嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路關(guān)鍵施工技術(shù)綜述

趙世運(yùn)，張先軍，石剛強(qiáng)

(哈大鐵路客運(yùn)專線有限公司，沈陽 110002)

1 概述

哈大鐵路客運(yùn)專線縱貫東北三省，途經(jīng)3個省會城市(哈爾濱、長春、沈陽)、1個計劃單列市(大連)和6個地級市(營口、鞍山、遼陽、鐵嶺、四平、松原)。線路正線全長約904 km，其中遼寧省553.103正線km，吉林省269.685正線km，黑龍江省81.151正線km。

主要工程數(shù)量:正線路基長度231.245 km，占線路長度的25.58%;全線中橋以上橋梁共162座662 765折合雙延米，橋梁長度占線路長度的73.32%;全線共有隧道8座9 929延長米，占線路全長的1.1%。哈大鐵路客運(yùn)專線正線鋪軌1 776.44 km(含長春聯(lián)絡(luò)線20.4 km);站線鋪軌108.72 km;鋪道岔813組;道砟148.1萬m3。全線共設(shè)車站23處，其中新建17處，改建5處，利用1處。

哈大鐵路客運(yùn)專線是我國在嚴(yán)寒地區(qū)［1］設(shè)計、建造的第一條客運(yùn)專線，沿線冬季寒冷漫長，最冷月平均氣溫在－13.5～－17.5℃，極端最低氣溫達(dá)－36.5℃，沿線季節(jié)性凍土層厚度由南向北為1.48～2.05 m，每年從10月底開始凍結(jié)，次年5～6月全部融化。

2 哈大客運(yùn)專線工程施工的難點(diǎn)

2.1 路基工程

(1)全線地處東北寒冷地區(qū)，路基將經(jīng)受周期性凍融循環(huán)作用，易引起凍脹。融化期，由于上層土體開始融化，而下部仍處于凍結(jié)狀態(tài)，未融化的土層起到隔水層的作用，在荷載反復(fù)作用下容易出現(xiàn)病害，處理比較困難。

(2)沿線軟土、松軟土等不良地質(zhì)分布較廣。地基處理是路基施工的重要環(huán)節(jié)，也是影響路基工后沉降的主要因素。對軟土、松軟土地段需選擇合理的地基處理措施，并嚴(yán)格按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)施工。

(3)沉降控制標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格，無砟軌道地段允許的工后沉降不大于15 mm，差異沉降不大于5 mm［2］。

(4)嚴(yán)寒地區(qū)防排水工程需要高度重視。軟土、松軟土、膨脹巖土水敏感性高，特別是冬季氣溫低，易起凍害，對基礎(chǔ)影響大。

2.2 橋梁工程

(1)橋型、梁型種類多。橋梁上部結(jié)構(gòu)除以32、24 m整孔箱梁作為主導(dǎo)梁型外，還采用了一些其他結(jié)構(gòu)形式，如連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、鋼混結(jié)合梁等，并且還有深水橋和防腐蝕的海灣大橋。

(2)采用的大型吊、運(yùn)、架設(shè)備受到走行半徑、道路坡度的限制，給箱梁的運(yùn)輸和架設(shè)帶來一定難度。

(3)全線預(yù)制箱梁數(shù)量龐大，有效施工期短，進(jìn)度指標(biāo)較低，制、運(yùn)、架設(shè)備投入多。

(4)橋梁沉降要求高、變形控制嚴(yán)。施工中必須采取嚴(yán)格的技術(shù)、工藝保證措施，控制墩臺沉降和梁部收縮徐變引起的結(jié)構(gòu)線型變化。

2.3 隧道工程

綜合經(jīng)濟(jì)比較，為了滿足運(yùn)架梁需要，筆架山隧道和臺山隧道采用超大斷面設(shè)計，為施工帶來了一定的難度。

2.4 軌道工程

(1)無砟軌道鋪設(shè)精測量大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高。采用無砟軌道技術(shù)，促進(jìn)了軌道設(shè)計、施工技術(shù)的跨越式發(fā)展，需引進(jìn)或研制成套的軌道精測量控和安裝設(shè)備，預(yù)先研究制定軌道施工組織方案。

(2)寒冷地區(qū)鋪設(shè)無砟軌道尚無可借鑒經(jīng)驗。

(3)無砟軌道工程數(shù)量大，有效作業(yè)時間短，所開作業(yè)面多，需要工裝設(shè)備多。

(4)采用廠制100 m定尺軌，基地焊接成500 m長軌條，一次性鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路。長軌的運(yùn)輸、鋪設(shè)、現(xiàn)場焊接、應(yīng)力放散及鎖定受環(huán)境影響大。

以上特點(diǎn)和難點(diǎn)對哈大客運(yùn)專線的修建帶來了很大的難度，需要通過科技創(chuàng)新手段針對本線施工中的難點(diǎn)、關(guān)鍵線路進(jìn)行研究，在嚴(yán)寒地區(qū)取得成功穩(wěn)定的關(guān)鍵施工技術(shù)成果，來保證工程的施工質(zhì)量和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 路基及涵洞工程關(guān)鍵施工技術(shù)［3］

3.1 路基施工概述

路基工點(diǎn)類型主要有深路塹、路塹路堤邊坡防護(hù)、巖溶路基、黏性土路基、軟土(松軟土)路堤、季節(jié)性凍土路基、膨脹巖土路塹、濕陷性黃土路基、風(fēng)吹雪路基、浸水路基及路堤支擋等，其中地基處理采用CFG樁約34 km，水泥攪拌樁約10 km。大連至營口段，以剝蝕丘陵為主，地形起伏變化較大，溝谷及洼地發(fā)育，地基基礎(chǔ)較好地段，以換填、強(qiáng)夯、沖擊碾壓等方式處理。大連地區(qū)部分填方地段巖溶發(fā)育，進(jìn)行注漿等加固處理。部分深路塹有順層，局部挖方地段巖層走向與線路走向基本一致，傾角12°～45°，特別是有地表水滲入或地下水的作用時，傾向線路一側(cè)在開挖時易產(chǎn)生順層滑動，在施工時采取分臺階開挖，并對高邊坡進(jìn)行加固，設(shè)置重力式擋墻等措施。

營口至沈陽段為沖洪積平原，地形平坦開闊，主要為遼河、太子河、渾河及其支流沖洪積形成。在濱海平原、沖洪積平原和局部的丘洼地，普遍分布第四系全新統(tǒng)黏性土、黃土、粉土和砂類土，由于部分黏性土的孔隙比較大且呈軟塑狀態(tài)，粉土砂累土呈松散、飽和狀態(tài)，承載力較小，為松軟地基。松軟地基累計厚度一般小于10.0 m，局部地段較深，蓋州、營口、海城、鞍山站路堤位于濱海相沉積地基上，其厚度超過50 m，地下水位較高，夾雜地震液化層，這種地基在上覆荷載的作用下會產(chǎn)生較大的變形，地基承載特性和變形特性對高速鐵路路基工程極為不利，需研究采用新型復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行地基處理。平原及地勢低洼地段，路基積水嚴(yán)重?zé)o排水條件時，低路堤易受浸泡，在燈塔車站通過調(diào)整線路坡度，抬高路基高度，避免路基積水凍脹。

沈陽至哈爾濱段沿線可分為遼河、松嫩平原2個主要地貌單元，地勢總體呈中間高、南北低，地形較為平坦，河流水系發(fā)達(dá)。軟土在遼河沖積平原區(qū)廣泛分布，軟土一般表現(xiàn)為強(qiáng)度低，具中、高壓縮性，若不能滿足客運(yùn)專線對工后沉降的嚴(yán)格要求時，對軟土地段可采用換填、強(qiáng)夯、預(yù)壓法或碎石樁、水泥攪拌樁等措施進(jìn)行處理，對于某些埋深和厚度較大、處理困難、路堤高度大于6 m的地段，經(jīng)路基檢算后仍難以控制工后沉降的地段，則需考慮以橋通過。

《哈大客運(yùn)專線綜合施工技術(shù)研究》(2006G011-F)子課題《哈大鐵路客運(yùn)專線 CFG樁復(fù)合地基綜合技術(shù)研究》、《寒冷地區(qū)客運(yùn)專線不同AB組填料路基防凍脹施工技術(shù)研究》、《寒冷地區(qū)客運(yùn)專線路基過渡段施工技術(shù)研究》、《高速鐵路季節(jié)性凍土路基變形機(jī)理及地基沉降控制技術(shù)研究》、《嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線路基防凍脹綜合施工技術(shù)研究》、《嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線路橋(涵)過渡段施工技術(shù)研究》及《嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線線路長期監(jiān)測系統(tǒng)及狀態(tài)評估技術(shù)研究》(2008G038)等科研項目的研究，研究成果及時有效指導(dǎo)了本線的施工，并為今后運(yùn)營維護(hù)提供技術(shù)支持。

3.2 地基處理

相對于一般地區(qū)而言，嚴(yán)寒地區(qū)松軟土地基具有季節(jié)性凍土的特性，表現(xiàn)在地基強(qiáng)度受凍融循環(huán)的影響衰減嚴(yán)重等方面。因此，在地質(zhì)情況不良地段，需要采取CFG樁、水泥攪拌樁復(fù)合地基、樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)等地基加固措施;在地質(zhì)情況較好地段，采取強(qiáng)夯、沖擊碾壓措施處理地基。低矮路堤填土高度小于季節(jié)最大凍深，或路塹挖方地段基床范圍內(nèi)為凍脹性土或風(fēng)化巖時，結(jié)合地基土層的凍脹性質(zhì)，對凍脹范圍土層進(jìn)行挖除換填非凍脹性A、B組填料。

在海相沉積地區(qū)，針對實際情況采用新型復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行地基處理。前期新營口站CFG樁試驗段施工過程中，發(fā)現(xiàn)軟塑液化層CFG樁普遍存在下沉現(xiàn)象，下沉量較大。當(dāng)施工間距較小時，存在竄孔現(xiàn)象，致使鄰樁下沉量增大;當(dāng)加大施工間距時，施工效率又大大降低，進(jìn)度緩慢。為了確保車站路基沉降能夠滿足高速鐵路變形控制及工后沉降要求，哈大公司組織設(shè)計、施工及科研單位進(jìn)行系統(tǒng)研究，最后確定在哈大高速鐵路首次采用CFG樁與水泥攪拌樁長短交錯布置，在樁頂鋪設(shè)褥墊層，褥墊層內(nèi)置土工格柵，并在褥墊層上設(shè)置鋼筋混凝土板，即采用CFG樁(長樁)+水泥攪拌樁(短樁)+墊層+鋼筋混凝土板的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行地基處理［4］。組合樁型復(fù)合地基因長樁和短樁的相間隔設(shè)置，在復(fù)合地基中形成如圖1所示3個不同作用的工作區(qū)域，即:以提高承載力為主的長、短樁聯(lián)合工作區(qū)(工作Ⅰ區(qū))，以減小沉降量為目的的長樁工作區(qū)(工作Ⅱ區(qū))，以及承受樁體荷載的持力土層或無樁工作區(qū)(工作Ⅲ區(qū))，3個工作區(qū)共同工作，以提高淺層地基承載力、減小地基沉降量，形成良好的長短樁復(fù)合地基。

圖1 組合樁型復(fù)合地基作用機(jī)理

3.3 路基防凍脹護(hù)道

長春以北最大凍結(jié)深度可達(dá)2.05 m，為防止凍脹破壞路堤邊坡坡腳，當(dāng)填土高度大于季節(jié)最大凍深時，且地基土為凍脹性土?xí)r，于路堤坡腳處設(shè)防凍脹護(hù)道，高度和寬度不小于凍結(jié)深度，消除凍脹力對路堤邊坡穩(wěn)定性的影響。防凍脹護(hù)道與路基本體同時施工，填料、壓實標(biāo)準(zhǔn)同路基本體。

3.4 路基填料選擇和壓實標(biāo)準(zhǔn)

(1)基床表層級配碎石。級配碎石粒徑、級配及材料性能在符合《客運(yùn)專線基床表層級配碎石暫行技術(shù)條件》要求的基礎(chǔ)上，同時應(yīng)限定細(xì)顆粒含量，滿足顆粒粒徑d≤0.075 mm含量不大于5%，壓實后顆粒粒徑d≤0.075 mm含量不大于7%(質(zhì)量比)，避免凍脹發(fā)生。

(2)路基填料選擇。防凍層選用0.075 mm細(xì)粒含量小于15%，平均凍脹率η≤1且級配良好的非凍脹性A、B組填料?；驳讓硬捎肁、B組填料，粒徑宜控制在6 cm以內(nèi);基床以下路基優(yōu)先選用A、B組填料。在沈哈段，為了提高路基的防凍脹效果，將原設(shè)計的改良土填料變更為A、B組填料。

(3)填料在滿足設(shè)計和驗標(biāo)壓實標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，參照其他客運(yùn)專線經(jīng)驗，應(yīng)增加Ev2/Ev1指標(biāo)的檢測。

3.5 隔斷層和防凍層施工

在基床表層下部設(shè)置兩布一膜不透水土工布隔斷層，可提供橫向排水通道，有效阻隔地表水滲入基床底層。根據(jù)多次試驗成果［5］，在對防凍層頂面找平、復(fù)壓收光表面后，直接鋪兩布一膜不透水土工布，其上鋪1層5 cm厚中粗砂，再填級配碎石，滿足表層級配碎石壓實要求，同時為提高基床表層剛度，級配碎石厚度相應(yīng)增厚15 cm。在最大季節(jié)凍深范圍內(nèi)采用非凍脹性填料填筑，屬于完全防凍。在基床底層頂部1 m范圍內(nèi)設(shè)置路基防凍層，用非凍脹性A、B組填料填筑，可以防治路基凍脹病害。

3.6 過渡段施工

無砟軌道路堤與橋臺、路堤與橫向結(jié)構(gòu)物連接處由于路基剛度差異較大，因此必須設(shè)置一定長度的過渡段，使軌道的剛度逐漸變化，并最大限度地減少差異沉降。過渡段填料采用摻加3%～5%水泥的穩(wěn)定級配碎石，在保證剛度的基礎(chǔ)上，也有效地防止了凍害的產(chǎn)生。對于結(jié)構(gòu)物之間的短路堤，為避免多次過渡使剛度變化不均勻，設(shè)計采用加強(qiáng)措施，按過渡段施工一次過渡到位。

3.7 加強(qiáng)路基防排水施工

路基面排水層使用C25纖維混凝土，可滿足瀝青混凝土在無砟軌道鋪設(shè)后大型攤鋪和碾壓設(shè)備無法進(jìn)場施工情況下的質(zhì)量要求，可有效防止地表降水的下滲，保證大氣降水的順利排出。線間排水改進(jìn)為混凝土底座預(yù)埋排水管方式，避免路基本體通過管道排水易引起管道周邊路基凍脹的危害，使路基表面的降水通過軌道和路基表面迅速排除。路塹內(nèi)采用路堤式路塹結(jié)構(gòu)形式并設(shè)置復(fù)合排水網(wǎng)，且埋置在凍結(jié)線以下，路基設(shè)置完善的地表與地下排水措施，保證排水管網(wǎng)暢通，使路基范圍內(nèi)的地表水和地下水順暢引離路基，防止地表水或地下水浸入路基，保持路基土干燥，減少凍結(jié)過程中水分聚流的來源。

3.8 涵洞防凍脹施工

考慮到風(fēng)道效應(yīng)，除做好路涵過渡段設(shè)計外，涵洞基礎(chǔ)全部埋置在凍結(jié)深度以下，同時應(yīng)避免涵底冬季積水，防止涵洞基礎(chǔ)凍脹。此外，根據(jù)對嚴(yán)寒地區(qū)既有鐵路路基凍害的調(diào)查，由于雙向通風(fēng)效應(yīng)的影響，涵洞頂部路基凍害比較突出，因此要加強(qiáng)涵洞頂部的防凍脹處理措施，涵洞頂部凍結(jié)范圍內(nèi)路基宜采用摻水泥的級配碎石，或優(yōu)質(zhì)A、B組填料填筑。

3.9 變形觀測與沉降評估

路基作為軌道鋪設(shè)的基礎(chǔ)，客運(yùn)專線對路基工后沉降要求十分嚴(yán)格，主要體現(xiàn)在地基的沉降變形和路基本體沉降控制。施工期間應(yīng)嚴(yán)格控制地基處理、路基填筑施工工藝，并采取堆載預(yù)壓的方法，做好路基沉降的觀測和評估，保證路基質(zhì)量。根據(jù)《哈大鐵路客運(yùn)專線沉降變形觀測系統(tǒng)實施細(xì)則》和《哈大鐵路客運(yùn)專線線下工程沉降變形評估實施細(xì)則》，沉降變形觀測斷面根據(jù)不同的地基條件、地基處理方法、路堤高度、堆載預(yù)壓，不同的結(jié)構(gòu)部位等具體情況設(shè)置，原則上沿線路方向的間距一般不大于50m，路基面沉降觀測時間不少于6個月。路基沉降觀測頻次按規(guī)范要求進(jìn)行，考慮到哈大鐵路客運(yùn)專線地處嚴(yán)寒地區(qū)的特殊情況，在凍結(jié)期與融化期，觀測頻次比平常增加1倍。各路基堆載段落卸載前，必須經(jīng)評估單位評估并出具書面通知，方可卸載。根據(jù)在填筑施工期間的變形觀測數(shù)據(jù)，預(yù)測后期殘余沉降，經(jīng)分析、評估滿足沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的地段方可鋪設(shè)無砟軌道，以保證無砟軌道鋪設(shè)質(zhì)量。

3.10 路基長期監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

為了深入研究哈大鐵路客運(yùn)專線路基穩(wěn)定狀態(tài)的變化規(guī)律，及時掌握路基穩(wěn)定性及其變化過程，并為哈大鐵路客運(yùn)專線路基的養(yǎng)護(hù)維修、修正完善設(shè)計規(guī)范和保護(hù)措施提供科學(xué)依據(jù)，在哈大客運(yùn)專線的遼河平原、松嫩平原地段高路堤、低路堤、路基與橋臺過渡段、路基與涵洞過渡段、路堤與路塹過渡段(換填與CFG不同地基處理方式)等處選取了7個典型監(jiān)測斷面，進(jìn)行自動監(jiān)測技術(shù)的實際應(yīng)用考核試驗，并以此為基礎(chǔ)，建立示范性的路基狀態(tài)長期自動監(jiān)測系統(tǒng)。每斷面的監(jiān)測內(nèi)容為:沉降變形、地溫、土體應(yīng)力、含水量共計4種監(jiān)測項目。監(jiān)測結(jié)果初步表明:哈大鐵路客運(yùn)專線路基基本沒有發(fā)生明顯變形，具有較好的穩(wěn)定性。

4 橋涵工程關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 防海水腐蝕混凝土及施工技術(shù)

哈大鐵路客運(yùn)專線普蘭店海灣大橋地處大連地區(qū)海域，海面寬闊，自然條件復(fù)雜，所處環(huán)境復(fù)雜。該橋所處地區(qū)地表水及地下水對混凝土結(jié)構(gòu)其鎂鹽侵蝕、硫酸鹽侵蝕和鹽類結(jié)構(gòu)侵蝕、化學(xué)侵蝕等級為H2，氯鹽環(huán)境作用等級L3，凍融破壞環(huán)境作用等級D3。針對該橋的工程特點(diǎn)，哈大鐵路客運(yùn)專線公司開展了《防海水腐蝕混凝土及施工技術(shù)研究》，解決了高性能防腐蝕混凝土耐久性配合比設(shè)計、防腐蝕混凝土拌制，附加防腐措施，并對大體積混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)控研究。

4.1.1 防腐混凝土配合比技術(shù)

哈大鐵路客運(yùn)專線普蘭店海灣特大橋防海水侵蝕混凝土選用了低堿含量和低C3A含量的P.O 42.5級水泥，以抑制堿骨料反應(yīng)和控制混凝土早期的水化熱，提高水泥的適應(yīng)性;細(xì)骨料應(yīng)選用在Ⅱ區(qū)級配區(qū)的中粗河砂或人工砂，外加劑選用高性能聚羧酸系減水劑，以提高混凝土的工作性能;采用雙摻法選用礦粉和Ⅰ級粉煤灰活性礦物摻和料，在滿足工藝性、力學(xué)和耐久性的前提下，盡量降低水泥用量，改善混凝土的綜合性能，以提高混凝土的密實性，從而提高混凝土的耐久性。

4.1.2 防腐混凝土施工技術(shù)

施工中對防腐混凝土的拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)采取了嚴(yán)格的控制措施。通過采取溫控措施，控制骨料溫度，控制混凝土出機(jī)溫度，控制澆筑入模溫度，增加養(yǎng)護(hù)時間等措施，保證了混凝土的耐久性。

4.1.3 混凝土附加防腐措施

根據(jù)“鐵路混凝土工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定”(鐵建設(shè)［2005］157號)處于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)采取必要的附加防腐蝕措施。哈大鐵路客運(yùn)專線普蘭店海灣大橋采取了利用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋代替普通鋼筋、增加混凝土保護(hù)層厚度控制、防腐涂料外涂層及橋墩外包耐候鋼板等附加防腐措施，實現(xiàn)了對位于海水、河流中經(jīng)受侵蝕或反復(fù)凍融的橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制，達(dá)到了預(yù)期的混凝土防腐目標(biāo)。

4.2 巖溶地質(zhì)深水基礎(chǔ)施工技術(shù)

普蘭店海灣大橋位于巖溶發(fā)育地區(qū)，對于穿越多層高大溶洞的鉆孔樁施工，目前尚未形成統(tǒng)一的工法，因此，哈大鐵路客運(yùn)專線公司開展了《嚴(yán)寒地區(qū)鐵路客運(yùn)專線橋梁冬季施工關(guān)鍵技術(shù)研究》(2008G038)。鉆孔樁施工中采取了泥漿止漏及溶洞封堵技術(shù)、溶洞頂板及溶洞內(nèi)鉆進(jìn)技術(shù)、巖溶注漿設(shè)計和施工等關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)出了一套合理、適用的巖溶地質(zhì)深水基礎(chǔ)成孔施工工藝。

4.3 嚴(yán)寒地區(qū)橋梁支座灌漿材料及施工技術(shù)

哈大鐵路客運(yùn)專線地處嚴(yán)寒地區(qū)，冬季架梁不可避免。在架梁過程中支座壓漿工序是架梁工程的質(zhì)量控制要點(diǎn)，緊密關(guān)系著橋梁的安全運(yùn)營。為了解決哈大鐵路客運(yùn)專線冬季架梁在負(fù)溫下支座壓漿的問題，公司開展了《嚴(yán)寒地區(qū)鐵路客運(yùn)專線橋梁冬季施工關(guān)鍵技術(shù)研究》(2008G038)。相關(guān)單位結(jié)合施工實際，從材料和施工工藝兩方面著手，研制了在適應(yīng)于－5℃和－10℃溫度條件下支座灌漿材料［6］;同時進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用試驗研究，現(xiàn)場通過采取蓄熱養(yǎng)生、加熱養(yǎng)護(hù)和化學(xué)反應(yīng)釋放熱量、提高入模溫度等工藝措施，滿足了漿體在負(fù)溫下正常凝結(jié)硬化，2 h強(qiáng)度達(dá)到20 MPa，1 d抗折強(qiáng)度大于10 MPa，負(fù)溫轉(zhuǎn)正溫后漿體強(qiáng)度繼續(xù)增長的要求，確保了負(fù)溫下支座壓漿的質(zhì)量滿足規(guī)范要求，保證了嚴(yán)寒地區(qū)冬季橋梁的正常鋪架施工。

4.4 橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

轉(zhuǎn)體法是跨越鐵路、公路及特殊地形的有效施工方法，具有對運(yùn)輸干擾少，主體施工時不中斷交通、不需要復(fù)雜的懸臂拼裝設(shè)備和技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。哈大鐵路客運(yùn)專線劉房子立交特大橋和運(yùn)糧河特大橋跨越既有繁忙干線哈大鐵路，為了減少施工對既有鐵路的安全影響，采取了轉(zhuǎn)體施工，公司開展了子課題為《哈大客運(yùn)專線上跨既有繁忙干線鐵路連續(xù)梁水平轉(zhuǎn)體法施工技術(shù)研究》。為了降低橋梁施工對既有京哈鐵路的影響，轉(zhuǎn)體之前首先采用支架現(xiàn)澆法平行于既有京哈鐵路線兩側(cè)完成2個主墩上部的連續(xù)梁T形結(jié)構(gòu)澆筑，然后將T構(gòu)繞主墩中心通過球鉸水平旋轉(zhuǎn)至設(shè)計位置，最后用吊籃法完成連續(xù)梁合龍施工施工過程中主要采取了以下關(guān)鍵技術(shù)［7-10］。

4.4.1 轉(zhuǎn)動體系設(shè)計、加工與安裝技術(shù)

通過對重4 700 kN的轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤動摩擦力矩、靜摩擦力矩、牽引力、助推力、慣性制動距離等主要參數(shù)進(jìn)行分析計算，對轉(zhuǎn)盤進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計，對球鉸進(jìn)行了配套選型，并對平衡系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、助推系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，對關(guān)鍵系統(tǒng)和部件制定了詳細(xì)的加工與安裝方案，確保了轉(zhuǎn)動體系的構(gòu)造合理、結(jié)構(gòu)受力均衡、定位準(zhǔn)確、體系安全，為連續(xù)梁轉(zhuǎn)體工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4.4.2 試轉(zhuǎn)體技術(shù)

通過試轉(zhuǎn)體試驗，熟練掌握了牽引設(shè)備的操作要領(lǐng)，進(jìn)一步規(guī)范了設(shè)備操作行為，做到了步調(diào)一致;通過演練，對連續(xù)式千斤頂加載后的工作性能進(jìn)行了檢驗，確定了合理轉(zhuǎn)速的油泵控制參數(shù)，對停止?fàn)恳筠D(zhuǎn)動體在慣性作用下可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動距離進(jìn)行了測試，取得了經(jīng)驗;通過查找差距及時總結(jié)進(jìn)一步修正了原制定的轉(zhuǎn)體方案，豐富了原施工組織設(shè)計的內(nèi)容，使每個管理人員、操作人員進(jìn)一步明確了自己崗位職責(zé)的工作步驟、操作方法。

4.4.3 轉(zhuǎn)體后中跨合龍段移動支架設(shè)計與施工技術(shù)

跨既有線鐵路橋梁轉(zhuǎn)體后，于既有線鐵路上空進(jìn)行中跨合龍段施工，安全風(fēng)險大，對合龍吊架的設(shè)計、安全、施工技術(shù)提出了更高的要求。通過對重達(dá)1 120 kN的移動支架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過制定支架加工、加載、滑移以及中跨合龍段的混凝土施工方案及保障措施，確保了轉(zhuǎn)體后中跨合龍段施工安全、質(zhì)量可控。

4.4.4 轉(zhuǎn)體施工監(jiān)控技術(shù)

連續(xù)箱梁橋在轉(zhuǎn)體前后結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，為了確保橋體安全及轉(zhuǎn)體過程的平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)體單元成橋后線形及受力狀態(tài)符合設(shè)計要求，施工單位聘請科研院校制定了詳細(xì)的梁體結(jié)構(gòu)線形和轉(zhuǎn)體關(guān)鍵部件受力的監(jiān)控方案，明確了監(jiān)控內(nèi)容和施工監(jiān)測手段，對轉(zhuǎn)體施工的全過程進(jìn)行了系統(tǒng)監(jiān)控，通過監(jiān)控及時地將信息進(jìn)行分析并反饋到施工現(xiàn)場，確保了轉(zhuǎn)體施工的安全順利。

4.4.5 工程效果

哈大鐵路客運(yùn)專線劉房子跨哈大鐵路立交特大橋和運(yùn)糧河特大橋跨越既有繁忙鐵路干線主跨，都在規(guī)定的“天窗”時間內(nèi)轉(zhuǎn)到了預(yù)定位置，并及時完成了中邊跨合龍段施工。大橋轉(zhuǎn)體施工的合龍高差、軸線偏差均滿足符合規(guī)范要求;在整個應(yīng)力監(jiān)測過程中，球鉸下盤最大應(yīng)力均遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，箱梁監(jiān)控斷面測點(diǎn)的最大壓應(yīng)力也遠(yuǎn)小于主梁混凝土強(qiáng)度值，滿足規(guī)范要求，為繁忙的鐵路干線爭得了寶貴的營運(yùn)時間。

4.5 節(jié)段預(yù)制橋位拼架法施工技術(shù)

4.5.1 工程概況

普蘭店特大橋跨越普蘭店海灣，大橋全長4.96 km，共140個墩臺。下部結(jié)構(gòu)為鉆孔嵌巖樁，其中主橋為每墩13根φ1.50 m鉆孔樁，兩岸引橋為每墩10根或12根φ1.00 m或φ1.25 m鉆孔樁，樁長6～53 m。上部結(jié)構(gòu)為PC雙線簡支箱梁，采用單箱單室的截面類型，整孔箱梁共分為11個預(yù)制節(jié)段，用10道濕接縫連接，箱梁設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力體系，采用兩端張拉施工。其中主跨為18孔56 m簡支箱梁。

4.5.2 關(guān)鍵施工技術(shù)

普蘭店海灣橋主橋71～89號墩18孔56 m跨簡支箱梁原設(shè)計采用在節(jié)段梁場預(yù)制，現(xiàn)場移動支架拼裝、濕接縫連接的方式進(jìn)行施工。為了確保普蘭店海灣特大橋的梁體節(jié)段預(yù)制橋位拼架的順利實施，公司開展了《節(jié)段預(yù)制橋位拼架法施工裝備及工藝研究》，施工中采用了以下關(guān)鍵技術(shù)。

(1)支架主桁、墩旁托架的設(shè)計、安裝技術(shù)

移動支架主桁、墩旁托架作為箱梁拼架施工中的重要承重結(jié)構(gòu)，直接關(guān)系到施工過程的安全，因此在綜合、全面地考慮各項因素的情況下進(jìn)行支架主桁、墩旁托架的設(shè)計，是本工程的一項關(guān)鍵技術(shù)。

移動支架結(jié)構(gòu)由主桁和墩旁托架組成一個整體結(jié)構(gòu)，施工前首先利用專業(yè)結(jié)構(gòu)分析軟件對移動支架主桁、墩旁托架在各種工況下的受力情況進(jìn)行模擬、計算，完成了結(jié)構(gòu)裝備的設(shè)計工作。移動支架安裝后，對支架主桁和墩旁托架進(jìn)行荷載試驗，判斷支架結(jié)構(gòu)在實際工作狀態(tài)下的安全儲備，評價其在設(shè)計使用荷載下的工作性能，為箱梁施工預(yù)拱度設(shè)置提供參考。

移動支架的移動利用2臺1 500 kN連續(xù)張拉用千斤頂實現(xiàn)，支架起頂利用8臺5 000 kN自鎖式千斤頂進(jìn)行;濕接縫模板、節(jié)段箱梁的吊裝施工均利用移動支架上的提梁吊機(jī)實現(xiàn);在每段節(jié)段梁下均設(shè)置4臺1 000 kN自鎖式液壓油缸，用來對節(jié)段梁進(jìn)行線形調(diào)整。

(2)節(jié)段梁運(yùn)輸、拼裝技術(shù)

拼架法施工箱梁運(yùn)輸采用兩種方式，其一，由于72號～75號墩位于筑島區(qū)，龍門吊將梁段吊裝至輪胎式運(yùn)梁臺車后，由陸路運(yùn)至待架部位;其二，76號～86號墩位于海上，預(yù)制梁段通過梁場龍門吊機(jī)將梁塊起吊至箱梁下海碼頭門吊跨度內(nèi)，由箱梁下海碼頭2 300 kN高架門機(jī)裝到箱梁運(yùn)輸駁船上，運(yùn)至待架部位。

節(jié)段梁拼裝施工步驟為:移動支架走行到位并調(diào)整、起頂→安裝移動支架下托梁→吊裝濕接縫模板→吊裝節(jié)段箱梁并調(diào)整線形→綁扎濕接縫鋼筋、安裝波紋管→安裝模板并報檢→澆筑濕接縫混凝土、養(yǎng)護(hù)→第一批鋼絞線張拉→移動支架落梁→第二批鋼絞線張拉→移動支架前移進(jìn)入下一孔施工。

4.5.3 工程效果

通過對節(jié)段梁運(yùn)輸、拼裝、張拉、濕接縫技術(shù)的研究應(yīng)用，確保了施工方案可行，質(zhì)量安全可控。普蘭店海灣特大橋于2009年10月順利完成了節(jié)段梁拼裝施工，梁體的線型、接縫處理等全部滿足規(guī)范要求。

4.6 鋼箱疊拱橋橋施工技術(shù)

4.6.1 工程概況(圖2)

圖2 鋼箱疊拱橋效果圖

哈大客運(yùn)專線新開河特大橋1-138 m鋼箱疊拱為哈大鐵路客運(yùn)專線跨越長春市富民大街而設(shè)，與富民大街線路中心夾角為59°。由于斜交角度過大，中間設(shè)墩困難，因此采用大跨度橋梁通過方案。該橋設(shè)計為下承式138 m鋼箱疊拱，全橋長144 m，橋面寬度為18 m，總高48 m，全橋鋼結(jié)構(gòu)總重約41 000 kN。梁部主系梁采用鋼箱梁，吊桿采用實心圓鋼吊桿，拱肋分上下兩肋，采用等截面鋼箱。本橋《新開河特大橋138 m鋼箱疊拱橋綜合施工技術(shù)研究》被列為鐵道部科技計劃的子項目之一。

4.6.2 新開河特大橋1-138 m鋼箱疊拱關(guān)鍵施工技術(shù)

本橋施工中采用臨時支架、龍門架施工方法相結(jié)合，自行設(shè)計2 000 kN大噸位龍門架架設(shè)安裝系梁、拱肋及橫撐。根據(jù)工期要求，本橋架設(shè)拱肋前需通過架橋機(jī)及運(yùn)梁車，所以采用“先梁后拱法”。在原位拼裝施工支架，利用支架平臺焊接系梁、縱梁、橫梁;在系梁上搭設(shè)支架，焊接拱肋，安裝實心吊桿;在系梁、橫梁、縱梁上安裝預(yù)制橋面板，現(xiàn)澆濕接縫。

哈大鐵路客運(yùn)專線開河138 m跨鋼箱疊拱橋主要采用了以下關(guān)鍵技術(shù)。

(1)臨時支墩及臨時橋面系施工技術(shù)

支墩基礎(chǔ)采用閥型基礎(chǔ)，墩高8～9.5 m。支墩混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行夯實，必要時局部擴(kuò)大。臨時支墩橫梁上的調(diào)整槽鋼高度考慮成橋狀態(tài)時的下?lián)隙?，亦即在確定型鋼調(diào)整高度時應(yīng)計入成橋狀態(tài)時的下?lián)蠑?shù)值。

根據(jù)工期安排，在系梁完成后拱部安裝前，應(yīng)保證運(yùn)梁車及架橋機(jī)的通過，因此，本橋采用總長為140.5 m鋼結(jié)構(gòu)臨時橋面系，待所有架梁完成后拆除臨時橋面系。在臨時橋面施工完成后，運(yùn)梁車通過前需要模擬運(yùn)梁車運(yùn)梁時的荷載采用沙箱分2次進(jìn)行加載預(yù)壓。加載過程由科研院校對基礎(chǔ)、支柱、梁部進(jìn)行了全方位監(jiān)控，確保了“先梁后拱”的施工方法順利實施，確保了臨時橋面系的使用安全。

(2)2 000 kN萬能桿件龍門吊拼裝技術(shù)

龍門吊基礎(chǔ)采用C30混凝土，寬度3 m，預(yù)埋用于固定鋼軌的φ16 mm@500 mm鋼筋，兩側(cè)無干擾區(qū)域設(shè)置地錨及纜風(fēng)索，地錨采用混凝土澆筑，埋深不小于5 m，預(yù)埋雙φ20 mm環(huán)形圓鋼露出地面與倒鏈和纜風(fēng)繩連接。

本橋采用的龍門吊萬能桿件結(jié)構(gòu)總高58 m，單臺龍門所用桿件總重3 000 kN，起吊能力2 000 kN。橫梁上安裝走行絞車，底部安裝橫梁及走行系統(tǒng)。施工時，首先施工龍門軌道基礎(chǔ)及地錨，在此基礎(chǔ)上拼裝龍門立柱，橫向?qū)?yīng)位置拼裝橫梁，各纜風(fēng)繩節(jié)點(diǎn)隨立柱升高而升高，最終節(jié)點(diǎn)在立柱頂。在立柱頂端內(nèi)側(cè)拼裝牛腿及工作平臺，然后起吊橫梁并與立柱連接成整體。龍門拼裝完成后，按設(shè)計荷載進(jìn)行了加載試運(yùn)行，消除非彈性變形，取得有關(guān)撓度及應(yīng)力等數(shù)據(jù)，并取得了地方質(zhì)監(jiān)部門的使用許可。

(3)拱部地面分段拼裝，整體吊裝技術(shù)

鋼箱疊拱主拱跨結(jié)構(gòu)各節(jié)段由工廠廠內(nèi)制造，分段汽車運(yùn)至現(xiàn)場。系梁、縱梁、橫梁分段直接在支架上完成成橋拼裝;拱肋的拼裝分兩步完成:一、拱腳及上、下拱肋的1號段在系梁上搭設(shè)支架拼裝;二、上、下拱肋的2號～5號段在系梁兩側(cè)的低支架進(jìn)行局部組拼，最后采用2臺龍門吊機(jī)(2 000 kN)88 m(2號～5號段)整體抬吊到系梁頂?shù)钠囱b支架上，按設(shè)計順序進(jìn)行正式的主拱跨結(jié)構(gòu)吊裝組拼及焊接，現(xiàn)澆橋面板。然后拆除支撐結(jié)構(gòu)，最后鋪設(shè)橋面二期恒載。

5 無砟軌道關(guān)鍵施工技術(shù)

5.1 CRTSⅠ型無砟軌道工程概況

哈大鐵路客運(yùn)專線全線無砟軌道鋪設(shè)長度為847雙線km，其中除岔區(qū)鋪設(shè)軌枕埋入式無砟軌道外，其余地段均鋪設(shè)CRTSⅠ型板式無砟軌道。根據(jù)施工組織安排，全線共設(shè)置了16個軌道板預(yù)制廠，預(yù)制無砟軌道板354 094塊。

哈大鐵路客運(yùn)專線CRTSⅠ型無砟軌道板設(shè)計為后張法雙向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，為確保CRTSⅠ型板式無砟軌道在嚴(yán)寒地區(qū)的使用壽命，鐵道部組織相關(guān)單位開展了科研攻關(guān)，從優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計著手，采取增加軌道板厚度、板面設(shè)置承軌臺、加密底座伸縮縫等措施提高軌道結(jié)構(gòu)的低溫適應(yīng)性［11］。與內(nèi)地滬杭高鐵及滬寧高鐵采用的CRTSⅠ型無砟軌道板結(jié)構(gòu)相比，哈大鐵路客運(yùn)專線CRTSⅠ型無砟軌道板板厚由19 cm增至20 cm，增加了1 cm高的承軌臺。為確保哈大鐵路客運(yùn)專線I型軌道板生產(chǎn)質(zhì)量及精度滿足相關(guān)要求，哈大鐵路客運(yùn)專線公司以“標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、機(jī)械化、專業(yè)化、信息化”為手段，組織相關(guān)單位對軌道板制造及鋪設(shè)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和工藝創(chuàng)新，并在全線推廣。

5.2 無砟軌道板預(yù)制關(guān)鍵施工技術(shù)及工藝創(chuàng)新

哈大鐵路客運(yùn)專線軌道板制造主要進(jìn)行了5項工藝創(chuàng)新，軌道板制造流程及主要工藝創(chuàng)新點(diǎn)詳見圖3。

圖3 哈大鐵路客運(yùn)專線軌道板制造工藝及主要創(chuàng)新點(diǎn)

5.2.1 鋼筋加工數(shù)控化技術(shù)

為了提高鋼筋加工精度和生產(chǎn)效率，該成套設(shè)備主要由數(shù)控鋼筋切斷機(jī)和數(shù)控鋼筋彎曲機(jī)組成，效率較高，完全可以滿足板廠生產(chǎn)的需要。

5.2.2 蒸汽養(yǎng)護(hù)溫控自動化技術(shù)

蒸汽養(yǎng)護(hù)是用蒸汽在混凝土結(jié)構(gòu)周圍造成濕熱環(huán)境，以加速混凝土硬化的方法［1］。為了保證蒸養(yǎng)效果和混凝土品質(zhì)，哈大鐵路客運(yùn)專線全線16個板廠全部采用自動溫控系統(tǒng)進(jìn)行溫度動態(tài)控制，為了提高工作效率，溫控系統(tǒng)采用一控一模的方式。

蒸汽養(yǎng)護(hù)嚴(yán)格按照靜養(yǎng)、升溫、恒溫、降溫4個階段進(jìn)行，采用測溫元件實時監(jiān)控廠房內(nèi)環(huán)境溫度、蒸養(yǎng)棚內(nèi)蒸汽溫度、軌道板的芯部溫度、軌道板表面溫度。同時利用計算機(jī)程序在電腦上實現(xiàn)對養(yǎng)護(hù)規(guī)則的設(shè)定，實現(xiàn)對養(yǎng)護(hù)過程的全程監(jiān)控，包括實時溫度曲線的顯示、歷史數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)的打印等管理功能，確保蒸養(yǎng)過程中每塊板的升、降溫速率、恒溫時間和溫度等滿足規(guī)范要求。

5.2.3 預(yù)應(yīng)力張拉自動化及痕跡自動生成技術(shù)［12］

預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力張拉過程的智能化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、數(shù)字化，具有張拉精度高、差錯率小、操作簡便，工效高及綜合費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)。自動張拉系統(tǒng)設(shè)備由液壓系統(tǒng)、測力系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成［3］。

5.2.4 錨穴口自動成槽技術(shù)

軌道板錨穴自動成槽工藝采用在模板內(nèi)錨具表面加縱橫交錯硅膠條制成的環(huán)狀體，在混凝土灌注前安裝在錨具上并調(diào)整均勻，直接在混凝土灌注過程中形成縱橫交錯的凹槽以達(dá)到錨穴成槽的效果。此工藝避免了以前人工對高強(qiáng)度等級混凝土鑿毛的困難、能夠提高工效，減少板廠的粉塵污染和噪聲污染，同時縱橫交錯成槽使封錨砂漿能與軌道板板體很好的連接，降低了運(yùn)營過程中封錨砂漿脫落的風(fēng)險。

5.2.5 成品板平整度自動檢測技術(shù)

傳統(tǒng)意義上的檢測方法大多采用游標(biāo)卡尺、塞尺、靠尺及水準(zhǔn)儀等設(shè)備，不僅工效慢，精度低，影響檢測進(jìn)度。哈大鐵路客運(yùn)專線組織相關(guān)單位開發(fā)了成品板平整度自動檢測評估系統(tǒng)。

成品板平整度檢測系統(tǒng)主要由測量機(jī)器人(全站儀)、數(shù)據(jù)處理終端(數(shù)據(jù)處理軟件)和測量輔助器材3部分組成，該系統(tǒng)采用自定心螺孔適配器，能夠精準(zhǔn)的測量螺栓孔的中心和對應(yīng)的板面的高程;采用球形棱鏡做測量目標(biāo)，定心準(zhǔn)確，快速高效;采用高精度、具有自動目標(biāo)搜索、自動目標(biāo)瞄準(zhǔn)的全站儀(測量機(jī)器人)進(jìn)行測量，保證了測量精度，提高了測量效率。

5.3 CRTSⅠ型無砟軌道鋪設(shè)

5.3.1 混凝土底座施工技術(shù)

軌道板底座施工采用隔一打一，有效的控制底座及凸臺混凝土拆模時掉楞掉角，保證了結(jié)構(gòu)物幾何外形滿足規(guī)范要求，保證了底座和凸臺處伸縮縫線形，解決了底座模板拆除困難的問題。

為了有效解決底座混凝土“爛根”問題，并加快施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，提高施工質(zhì)量，采用了“L”形活動模板，保證了底座施工質(zhì)量。

5.3.2 CA砂漿嚴(yán)寒地區(qū)配方創(chuàng)新

CA砂漿由水泥、乳化瀝青、細(xì)骨料(砂)、混合料、水、鋁粉、各種外加劑等多種原材料組成，作為板式軌道混凝土底座與軌道板間的彈性調(diào)整層，是一種集混凝土剛性和瀝青彈性為一體的半剛性體，其性能的好壞直接影響板式軌道應(yīng)用的耐久性和維修工作量。

哈大鐵路客運(yùn)專線地處嚴(yán)寒地區(qū)，水泥乳化瀝青砂漿施工質(zhì)量關(guān)系著嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線CRTSⅠ型板式無砟軌道建設(shè)的成敗。為了確保水泥乳化瀝青砂漿施工質(zhì)量和耐久性，指導(dǎo)嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿的生產(chǎn)和施工，鐵道部、哈大鐵路客運(yùn)專線公司及相關(guān)部門依據(jù)嚴(yán)寒地區(qū)CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿自主創(chuàng)新研究的最新成果及濱綏線成高子車站試驗段工程實踐經(jīng)驗，提出了針對嚴(yán)寒地區(qū)的氣候條件及使用狀況的水泥乳化瀝青砂漿4項指標(biāo)，詳見表1，并已在《客運(yùn)專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行補(bǔ)充技術(shù)條件》——嚴(yán)寒地區(qū)補(bǔ)充規(guī)定(科技基［2009］77號)文件發(fā)布執(zhí)行。

表1 嚴(yán)寒地區(qū)水泥乳化瀝青砂漿補(bǔ)充的性能指標(biāo)要求

5.3.3 CA砂漿拌制技術(shù)

CA砂漿正式施工前必須通過工藝性試驗和上道試驗，在施工現(xiàn)場制配時，CA砂漿的配合比要根據(jù)氣候條件、溫度條件及現(xiàn)場所采購的材料性能的變化，通過試驗及時修正配合比，并做好試驗記錄。

CA砂漿的投料順序必須嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的順序進(jìn)行，砂漿的強(qiáng)度依攪拌機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和拌和時間的不同而受影響，通常攪拌機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度越大，拌和時間越長，強(qiáng)度就越降低。

5.3.4 CA砂漿運(yùn)輸及灌注技術(shù)

哈大鐵路客運(yùn)專線多采用輪胎式砂漿車，其主要在線下行走及施工。為減少砂漿車及相關(guān)機(jī)械的移動次數(shù)，減少便道交通干擾，加快施工進(jìn)度，哈大鐵路客運(yùn)專線相關(guān)單位采取了線下拌制、線上運(yùn)輸?shù)氖┕し绞?，并研制了能在雙線底座間2.2 m寬通道運(yùn)輸?shù)碾p向運(yùn)漿車。可雙向行駛，無需在線上調(diào)頭作業(yè)，操作簡便。

CA砂漿灌注以不致帶入空氣為原則徐徐地連續(xù)進(jìn)行，并按照工藝性試驗確定的灌注順序、灌注時間等技術(shù)參數(shù)，嚴(yán)格控制整個灌注過程。在超高地段和坡度地段進(jìn)行砂漿灌注時，采取從低向高進(jìn)行灌注，以利于砂漿排氣;在水泥乳化瀝青砂漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.1 MPa以上，開始拆除支撐螺旋栓。

5.3.5 曲線地段防浮及防滑技術(shù)

曲線地段通過設(shè)置防滑裝置，有效地控制了CA砂漿在灌注過程中軌道板向內(nèi)側(cè)滑移，保證了軌道板中心線與設(shè)計線路中心線誤差控制在±1 mm內(nèi)。防浮裝置的設(shè)置保證軌道板承軌臺高程控制在±1 mm內(nèi)。

5.3.6 防雨棚及CPⅢ測設(shè)移動防風(fēng)亭的使用技術(shù)

為解決CA砂漿“雨天不得進(jìn)行施工”的問題，在橋面上搭設(shè)移動防護(hù)棚，CA砂漿灌注過程中全部在棚內(nèi)進(jìn)行，從而有效地解決了CA砂漿雨天不得施工的問題。為減少大風(fēng)天氣對測量工作的影響，加快及改善CPⅢ控制網(wǎng)及軌道板精調(diào)施工進(jìn)度及質(zhì)量，在全站儀設(shè)站位置搭設(shè)棚罩，從而降低測量誤差，保證施工質(zhì)量并提高施工進(jìn)度。

5.3.7 瀝青儲存罐降溫技術(shù)

為了保證夏季施工時乳化瀝青溫度滿足要求，哈大鐵路客運(yùn)專線采取了瀝青儲存罐降溫技術(shù)。在加工瀝青儲存罐時，在罐內(nèi)布設(shè)“Z”字形冷卻管道，在管道進(jìn)口及出口設(shè)置開關(guān)裝置。在瀝青儲存罐附近打一口水井和滲水井，在水井內(nèi)安放水泵，利用水泵將4～6℃的井水通過瀝青儲存罐內(nèi)的冷卻管道對乳化瀝青進(jìn)行降溫，保證了乳化瀝青正常使用溫度，確保了CA砂漿施工質(zhì)量。

6 62號高速無砟道岔鋪設(shè)技術(shù)

哈大客運(yùn)專線2組62號高速無砟道岔位于長春西站北咽喉，設(shè)計為渡線道岔，分別連接哈大鐵路客運(yùn)專線和長春聯(lián)絡(luò)線，62號高速無砟道岔全長201 m，直股通過速度350 km/h，側(cè)股通過速度220 km/h。為目前世界上最大號碼道岔。62號高速無砟道岔施工過無砟道岔長大構(gòu)件運(yùn)輸?shù)跹b技術(shù)。

6.1 無砟軌道長大構(gòu)件運(yùn)輸?shù)跹b技術(shù)

62號無砟道岔經(jīng)既有線到達(dá)雙城車站，然后經(jīng)雙城鋪軌基地進(jìn)入哈大鐵路客運(yùn)專線長春西站鋪設(shè)地點(diǎn)，利用左線作為大型吊車停車點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場卸車。為了保證吊裝作業(yè)過程中道岔構(gòu)件處于允許的彈性變化范圍內(nèi)，確保吊裝作業(yè)安全，針對對不同道岔構(gòu)件的載荷工況，扁擔(dān)梁及吊點(diǎn)的設(shè)置進(jìn)行了科學(xué)計算和檢驗，現(xiàn)場卸車采用2臺1 200 kN吊車，運(yùn)用2副24 m長的扁擔(dān)梁進(jìn)行同時吊卸作業(yè)，將基-尖軌、導(dǎo)軌及轍叉分批一次性就位，確保了道岔在吊裝作業(yè)中縱橫向最大變形量不超過100 mm，并安全吊卸就位。無砟道岔鋼軌結(jié)構(gòu)件吊裝詳見圖4。

圖4 62號無砟道岔鋼軌結(jié)構(gòu)件吊裝

6.2 岔枕間距變化控制技術(shù)

岔枕間距是決定道岔線形的制約因素。道岔組裝過程中由于單個構(gòu)件長，當(dāng)溫度變化時導(dǎo)致鋼軌件伸縮幅度大，從而影響岔枕間距反復(fù)超標(biāo)。為了確保岔枕間距符合允許誤差±2 mm的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)多次研究分析，首先以20根岔枕為1個單元，用全站儀測量定出每個單元首根及末根岔枕的絕對位置，中間岔枕按照設(shè)計岔枕間距逐根方正鎖緊鋼軌扣件，消除用傳統(tǒng)方法對長大構(gòu)件岔枕定位產(chǎn)生的累積誤差;然后將鋼軌接頭處前后相鄰6根岔枕間距均按照設(shè)計間距逐根嚴(yán)格定位，消除軌溫變化對接縫處岔枕間距的變化大的影響，保證了岔枕間距滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

6.3 道岔直曲股精調(diào)線形控制技術(shù)

道岔精調(diào)要同時滿足直曲股線形的平順性，是精調(diào)工作的關(guān)鍵。為了確保道岔直股曲股線形符合設(shè)計要求，安排4臺小車同時采集數(shù)據(jù);為了減小全站儀設(shè)站誤差，嚴(yán)格采取定點(diǎn)設(shè)站。精調(diào)前對4臺小車進(jìn)行交叉校核，降低各方面因素對道岔精確測量造成的誤差，然后分別對直曲股進(jìn)行精調(diào)。針對道岔精調(diào)過程中出現(xiàn)的長墊板上直股滿足平順性要求，曲股不滿足要求時，通過更換軌距塊調(diào)整線形，使道岔線型滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

7 結(jié)論

(1)哈大鐵路客運(yùn)專線路基工程通過采取CFG樁、水泥攪拌樁復(fù)合地基、樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)等復(fù)合地基處理措施進(jìn)行地基處理;通過設(shè)置隔斷層、防凍層、防凍護(hù)道，控制路堤填土高度、加強(qiáng)沉降觀測等措施，確保了路基工程質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

(2)哈大客運(yùn)專線是我國也是世界上第一條嚴(yán)寒地區(qū)無砟軌道高速鐵路，路基凍脹具有普遍性且難以避免。從實測數(shù)據(jù)分析，哈大客專的路基凍脹總體上屬于可控范圍，但對列車高速運(yùn)行要求而言，現(xiàn)有的防凍脹措施仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)。適合嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路的無砟軌道路基的防凍脹結(jié)構(gòu)和措施是一個需要不斷探索、積累和完善的過程。

(3)重點(diǎn)橋梁工程通過加強(qiáng)設(shè)計、科研與施工相結(jié)合、全程監(jiān)測等措施，確保了轉(zhuǎn)體橋梁、鋼箱疊拱橋等工程順利完成，避免了海水、河流對經(jīng)受侵蝕或反復(fù)凍融的橋梁混凝土結(jié)構(gòu)造成剝蝕危害。

(4)軌道工程通過優(yōu)化軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過軌道板制造及鋪設(shè)過程中的改革創(chuàng)新，通過對大號碼高速無砟道岔的吊裝、精調(diào)等關(guān)鍵工序的研究，確保了軌道工程的順利實施。

(5)通過對嚴(yán)寒地區(qū)無砟軌道CA砂漿的配方的創(chuàng)新設(shè)計，確保了CA砂漿的抗疲勞性、低溫抗裂性、低溫折壓比、低溫彈性模量等關(guān)鍵指標(biāo)滿足嚴(yán)寒地區(qū)的環(huán)境要求，保證了CA砂漿在嚴(yán)寒環(huán)境下的耐久性。

(6)由于哈大鐵路客運(yùn)專線地處嚴(yán)寒地區(qū)，且地下水位較高，河流水系發(fā)達(dá)，地下水豐富。隨著城市發(fā)展對地下水位產(chǎn)生的變化，可能導(dǎo)致地基基礎(chǔ)及路基的下沉，需要在今后的運(yùn)營中加強(qiáng)觀察和觀測，確保路基穩(wěn)定和行車安全。

(7)由于哈大鐵路客運(yùn)專線地處嚴(yán)寒地區(qū)，高性能混凝土在嚴(yán)寒地區(qū)的耐久性和抗裂性能需要進(jìn)一步觀察;

(8)由于后張法CRTSⅠ型無砟軌道板所采用的預(yù)應(yīng)力鋼棒可能存在斷裂的現(xiàn)象，為了確保運(yùn)營安全，大量增加了防護(hù)措施。同時，軌道板在嚴(yán)寒地區(qū)的抗裂性能也有待觀察。而先張板在降低預(yù)應(yīng)力筋斷裂幾率及抗裂性能方面明顯優(yōu)于后張板，建議后期的工程實踐中進(jìn)一步對先張板進(jìn)行試驗研究。

［1］鐵道部第一勘測設(shè)計院.鐵路工程地質(zhì)手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，1999.

［2］中華人民共和國鐵道部.TB10621—2009 高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［3］石剛強(qiáng)，張先軍.嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線路基凍脹影響因素及防治技術(shù)［J］.鐵道建筑，2011(6):93-95.

［4］張先軍，趙世運(yùn).哈大高速鐵路新營口車站組合樁復(fù)合地基的運(yùn)用研究［J］.鐵道工程學(xué)報，2011(5):34-39.

［5］王珣，時偉.季節(jié)性凍土地區(qū)客運(yùn)專線路基基床結(jié)構(gòu)優(yōu)化［J］.中國港灣建設(shè)，2010(6):37-38.

［6］楊富民，張勇，李學(xué)斌.防凍型支座灌漿材料的研究［J］.鐵道建筑，2012(1):34-37.

［7］余?？?，劉建明，張翔，等.客運(yùn)專線上跨既有繁忙干線鐵路連續(xù)梁水平轉(zhuǎn)體施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2009(12):46-51.

［8］余?？?，周勇軍，劉建明，等.客運(yùn)專線上跨既有繁忙干線鐵路轉(zhuǎn)體法施工監(jiān)控技術(shù)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2010(5):68-71.

［9］余?？?，劉建明，張翔，等.客運(yùn)專線上跨既有繁忙干線鐵路連續(xù)梁轉(zhuǎn)體后中跨合龍段移動支架設(shè)計與施工［J］.鐵道建筑，2010(5):16-18.