施工中，使用這種鋪設(shè)技術(shù)能將無砟軌道的承載能力提高至200t/m3以上，相較于傳統(tǒng)的有砟鐵路軌道，無砟軌道的承載能力能提高50%以上。

2.3.3 底座混凝土

底座混凝土是水硬性混凝土支承層的重要組成部分之一。底座混凝土的作用是支撐軌道，使軌道保持穩(wěn)定的形態(tài)，支持軌道承載荷載，以及消除軌道的不平整度。在施工過程中，底座混凝土應(yīng)按照設(shè)計規(guī)范和施工工藝要求進行，需要注意混凝土的配合比、混凝土的澆筑均勻性以及混凝土的養(yǎng)護等問題。第一，底座混凝土的配合比，一般是按照設(shè)計要求中的強度等級和稠度等級來確定。第二，底座混凝土施工前需進行基礎(chǔ)處理，包括基礎(chǔ)清理和填補。對于底座基礎(chǔ)表面的破損和不平整點，需要進行修補和填平處理，以保證底座混凝土的施工質(zhì)量。第三，需要根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，進行底座混凝土澆筑。澆筑前需根據(jù)設(shè)計要求進行拌和和運輸，以保證混凝土質(zhì)量。在澆筑過程中，需要注意控制澆筑的速度和均勻性，同時應(yīng)控制混凝土的坍落度和施工速度，確保混凝土在澆筑后能夠得到充分的壓實和凝固。第四，需要對底座混凝土的質(zhì)量進行檢測和控制。在施工過程中，應(yīng)進行現(xiàn)場檢測，如采用溫度計和激光儀等設(shè)備，以保證混凝土的質(zhì)量符合設(shè)計要求。第五，需采用科學(xué)的養(yǎng)護措施，保證混凝土得到充分的養(yǎng)護，防止出現(xiàn)龜裂、開裂等質(zhì)量問題。

2.3.4 軌道板粗鋪

軌道板粗鋪是底座混凝土施工的后續(xù)工作，主要目的是保證軌道板的鋪設(shè)質(zhì)量和精度。軌道板粗鋪的施工過程主要包括軌道板放線、軌道板鋪設(shè)和粗鋪調(diào)整等環(huán)節(jié)。鋪設(shè)時需要注意鋪設(shè)的位置、高度和平整度等問題。軌道板的位置應(yīng)按照設(shè)計要求進行擺放，軌道板的高度應(yīng)該符合施工圖中的標準，軌道板的平整度則需要通過相應(yīng)的工具進行調(diào)整和修正。

3 無砟軌道施工技術(shù)難點

3.1 軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制

軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制是多種原因引起的。一方面地質(zhì)條件存在不確定性。由于不同地質(zhì)地段的性質(zhì)不同，其地基沉降變形規(guī)律也不同，因此無法完全控制地基沉降變形。另一方面，鐵路車輛的荷載作用也是地基沉降變形的原因之一。高速列車的荷載特點是快速、重載、高頻，這種荷載會加速地基的沉降變形。此外，施工技術(shù)水平也會影響地基沉降變形的規(guī)律和程度。如果施工技術(shù)不合理或施工質(zhì)量不達標，會導(dǎo)致地基沉降變形更加明顯。

3.2 對測量精度要求高

無砟軌道施工對精度的要求很高，且施工現(xiàn)場地形復(fù)雜，環(huán)境條件不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的測量方法難以滿足高精度的要求。需要使用高精度、高穩(wěn)定性的現(xiàn)代化測量設(shè)備，但這種設(shè)備通常價格昂貴，使用難度較大。同時施工現(xiàn)場空間狹小，常常需要在夜間或限時條件下施工。這就需要在短時間內(nèi)進行大量的測量工作，同時需要確保測量數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，這對現(xiàn)場測量人員的技術(shù)水平和工作效率提出了較高的要求。此外，由于無砟軌道的特殊性質(zhì)，施工方需要對其進行持續(xù)測量和監(jiān)測，這要求測量技術(shù)不僅需要有高精度、高穩(wěn)定性，還需要具備實時性、連續(xù)性和自動化等特點。這對現(xiàn)有的測量技術(shù)提出了更高的要求，需要研究人員不斷進行創(chuàng)新和改進[1]。

3.3 軌道平順度控制

軌道平順度是指軌道的橫向和縱向平順度，這是影響列車運行穩(wěn)定性和安全性的重要因素。然而，在無砟軌道施工中，軌道平順度控制是一個相對困難的問題。主要原因有以下幾點：第一，無砟軌道施工工藝復(fù)雜，對施工精度的要求高。無砟軌道在鋪設(shè)過程中沒有砟石作為支撐，需要精密的鋪軌和調(diào)整，而且施工過程中需要考慮多種因素的影響，如基礎(chǔ)地質(zhì)、氣候環(huán)境等，這便對軌道平順度控制提出了更高的要求。第二，軌道平順度的控制需要依靠先進的技術(shù)手段和設(shè)備。例如，需要使用高精度的激光測量儀、全站儀等測量設(shè)備，以及先進的軌道整形機、道岔機等施工設(shè)備，以保證軌道的平順度和整體性。第三，不同類型的無砟軌道的平順度控制存在不同的難點。例如，對于預(yù)應(yīng)力混凝土無砟軌道，需要控制不同段軌道的張拉預(yù)應(yīng)力力值，對于彈性墊圈支座無砟軌道，則需要控制支座高度的精度。

4 提升無砟軌道施工效果的對策

4.1 加強對精密測量技術(shù)研究和應(yīng)用

想要提高無砟軌道施工效果，就要加強對精密測量技術(shù)的研究，以探索更加精確的測量方法和更加高效的數(shù)據(jù)處理方法。為提高軌道平順度控制效果，需要研究出精度更高的軌道測量方法，保證數(shù)據(jù)的準確性。同時，需要研究如何快速處理測量數(shù)據(jù)，以便于及時調(diào)整軌道平順度，提高施工效率。

此外，精密測量技術(shù)的應(yīng)用離不開先進的儀器設(shè)備，因此也應(yīng)加強對儀器設(shè)備的更新和升級。新一代測量儀器具有更高的精度和更強的抗干擾能力，可以更好地滿足軌道施工的需求。在使用過程中，需要嚴格按照操作規(guī)程使用測量儀器，避免因操作不當(dāng)出現(xiàn)誤差。

同時，加強人才培養(yǎng)，提高工程技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)和實踐能力。精密測量技術(shù)的應(yīng)用需要技術(shù)人員具備一定的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，因此需要加強對相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)?？梢酝ㄟ^增加相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置和開設(shè)試驗課程，并鼓勵學(xué)生參加相關(guān)實踐活動，提高他們的實踐能力。對于已經(jīng)從事軌道施工工作的工程技術(shù)人員，也應(yīng)該加強技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的精密測量技術(shù)水平[2]。

4.2 優(yōu)化施工工藝和加強人員培訓(xùn)

為了優(yōu)化施工工藝，需要針對不同地段和條件進行研究和探索，以找到最佳的施工方案。例如，在地形起伏較大的地區(qū)，可以在高差較小的區(qū)間進行施工，避免因高差大而造成施工質(zhì)量不穩(wěn)定。此外，還應(yīng)準確選擇施工材料和設(shè)備，以確保施工效率和質(zhì)量。在加強人員培訓(xùn)方面，可以通過培訓(xùn)課程、實踐操作等多種方式進行。對于新進人員，需要進行系統(tǒng)性的培訓(xùn)，讓其熟悉施工流程、操作規(guī)范和安全措施等方面的知識和技能。對于老員工，需要定期進行培訓(xùn)和技能提升，使其能夠更好地適應(yīng)不斷變化的技術(shù)和工藝需求。此外，需要建立完善的施工標準和質(zhì)量檢測制度，規(guī)范施工流程和施工質(zhì)量，加強對施工過程的監(jiān)督和管理。這不僅可以提高施工效率和質(zhì)量，也可以避免施工過程中出現(xiàn)安全事故和質(zhì)量問題，從而保證施工順利進行。

4.3 加強數(shù)據(jù)分析和信息共享

第一，要建立全面的數(shù)據(jù)采集體系。無砟軌道施工中需要大量的數(shù)據(jù)支持，包括地質(zhì)勘探、材料性能、設(shè)備參數(shù)等多個方面的數(shù)據(jù)，因此需要建立全面的數(shù)據(jù)采集體系，加強數(shù)據(jù)采集、整理和存儲。第二，建立有效的數(shù)據(jù)分析模型。通過對數(shù)據(jù)的分析和處理，找出其中的規(guī)律和問題，以指導(dǎo)施工實踐和優(yōu)化工藝。第三，需要引入人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，提高數(shù)據(jù)處理和分析的效率和精度。第四，加強信息共享平臺建設(shè)，通過數(shù)據(jù)和信息的共享，協(xié)同參與方共同解決問題，提高工作效率和質(zhì)量。第五，加強人員培訓(xùn)和管理。加強對相關(guān)人員的培訓(xùn)和管理，提高他們的專業(yè)技能和數(shù)據(jù)分析能力，推動數(shù)據(jù)分析和信息共享在無砟軌道施工中的應(yīng)用。

5 結(jié)語

綜上所述，無砟軌道施工技術(shù)是高速鐵路建設(shè)中的重要技術(shù)之一。該技術(shù)應(yīng)用價值顯著，可以有效提高高速鐵路的運營效率和安全性，在節(jié)能環(huán)保方面也有一定的貢獻。然而，該技術(shù)在實踐中仍然面臨著一些難點和挑戰(zhàn)，如軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制、精密測量難及軌道平順度控制難等。為應(yīng)對這些問題，可以采取加強精密測量技術(shù)研究和應(yīng)用、優(yōu)化施工工藝、加強人員培訓(xùn)、加強數(shù)據(jù)分析和信息共享等方式。相信未來隨著無砟軌道施工技術(shù)水平的不斷提高，其應(yīng)用會更普遍，能夠更好地服務(wù)于高速鐵路建設(shè)。