都亭山隧道CRTSⅠ雙塊式無砟軌道施工技術(shù)

伍 嶺

(中鐵五局集團(tuán)渝利經(jīng)理部)

都亭山隧道CRTSⅠ雙塊式無砟軌道施工技術(shù)

伍 嶺

(中鐵五局集團(tuán)渝利經(jīng)理部)

結(jié)合渝利鐵路都亭山隧道CRTSⅠ雙塊式無砟軌道施工，對無砟道床工具軌法施工的施工準(zhǔn)備、施工方法與施工工藝以及施工質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，對無砟軌道施工具有一定的借鑒意義。

都亭山隧道;無砟軌道;工具軌法;施工技術(shù)

1 工程概況

都亭山隧道是設(shè)計時速200 km/h的客貨共線雙線鐵路隧道，鐵路等級為國家Ⅰ級鐵路，是滬蓉大通道渝利鐵路的重點控制工程之一，全長9 739 m，進(jìn)口里程DK236+211，出口里程 DK245+950，位于重慶市石柱縣境內(nèi)。隧道內(nèi)DK236+286～DK245+924采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)，隧道進(jìn)出口兩端分別設(shè)置26 m長的過渡段。

2 無砟軌道設(shè)計

隧道內(nèi)雙塊式無砟軌道由鋼軌、扣件、雙塊式軌枕、道床板組成，軌道結(jié)構(gòu)高度為515 mm。鋼軌采用60 kg/m、100 m定尺長、U75V無螺栓孔新鋼軌。軌枕采用SK-2型雙塊式有擋肩預(yù)制軌枕，扣件支點間距為650 mm，配套采用WJ-8A型扣件。道床板采用C40鋼筋混凝土，道床板寬度為2 800 mm，厚度為260 mm。道床板內(nèi)鋼筋采用雙層配筋，縱向鋼筋與橫向鋼筋交叉處及縱向鋼筋搭接處設(shè)置絕緣卡。無砟道床中的接地鋼筋利用道床內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋，每線軌道設(shè)三根縱向接地鋼筋，采用道床板上層軌道中心和最外側(cè)兩根鋼筋，道床板每單元內(nèi)設(shè)一根橫向接地鋼筋，接地單元中部與“貫通地線”單點“T”形可靠連接。

3 施工方案確定

目前CRTSⅠ型雙塊式無砟道床常用的施工方法主要有軌排法和工具軌法。軌排法是利用移動式組裝平臺進(jìn)行軌排拼裝，然后用軌道排架將軌排固定就位的一種施工方法，這種施工方法的特點是軌排拼裝采用機(jī)械法施工，拼裝質(zhì)量有保證，但需要投入移動式組裝平臺、軌道排架以及軌排就位起吊設(shè)備等，施工準(zhǔn)備工作相對較多，施工機(jī)械設(shè)備投入較多。工具軌法是利用工具軌在施工現(xiàn)場直接進(jìn)行軌排拼裝、軌排調(diào)節(jié)的施工方法，這種施工方法的特點是施工投入的機(jī)械設(shè)備較少，可以立即形成生產(chǎn)力，但軌排拼裝直接在施工現(xiàn)場進(jìn)行，軌排拼裝質(zhì)量控制難度較大，如果軌排拼裝人員不熟練，就會增加軌排拼裝的時間，從而增加無砟道床施工循環(huán)時間。

都亭山隧道工期比較緊張，需要對二襯完成較早的隧道進(jìn)口段(DK236+281～DK239+990段)先進(jìn)行無砟道床施工，進(jìn)口段施工完后再進(jìn)行出口段(DK239+990～DK245+929段)無砟道床施工，需要進(jìn)行設(shè)備轉(zhuǎn)場，同時綜合考慮成本因素，項目部決定采用施工投入較少，轉(zhuǎn)場容易的工具軌法進(jìn)行都亭山隧道的無砟道床的施工。

4 施工準(zhǔn)備

(1)沉降觀測與評估。隧道主體工程完工后，按照規(guī)范要求對隧道基底設(shè)施進(jìn)行沉降變形觀測，觀測期不少于3個月。觀測數(shù)據(jù)不足或工后沉降評估不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)適當(dāng)延長觀測期。觀測達(dá)到3個月后，隧道沉降處于穩(wěn)定后，繪制沉降曲線，提出沉降變形觀測資料及分析評估報告。

(2)CPⅡ、CPⅢ控制網(wǎng)測設(shè)與評估。無砟軌道施工前，組織專業(yè)測量人員在隧道內(nèi)加密CPⅡ控制網(wǎng)，以加密CPⅡ控制網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行CPⅢ控制網(wǎng)測設(shè)，CPⅢ控制網(wǎng)測量成果經(jīng)評估單位評估合格后，對隧道進(jìn)行平面線位的復(fù)測，以提前處理施工放樣引起的誤差超限，為鋪設(shè)無砟軌道奠定良好的基礎(chǔ)。

(3)隧道缺陷處理。在無砟軌道施工之前，對隧道襯砌進(jìn)行全面檢查，對檢查出的二襯混凝土裂縫、滲漏水，隧道仰拱翻漿冒泥等質(zhì)量缺陷，及早處理，避免無砟軌道施工后，對無砟軌道造成危害。

(4)施工前對作業(yè)人員進(jìn)行崗前技術(shù)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)無砟軌道施工的有關(guān)專業(yè)知識、規(guī)范指南、標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行各項工作施工程序、技術(shù)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)、控制措施的交底，以及有關(guān)設(shè)備的使用方法等。培訓(xùn)合格人員方可上崗。

(5)成套配備無砟軌道工裝設(shè)備。按照無砟軌道精密化、標(biāo)準(zhǔn)化、程序化施工要求，都亭山隧道無砟道床施工投入的主要的裝備:混凝土輸送泵、混凝土運輸車、混凝土攪拌站、叉車(散枕)、螺桿調(diào)節(jié)器、精調(diào)設(shè)備(包括軌檢小車等)、起道機(jī)、汽車吊、鋼筋加工設(shè)備、鋼軌、軌距尺等。

(6)軌枕、軌料儲運。為確保施工時的材料供應(yīng)，避免物流通道交叉使用，通過計算在現(xiàn)場標(biāo)記軌枕堆放位置，提前將雙線用量的軌枕運卸到線間。軌枕間用方木支撐，綁扎牢固，用平板車運送，汽車吊吊卸軌枕。

(7)工藝性試驗段施工。隧道CRTSⅠ雙塊式無砟軌道施工是一項精度、質(zhì)量要求特別高的工作，在正式施工前，必須進(jìn)行無砟軌道施工工藝性試驗，使現(xiàn)場管理人員和施工人員熟悉施工流程，摸索和完善工藝，驗證設(shè)計和施工組織方案，收集軌道施工的相關(guān)數(shù)據(jù)，對混凝土配合比、軌道調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，為后續(xù)大面積施工作指導(dǎo)。工藝性試驗段完成后，組織專家對工藝性試驗成果進(jìn)行分析、評估，報相關(guān)單位進(jìn)行審批，確定正式施工的混凝土配合比、軌道控制參數(shù)。本隧道無砟軌道試驗段范圍為右線DK239+990～DK238+990段，長度1 000 m，實施2011年10月5日～2011年10月27日。

5 施工方法

(1)施工工作面清理。

在無砟軌道施工前，對仰拱填充混凝土面進(jìn)行鑿毛處理，鑿毛后用高壓水槍和鋼絲刷將混凝土碎片、浮砟、泥土等沖洗干凈。

(2)施工設(shè)備安裝調(diào)試。

施工前對各項施工設(shè)備進(jìn)行全面檢查、調(diào)試和安裝以保證施工的順利進(jìn)行。

(3)測量放樣。

用全站儀對軌道中線、道床板邊線等進(jìn)行放樣。

(4)軌枕散布。

軌枕采用人工散布，每4人一組，分區(qū)段按放樣標(biāo)識放置軌枕，并對所擺放的軌枕位置進(jìn)行調(diào)整，使其與標(biāo)識線吻合。軌枕有生產(chǎn)年份標(biāo)志的一端放置在內(nèi)側(cè)。每散布4組軌枕，對軌枕縱向誤差進(jìn)行調(diào)整。控制相鄰兩組軌枕間距偏差≤±10 mm，兩組軌枕左右偏差≤±10 mm范圍內(nèi)。

(5)底層鋼筋布設(shè)。

按測量放線位置和軌枕下縱向鋼筋設(shè)計數(shù)量將縱向鋼筋依次散鋪到線路上，采用定位鋼筋控制間距，所有交叉點采用絕緣卡固定、絕緣扎絲綁扎。底層鋼筋綁扎完畢后，按梅花型布設(shè)混凝土墊塊，墊塊間距1 m。

(6)鋪設(shè)工具軌。

工具軌采用長12.5 m鋼軌，人工鋪設(shè)，每12人一組，先抬放至要擺設(shè)區(qū)段旁邊，用方木墊起，采用鋼刷、抹布或鑿子對軌底及軌頂進(jìn)行清理。清理完成后擺放就位，采用扳手將扣件螺栓擰緊。軌縫間距控制在15～30 mm之間，具體根據(jù)施工時溫度來調(diào)整，中午溫度高時按15 mm控制，早晚溫度低時按30 mm控制。

(7)軌排組裝。

工具軌安裝完成后，采用方尺對枕距進(jìn)行精調(diào)，通過方尺調(diào)整軌枕方向，使軌枕垂直與鋼軌。在工具軌上作出每根軌枕中心標(biāo)記，并在控制扣件螺栓上作出中心點標(biāo)識，根據(jù)中心標(biāo)識采用方尺、垂球工具測量軌枕間距，并用撬棍對存在偏差的軌枕進(jìn)行調(diào)整。軌枕調(diào)整完成后安裝絕緣墊塊，初擰扣件螺栓，擰緊程度以手?jǐn)Q不動為宜，施擰時先同步擰鋼軌外側(cè)兩螺栓。軌枕間距調(diào)整完成后進(jìn)行扣件螺栓施擰，形成軌排。

(8)軌排粗調(diào)。

粗調(diào)前檢查枕距、軌距及軌道落槽情況，是否符合要求。利用起道機(jī)抬升軌排，軌排每側(cè)3個起道機(jī)，起軌高度51 cm，利用方尺控制起軌高度。在方尺上作出軌道中心位置標(biāo)識，利用垂球吊測量軌道中心點，對軌道中心進(jìn)行調(diào)整。起軌時通過調(diào)整起道機(jī)的位置角度及松緊順序來使軌道對中。在軌道左、右軌對稱安裝螺桿調(diào)節(jié)器托盤，固定在兩軌枕中間位置，并大致垂直軌道方向，對螺桿涂抹黃油并安裝螺桿，將整個軌排支撐起來，保持穩(wěn)定。然后利用起道機(jī)、螺桿調(diào)節(jié)器根據(jù)測設(shè)的軌道中線、標(biāo)高對軌排位置進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整完成后緊固螺桿調(diào)節(jié)器螺桿。

(9)上層鋼筋綁扎，接地焊接。

按設(shè)計要求穿入橫向鋼筋，保證保護(hù)層厚度，綁扎鋼筋。利用上層結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋，將接地鋼筋按設(shè)計要求焊接好，并將將道床板接地鋼筋在縱向劃分成不大于100 m的接地單元，每一單元與貫通地線單點“T”形連接一次。其他鋼筋交叉點及接頭部位均設(shè)置絕緣卡絕緣，然后用接地電阻測試儀檢查鋼筋間的絕緣情況。

(10)模板安裝。

模板采用定型鋼模，模板加固采用鋼筋制作三角架加固，三角架均采用螺栓連接，可調(diào)節(jié)加固角度。模板安裝完成后按設(shè)計將接地端子與接地鋼筋焊接，并緊貼模板，接地端子端頭用保護(hù)膜保護(hù)好。

(11)軌道精調(diào)。

精調(diào)工作前對軌枕進(jìn)行編號，設(shè)置全站儀位置，無砟軌道精調(diào)檢測小車?yán)肅PⅢ控制測量網(wǎng)測量軌道數(shù)據(jù)，指導(dǎo)軌道調(diào)整，通過調(diào)節(jié)軌排的螺桿調(diào)節(jié)器、橫向限位器、軌距撐桿，使軌道幾何形位達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求。

(12)混凝土澆筑。

混凝土澆筑前，采用噴水濕潤軌道下部結(jié)構(gòu)、軌枕表面，用防護(hù)罩覆蓋軌枕、扣件、螺桿調(diào)節(jié)器、軌距撐桿。混凝土先澆筑的一側(cè)采用罐送，后澆筑的一側(cè)采用輸送泵澆筑。

(13)混凝土養(yǎng)護(hù)。

道床板混凝土采用覆蓋無紡布灑水養(yǎng)護(hù)，無紡布盡量與混凝土面密貼，專人專班灑水保濕養(yǎng)護(hù)。覆蓋養(yǎng)護(hù)時間不少于7 d，混凝土養(yǎng)護(hù)時間不少于14 d。

(14)拆卸模板、螺桿調(diào)節(jié)器和工具軌。

混凝土終凝2～4 h后拆除螺桿調(diào)節(jié)器并松動模板，對軌道狀態(tài)進(jìn)行復(fù)測，拆除工具軌，混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到5 MPa時拆除模板，采用無收縮砂漿封堵螺栓孔。拆除后的模板、螺桿調(diào)節(jié)器和工具軌應(yīng)進(jìn)行徹底清理和保養(yǎng)，運至下一施工段落重復(fù)使用。

6 質(zhì)量控制措施

6.1 道床板基底處理

在施工前，道床板基底處理質(zhì)量非常關(guān)鍵，處理不好就會造成軌道板混凝土出現(xiàn)收縮和裂紋，因此必須嚴(yán)格按照要求鑿毛均勻，基底大面要平順，鑿點間距5 cm，深1 cm，鑿毛面積大于混凝土澆筑面積的50%。鑿毛后用高壓水槍和鋼絲刷將混凝土碎片、浮砟、泥土等沖洗干凈，澆筑道床板混凝土前必須保證隧道底板的濕潤與清潔，至少保持2 h。

6.2 軌排安裝精度控制

軌排支腳定位要牢固，要選用合格的固定材料，使用前進(jìn)行抗拔試驗;軌枕安裝過程安排專人檢查，保證支腳與橫梁、橫梁與固定架之間密貼無間隙，確保軌排的穩(wěn)定性。

軌排位置調(diào)整按照“先標(biāo)高、后中線，再復(fù)核標(biāo)高、中線”原則順序循環(huán)進(jìn)行。粗調(diào)時要求逐一對每一對支撐螺桿處的軌排進(jìn)行調(diào)整，粗調(diào)后中心線偏差應(yīng)在3 mm內(nèi)，高度應(yīng)低于設(shè)計標(biāo)高約3～5 mm。精調(diào)時采用軌檢小車對軌道進(jìn)行逐根軌枕連續(xù)測量，利用螺桿調(diào)節(jié)器調(diào)整高程及水平，橫向限位器調(diào)整軌道中心，軌距撐桿調(diào)整軌距，使軌道幾何形位符合設(shè)計和規(guī)范要求。軌排精調(diào)后，盡早澆筑混凝土，嚴(yán)禁踩踏和撞擊，受到外部擾動或放置時間過長或環(huán)境溫度變化超過15℃時必須重新檢查確認(rèn)合格后，方能澆筑混凝土。

6.3 鋼筋絕緣性能控制

鋼筋絕緣性能直接影響軌道電路傳輸，因此如何控制好鋼筋絕緣性能非常關(guān)鍵。首先要選用鐵道部質(zhì)檢中心檢驗合格并在其他鐵路無砟軌道施工中有應(yīng)用經(jīng)驗的絕緣卡，絕緣卡絕緣電阻必須＞1 012 Ω，脫卡力≥25 kg，縱橫向卡口間厚度≥1.3 mm，≤2 mm，絕緣卡的耐久性不小于混凝土的耐久性，在受熱和老化過程中不產(chǎn)生對絕緣有影響的物質(zhì)。安裝絕緣卡時要保證非接地鋼筋交叉點及接頭部位全部設(shè)置絕緣卡，必須安裝牢固，保證混凝土灌注、振搗過程中不發(fā)生脫落。絕緣卡安裝完成后，用電阻測試儀檢查所有非鋼筋間的絕緣性能，相互絕緣的鋼筋之間電阻必須達(dá)到2 MΩ。

6.4 混凝土質(zhì)量控制

隧道CRTSⅠ雙塊式無砟軌道外觀質(zhì)量要求高，在混凝土施工時，嚴(yán)格控制混凝土的配合比，拌合均勻。澆筑時混凝土自軌枕一側(cè)向另一側(cè)流動，待混凝土充填軌枕底部振搗密實后，方可向前繼續(xù)澆筑，防止軌枕底部有汽泡形成空洞。混凝土灌注到位立即人工整平、抹面，清刷鋼軌、軌枕。收抹面分三道:第一道人工整平，第二道精平，第三道壓光。

6.5 施工縫處理

每個工班結(jié)束后，在最后兩根軌枕中間設(shè)施工縫，施工縫處采用金屬網(wǎng)，以使施工縫表面粗糙，保證新老混凝土之間有足夠的粘結(jié)力。道床板混凝土澆筑中斷時間超過24 h，按照設(shè)計要求，在施工縫兩側(cè)道床板增設(shè)鋼筋和銷釘。

7 結(jié)束語

CRTSⅠ雙塊式無砟軌道作為直接承載高速運行列車重要結(jié)構(gòu)，具有精度要求高、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高的特點，熟練掌握CRTSⅠ雙塊式無砟軌道施工技術(shù)，對于當(dāng)前鐵路向快速、高速發(fā)展具有重要意義。采用工具軌法進(jìn)行CRTSⅠ雙塊式無砟道床施工，具有投入機(jī)械設(shè)備少、施工準(zhǔn)備工作少、轉(zhuǎn)場快等優(yōu)點，但由于采用人工組裝軌排，在軌排組裝精度控制上存在較大的難度，因此，需要一支施工經(jīng)驗豐富、技術(shù)熟練的施工隊伍，提高技術(shù)管理人員質(zhì)量責(zé)任意識，在施工過程中嚴(yán)格要求，才能保證施工達(dá)到既經(jīng)濟(jì)、適用，又能滿足無砟軌道高精度、高標(biāo)準(zhǔn)要求。

［1］劉中華，等.CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術(shù)［J］.山西建筑，2009，35，(15).

［2］趙東田.雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量控制技術(shù)及措施［J］.鐵道工程學(xué)報，2009，(5).

U442

C

1008-3383(2012)02-0066-02

2011-12-15

伍嶺(1978-)，男，研究方向:鐵路橋梁、隧道、路基等工程施工技術(shù)管理。