單線特長鐵路隧道內(nèi)CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術(shù)

蒲榮宇

(中鐵二十一局集團拉日鐵路指揮部，西藏 仁布 850000)

單線特長鐵路隧道內(nèi)CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工技術(shù)

蒲榮宇

(中鐵二十一局集團拉日鐵路指揮部，西藏 仁布 850000)

雙線隧道內(nèi)整體道床的施工可以通過另一條線運輸材料，布設(shè)機具和行車調(diào)度都不是難點。但在單線隧道內(nèi)，施工工序的安排受到很大影響，材料機具只能擺放在避車洞內(nèi)或水溝及電纜槽蓋板上，不但影響作業(yè)空間，而且對蓋板破壞較為嚴(yán)重。托架式工具軌法所采用的材料機具簡單，在經(jīng)過工藝改進后，可以有效解決空間狹小的問題。拉日鐵路盆因拉隧道整體道床施工的成功實踐，可供類似隧道整體道床施工參考。

單線特長隧道 無砟軌道 施工技術(shù)

高速鐵路整體道床為無砟軌道的基礎(chǔ)，其施工方法為無砟軌道施工的關(guān)鍵工序。目前施工整體道床主要有三種方法:軌道排架法、工具軌法及兩者相結(jié)合的工具軌排法［1］。在目前設(shè)計或已運營的無砟軌道鐵路中，大多為雙線，在隧道內(nèi)施工整體道床時有較大的空間，可以通過另一條線運輸材料，機具布設(shè)、行車調(diào)度都不是難點技術(shù)，幾種技術(shù)廣泛應(yīng)用，都較為成熟。但在單線隧道內(nèi)，施工工序的安排受到很大影響，材料機具只能擺放在避車洞內(nèi)或水溝及電纜槽蓋板上，不但影響了作業(yè)空間，而且對蓋板破壞較為嚴(yán)重。因此選用合理的施工工藝，優(yōu)化作業(yè)方案和工序安排，提高行車調(diào)度等是單線隧道整體道床施工最為關(guān)鍵的技術(shù)要點。托架式工具軌法已在雙線隧道內(nèi)成功應(yīng)用，如中鐵二十一局施工的包西鐵路新九燕山隧道整體道床就采用該工藝施工。該方法在經(jīng)過工藝改進后，成功應(yīng)用于拉日鐵路盆因拉隧道施工，可供類似隧道施工參考。

1 工程概況

盆因拉隧道是拉(薩)日(喀則)鐵路最長單線鐵路隧道，為重點控制性工程。隧道的起訖里程為ⅢDK134+763—ⅢDK145+173，全長10 410 m。隧道正洞標(biāo)準(zhǔn)斷面凈空尺寸:5.56 m×6.85 m(寬 ×高)。隧道內(nèi)設(shè)計為CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，軌枕采用SK-2型雙塊式軌枕，軌枕間距625 mm(隧道內(nèi)調(diào)整地段600～650 mm)。扣件采用WJ-8A型彈性分開式扣件(研線0604A)。道床板采用 C40鋼筋混凝土道床板，單元結(jié)構(gòu)寬2.9 m，軌下部位道床板厚275 mm。直線地段道床板頂面設(shè)置1%的橫向人字排水坡，每6.25 m設(shè)置橫向伸縮縫一道，寬2 cm，用瀝青浸木板填縫。在縱橫向鋼筋搭接處(含軌枕桁架鋼筋)加設(shè)絕緣卡使鋼筋相互絕緣，滿足軌道電路傳輸要求。

2 工藝原理

采用托架式工具軌法施工單線隧道整體道床，優(yōu)化后的施工方法:①底層鋼筋鋪設(shè)成鋼筋網(wǎng);②軌枕直接從洞外由叉車運輸，不擺放在水溝蓋板上;③小型龍門吊只吊裝拆卸工具軌，輪胎式鋼軌運輸小車在簡易軌道上運輸工具軌，有效防止了對水溝側(cè)壁及蓋板的破壞;④單工作面一次鋪設(shè)長度125 m，減少工具軌的倒運次數(shù)。工藝優(yōu)化后，可提高施工流水作業(yè)效率，縮短施工工期，降低施工成本及施工風(fēng)險。

3 施工工藝流程

雙塊式軌枕運至洞內(nèi)現(xiàn)場后再組裝成軌排，按設(shè)計要求每組單元塊長6.25 m(10塊 ×0.625 m)。每組軌道排架之間用12.5 m工具軌及鋼軌接頭夾板連接為一體，固定和調(diào)整利用豎向鋼軌托架及橫向螺紋絲杠和軌距拉桿來實施。每次道床板混凝土澆筑長度125 m，即每次軌道排架安裝22組。雙口施工時第一模分界點設(shè)置于一根工具軌中間位置，之后每循環(huán)待澆筑與已澆筑施工縫均設(shè)置于一根工具軌中間位置，以確保測量精度。道床板混凝土由洞外混凝土拌合站集中供應(yīng)，采用混凝土罐車運輸，泵送混凝土入模，插入式搗固棒搗固，平板振搗器振平，人工抹面、收面、整修和養(yǎng)護。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 施工前的準(zhǔn)備工作

4.1.1 平面及高程控制測量

按B級精度要求布設(shè)高精度的GPS點，精度滿足客專CPⅠ的要求。在隧道貫通后進行CPⅡ控制樁測量，在CPⅡ點之間布設(shè)CPⅢ，間距約60 m，盡量等距布設(shè)［2］。為防止CPⅢ遭到破壞，設(shè)置于電纜槽側(cè)壁電纜槽蓋板頂面以上20 cm處二襯邊墻上。

隧道進出口的控制點水準(zhǔn)測量應(yīng)按二等水準(zhǔn)測量的要求施測。高程測量工作應(yīng)在CPⅢ 平面測量完成后進行，并起閉于隧道進出口的水準(zhǔn)基點上。

4.1.2 沉降觀測

對隧道基礎(chǔ)進行沉降觀測，并對隧道基礎(chǔ)沉降作系統(tǒng)的評估。

4.1.3 清理基層表面、標(biāo)定位置

清掃即將施作段的基層表面浮渣、灰塵及雜物，并用高壓水槍沖洗。測設(shè)線路中線、邊線，每6.25 m(即1個道床板單元)測定線路中樁、邊樁，彈墨線標(biāo)定每一個道床板單元軌枕、鋼筋擺放的初始大致位置。

4.2 布設(shè)底層鋼筋

鋼筋在洞外按設(shè)計要求加工成半成品，在縱向鋼筋上將十字絕緣卡先安裝好，以節(jié)省洞內(nèi)安裝時間。按預(yù)先測量放樣標(biāo)示位置，根據(jù)每組施工需要，采用叉車運輸至作業(yè)面處水溝蓋板上。人工綁扎底層橫向及縱向鋼筋，形成第一個道床板單元長度的鋼筋網(wǎng)片。根據(jù)絕緣要求，鋼筋縱橫向每個節(jié)點處采用十字絕緣卡固定，并用塑料綁扎條綁扎。

4.3 放置軌枕

叉車將軌枕由洞外運至洞內(nèi)作業(yè)面，一次10根(兩層)。按預(yù)先測量放樣標(biāo)示出的道床板單元位置，4人一組人工配合卸枕。采用兩塊確定好長度的木塊卡在軌枕間以確定軌枕在線路縱向的位置，之后根據(jù)縱向彈出的墨線，粗調(diào)橫向位置，以減少軌枕調(diào)整工作量。在第一個道床板單元長度的底層鋼筋網(wǎng)片上放置軌枕;再綁扎第二個道床板單元長度的底層鋼筋網(wǎng)片，在第二個道床板單元長度的底層鋼筋網(wǎng)片上放置軌枕，以此循序漸進。采用CPC30-AG2型叉車，該叉車機動靈活，可在洞內(nèi)掉頭。

精度控制:每散布5組軌枕，與現(xiàn)場標(biāo)示的里程控制點核對一次，控制散布軌枕的累計縱向誤差，做出相應(yīng)的調(diào)整。達到同組軌枕間距誤差≤5 mm，左右偏差≤±10 mm，兩組軌枕間距偏差≤±20 mm，軌枕線型平順，與軌道中線基本垂直［3-4］。

4.4 運輸、鋪設(shè)工具軌

工具軌在軌枕布設(shè)完成后倒運。在軌枕中間桁架鋼筋上沿縱向鋪設(shè)木板，工具軌采用自制簡易輪胎式鋼軌運輸小車運輸。兩軌枕塊之間間距60 cm，小車寬度45 cm，人工配合簡易龍門吊裝卸。第一模施工時工具軌由簡易小車運輸，第一模混凝土強度達到設(shè)計要求，可以拆卸工具軌時，由最遠端向待施工段由簡易軌道小車運輸工具軌，具體操作步驟如下。

4.4.1 工具軌的拆卸吊裝

加工簡易龍門吊(1#龍門吊)，行走在水溝側(cè)壁和軌枕橫向端頭之間已澆筑完成并達到強度的道床板上。1#龍門吊將鋼軌吊起，鋼軌吊點位于中間位置，吊起后放置于簡易軌道運輸小車上。

4.4.2 工具軌的運輸及安裝

軌道運輸車?yán)梦床鹦抖诬壍缹撥夁\輸至已澆筑和待澆筑端頭，利用2#龍門吊將鋼軌吊起，吊法同1#龍門吊。2#龍門吊放置于水溝蓋板上，蓋板上沿縱向鋪設(shè)［12槽鋼，龍門吊輪胎走行于槽鋼內(nèi)，一方面行走平穩(wěn)，另一方面可防止破壞水溝蓋板。將待澆筑端一頭放入輪胎式運軌小車上，移走軌道小車，降下倒鏈，將鋼軌另一頭放入另一臺輪胎式運軌小車上，人工推運小車，運輸?shù)讲己密壵淼亩温洌床颊眄樞虬惭b工具軌。待澆筑段鋼軌需與已澆筑段鋼軌采用軌道夾板連接，以提高安裝精度。托架法施工物流組織如圖1所示。

圖1 托架法施工物流組織

4.5 固定鋼軌、軌枕，安裝調(diào)節(jié)器托架

將豎向螺桿調(diào)節(jié)器托架對稱安裝在左、右兩根鋼軌軌腳上，并將豎向螺桿調(diào)節(jié)器托架固定在兩根軌枕中間位置。每個道床板單元第一根軌枕之間安裝一對，之后按照曲線段間隔2根軌枕，直線段間隔3根軌枕安裝一對。將橫向調(diào)節(jié)器一端采用鋼軌托架固定在鋼軌軌腳，一端采用U型卡槽結(jié)構(gòu)固定在水溝側(cè)壁上，每個道床板等間距對稱安裝4組。將軌距拉桿兩側(cè)采用鋼軌托架固定在鋼軌軌腳上，中間采用螺紋絲桿連接，軌距拉桿的安裝數(shù)量與橫向調(diào)節(jié)器數(shù)量相同，并與橫向調(diào)節(jié)器大致位于同一橫截面上。檢查軌道方正、軌距合格后，利用移動式電動自動緊固機(風(fēng)炮)，配備0.8 MPa空壓機擰緊螺栓。從第一根軌枕起，每隔3根將軌枕的扣件螺栓使用扭矩扳手擰緊，一套扣件的2個螺栓同時擰緊［5］。

4.6 軌道粗調(diào)

通過起道器(手搖跨頂)、電子水準(zhǔn)儀、線錘、軌道尺人工完成粗調(diào)。先用起道器抬起一個鋼軌單元和軌枕組成的軌排，根據(jù)彈出的墨線和初測的基層標(biāo)高，使用人工線錘、軌道尺調(diào)整軌排的標(biāo)高和軌距至設(shè)計位置。安裝豎向螺桿調(diào)節(jié)器，在豎向螺桿底部、基層頂面放置鋼板墊片，鋼板墊片直徑大于豎向螺桿調(diào)節(jié)器豎向螺桿直徑，防止豎向螺桿調(diào)節(jié)器的豎向螺桿發(fā)生側(cè)移。采用軌道尺調(diào)整，確定軌距后將軌距拉桿旋緊鎖定。根據(jù)彈出的隧道中線采用橫向螺桿調(diào)節(jié)器進行橫向調(diào)節(jié)，通過左、右橫向調(diào)節(jié)器螺桿進行調(diào)節(jié)并鎖定。粗調(diào)完成后鋼軌之間采用鋼軌夾板連接，形成整體軌道排架。

粗調(diào)人員按照先調(diào)整超高、后調(diào)整水平和高程的順序，將軌道高度、平面(左、右)調(diào)整到設(shè)計位置。一般情況下，調(diào)整后中心線和超高在 ±5 mm范圍內(nèi)，高度應(yīng)低于設(shè)計標(biāo)高約3～5 mm［6］。重復(fù)測量，確認軌排定位，必要時再次進行調(diào)整。

完成軌道粗調(diào)后，選擇螺桿調(diào)節(jié)器托軌板的傾斜插孔，不同超高地段選擇不同的插孔。在螺桿旋出超過托盤后，安裝事先準(zhǔn)備好的PVC管，以防混凝土凝固螺桿，管的長度根據(jù)不同超高確定。旋入螺桿，采用扳手擰緊豎直螺桿，最大扭矩不應(yīng)超過5 N·m，基本是螺桿接觸地面就停止。為了防止粗調(diào)機松軌后螺桿下沉導(dǎo)致軌排變形，在螺桿下面放置5 mm×5 mm×3 mm鋼板墊片，在墊板中心事先打出定位孔，防止螺桿側(cè)移。這時，整個軌道在螺桿調(diào)節(jié)器的支撐下就能保持穩(wěn)定。螺桿頂端高出鋼軌頂面不得超過 55 mm［7-8］。

精測是為了檢驗千斤頂在松軌后是否有較大變化，并將其調(diào)整到2 mm以內(nèi)，以便于精調(diào)的進行。

粗調(diào)精度控制:軌頂高程誤差為－5 mm，軌道距中心線±5 mm，超高±5 mm。

4.7 綁扎鋼筋、絕緣性能測試

根據(jù)設(shè)計絕緣性能要求，底層鋼筋為鋼筋網(wǎng)片。軌枕采用托架架起后，再次檢查十字絕緣卡是否有損壞并保證鋼筋保護層厚度。布設(shè)上層鋼筋，所有縱橫向鋼筋，包括軌枕桁架鋼筋搭接處均用十字絕緣卡固定，滿足軌道電路傳輸要求?？衫米灾坪喴滋ゾ?，實現(xiàn)鋼筋的準(zhǔn)確定位。采用兆歐表測試鋼筋絕緣性能，電阻應(yīng)＞1012Ω。

4.8 安裝橫向伸縮縫木板

隧道里設(shè)計有沉降縫，需要安裝橫向瀝青浸木板。施工縫位置必須準(zhǔn)確放樣、劃線標(biāo)注。

4.9 軌道精調(diào)

軌道精調(diào)作業(yè)以無砟軌道專業(yè)精調(diào)檢測小車為測量與操作指示，通過人工調(diào)節(jié)螺栓實現(xiàn)軌道的精確定位。調(diào)整時嚴(yán)格按照內(nèi)軌高程→中線→軌面高低及軌向→水平及三角坑→復(fù)核高程及中線的程序進行。達到精度要求時擰緊螺栓，鎖定左右軌向鎖定器。

軌道精調(diào)按照《無砟軌道測量驗收規(guī)范》執(zhí)行，允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定:①軌頂高程以一般鋼軌為準(zhǔn)，與設(shè)計高程允許偏差為±1 mm;②軌道中線以一般鋼軌為準(zhǔn)，與設(shè)計中線允許偏差為1 mm;③線間距允許偏差為0～5 mm。工具軌吊裝及托架安裝見圖2和圖3。

圖2 工具軌吊裝

圖3 托架安裝

4.10 混凝土澆筑及養(yǎng)護

4.10.1 混凝土澆筑

澆筑混凝土前用塑料薄膜將工具軌覆蓋，以防止混凝土對鋼軌、扣件的污染。采用噴霧器噴水濕潤道床板基底、軌枕塊側(cè)面、底面，但不得有積水。在水溝側(cè)壁上劃出道床板頂面標(biāo)高線，作為混凝土控制高程。輸送泵放置在未施工端軌排端頭，輸送管道布設(shè)在軌枕塊之間，采用φ150管布設(shè)支架，間距3 m，兩端支在水溝蓋板上。澆筑混凝土?xí)r施工方向與軌排縱向延伸方向一致，混凝土由軌枕底部一側(cè)穿過軌枕流向另一側(cè)。采用搗固棒振搗，澆筑過程中確保搗固棒不能碰著軌排和模板，一旦出現(xiàn)挪動模板的情況，應(yīng)立即停止?jié)仓?，重新調(diào)整。下料時應(yīng)及時振搗，防止集料過多導(dǎo)致軌排上浮。振搗時應(yīng)避免振搗器碰撞螺栓調(diào)節(jié)器、軌枕和鋼筋等。

人工進行抹面，分3次進行?；炷寥肽：?.5 h內(nèi)用木抹完成粗平，1 h后再用鋼抹抹平(至少2遍)。為防止混凝土表面失水產(chǎn)生細小裂紋，在混凝土入模3～4 h后進行第2次抹面，抹面時嚴(yán)禁灑水濕潤，并防止過度操作影響表層混凝土的質(zhì)量。抹面過程中要注意加強對托盤下方、軌枕四周等部位的施工，避免產(chǎn)生質(zhì)量問題。抹面完成后，及時清刷鋼軌、軌枕和扣件，防止污染。

單線隧道混凝土運輸尤為重要，混凝土運輸罐車必須由經(jīng)驗豐富、技術(shù)過硬的司機駕駛。加強對司機的安全培訓(xùn)教育，提高責(zé)任心，防止行車過程中尤其是倒車過程碰撞水溝側(cè)壁。

4.10.2 混凝土養(yǎng)護

當(dāng)混凝土表面從全濕到半濕轉(zhuǎn)化時，就立即覆蓋土工布灑水養(yǎng)護。

澆筑混凝土后0.5～2.0 h，螺桿放松0.5圈，松開扣件，將軌道放低1 mm，消除桁架彎矩和混凝土豎向沉陷產(chǎn)生的間隙。

在澆筑2～4 h后，松開全部扣件和卸掉軌距撐桿，釋放軌道在施工過程中由溫度引起的變形。操作時注意不要擾動軌排。松扣件和螺桿的時間以混凝土在塑性階段為準(zhǔn)，有兩種方法來判斷:一是用手指壓印來判斷;二是用直徑為10 cm，重量為1 kg的球壓在混凝土上，以球壓不變形為依據(jù)。

避免混凝土面與流動水相接觸，并在12 h內(nèi)覆蓋和灑水養(yǎng)護，灑水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時，禁止灑水養(yǎng)護。加強混凝土養(yǎng)生，養(yǎng)生期不少于7 d。

在道床混凝土未達設(shè)計強度70%之前，嚴(yán)禁各種車輛在道床上通行或碰撞支承塊。

4.11 后期處理工作

混凝土澆筑6 h后就可以取出螺桿。必須逆時針旋轉(zhuǎn)螺桿，再將托盤與工具軌分離，逐一清洗、涂油保養(yǎng)后，集中儲存在集裝筐中，以便下次利用。

利用風(fēng)炮把工具軌扣件卸除，扣件上的螺母放到收集箱內(nèi)，供下一個施工循環(huán)使用。人工拆卸工具軌抬運到下一工作面。工具軌拆除后，應(yīng)立即檢查鋼軌的平直度，清除軌底及軌面上附著混凝土或其他污染物。

拆除螺桿調(diào)節(jié)器后，清理干凈螺桿孔，選取小粒徑混凝土將螺桿孔填塞密實、平整。

養(yǎng)生強度達到設(shè)計要求后，要全面清理道床表面，鏟除多余灰渣，各部清掃干凈。雙塊式軌枕表面不得有任何殘留物。其它部位無雜物，整潔暢通，為后續(xù)工程創(chuàng)造良好的施工條件。

5 總結(jié)

采用托架式工具軌法施工單線鐵路隧道整體道床，所用的人力與物力資源都大大減少，機具簡單、成本低，機械利用率大為提高，月進度高，效率顯著。對節(jié)約成本，減少工程造價，提前工期都有重要的現(xiàn)實意義。施工證明，單線隧道整體道床采用托架式工具軌法施工簡易實用，操作方便，成本低、工效高。有效解決了單線鐵路隧道作業(yè)空間對整體道床施工的影響，有效保護了成品，降低了成本，積累了寶貴的經(jīng)驗，可為以后類似工程施工提供參考。

［1］鐵道部工程管理中心．無砟軌道設(shè)計及施工關(guān)鍵技術(shù)培訓(xùn)教材［M］．北京:鐵道部工程管理中心，2008．

［2］鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院．TZ 216—2007 客運專線無砟軌道鐵路工程施工技術(shù)指南［S］．北京:中國鐵道出版社，2007．

［3］王紅亮．隧道內(nèi)CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道軌排框架法施工工藝［J］．鐵道建筑，2012(4):81-84．

［4］王志紅．CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道道床板軌排框架法施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2014(5):142-144．

［5］朱海城．嚴(yán)寒地區(qū)客運專線CRTSⅠ型軌道板預(yù)制質(zhì)量控制［J］．鐵道建筑，2012(5):153-157．

［6］中華人民共和國鐵道部．TZ 211—2005 客運專線鐵路軌道工程施工技術(shù)指南［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［7］杜蕾．新建鐵路天平線雙塊式無砟軌道施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2012(7):126-129．

［8］邵珠杰．西北戈壁地區(qū)無砟軌道路基施工質(zhì)量控制研究［J］．鐵道建筑，2013(7):109-112．

Construction technology of CRTSⅠ-type double-blocked ballastless track in super-long tunnel on single track railway

PU Rongyu

(Lhasa-Rigaze Railway Engineering Headquarters，China Railway 21th Bureau Group Corporation，Renbu Tibet 850000，China)

Construction of whole track roadbed in double line tunnel has another line for material transport，which means the layout of machines and train dispatching are not difficult． But in single line tunnel，the construction procedure arrangement is greatly influenced and the material equipments can only be put in refuge hole，ditch or cable trough cover，which not only affect the working space but also make more serious damages to cover．Bracket type tool track method adopted relatively simple material machine and can effectively solve the narrow space problem after technology improvement．The whole track roadbed construction of Lhasa-Rigaze railway Penyinla tunnel is successful，which could provide a reference for similar tunnel roadbed construction．

Single line long tunnel;Ballastless track;Construction technology

U213.2+44

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2014．10．27

1003-1995(2014)10-0107-05

2014-06-10;

2014-08-20

蒲榮宇(1978— )，男，甘肅景泰人，高級工程師，碩士。

(責(zé)任審編 趙其文)