淺談城市軌道工程施工

【摘要】近年來隨著城市軌道交通建設(shè)的迅速發(fā)展，作為其重要組成部分的軌道工程在地鐵、輕軌上的應(yīng)用已不再局限于傳統(tǒng)國鐵的功能，除具有列車線路運(yùn)營的載體功能外，在設(shè)計(jì)、施工過程中，必須綜合考慮其對安全、環(huán)境的影響。在地鐵和輕軌建設(shè)過程中，隧道及其他構(gòu)筑物在特殊地質(zhì)條件下（如西安地鐵特有的地裂縫地質(zhì)結(jié)構(gòu)）產(chǎn)生的位移或沉降，進(jìn)而對軌道幾何尺寸產(chǎn)生影響，因此城市軌道工程應(yīng)具備完好的自身調(diào)節(jié)能力來確保軌道的幾何形態(tài)，使其滿足安全使用功能；城市軌道交通屬于市政工程，線路所經(jīng)區(qū)域繁華，人口密集，列車運(yùn)營所產(chǎn)生的噪音直接影響著市民的生活質(zhì)量，不同地段對減振要求也不盡相同，但在學(xué)校、醫(yī)院、住宅等敏感區(qū)域的軌道采取相應(yīng)的減振措施是必要的。

【關(guān)鍵詞】軌道工程道床；可調(diào)式；減振；可調(diào)式框架板；鋼彈簧浮置板

城市軌道工程采用的無砟軌道具有軌道穩(wěn)定性高，剛度均勻性好，結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)和維修工作量顯著減少等特點(diǎn)。根據(jù)道床使用功能可分為三大類，一般整體道床，可調(diào)式道床以及減振類道床。一般整體道床屬典型的無砟道床，單純的作為列車運(yùn)行的載體，結(jié)構(gòu)相對簡單，因此本文不詳加論述。

1、可調(diào)式道床

可調(diào)式道床是針對特殊的地質(zhì)條件而設(shè)計(jì)的一種道床結(jié)構(gòu)形式，如針對西安地鐵一、二號線所經(jīng)過得地裂縫地質(zhì)結(jié)構(gòu)，該類地質(zhì)活動可對其上的地鐵隧道及其他建筑物產(chǎn)生影響，進(jìn)而使軌道的幾何尺寸發(fā)生變化，可調(diào)式框架板道床就是針對這一地質(zhì)結(jié)構(gòu)而進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種可調(diào)式道床，當(dāng)?shù)亓芽p活動對地鐵隧道或其他構(gòu)筑物的產(chǎn)生影響時(shí)，通過設(shè)計(jì)賦予道床的調(diào)節(jié)能力進(jìn)行自我調(diào)整，確保軌道幾何形態(tài)符合規(guī)范要求。

1.1地裂縫地質(zhì)結(jié)構(gòu)

地裂縫是地表巖、土體在自然或人為因素作用下，產(chǎn)生開裂，并在地面形成一定長度和寬度的裂縫的一種地質(zhì)現(xiàn)象，當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生在有人類活動的地區(qū)時(shí)，便可成為一種地質(zhì)災(zāi)害；地裂縫的形成是指強(qiáng)烈地震時(shí)因地下斷層錯(cuò)動使巖層發(fā)生位移或錯(cuò)動，并在地面上形成斷裂，其走向和地下斷裂帶一致，規(guī)模大，常呈帶狀分布。地裂縫對軌道的影響主要表現(xiàn)為：因地裂縫的活動造成隧道結(jié)構(gòu)的沉降與位移，進(jìn)而影響軌道的幾何尺寸。

1.2可調(diào)式框架板道床

可調(diào)式框架板道床是針對西安地鐵特有的地裂縫地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主要由鋼軌、框架板扣件和框架板結(jié)構(gòu)三部分組成?？烧{(diào)式框架板道床通過框架板扣件與框架板結(jié)構(gòu)來應(yīng)對隧道結(jié)構(gòu)的位移和沉降；框架板扣件可調(diào)節(jié)軌道的軌向、中線偏差，當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)因地裂縫活動而發(fā)生位移時(shí)，軌道的軌向和中線偏差隨之發(fā)生變化，通過框架板扣件中的鋸齒墊塊和鐵墊板的橢圓孔位移預(yù)留量調(diào)整軌向和中心偏差；框架板結(jié)構(gòu)用于調(diào)節(jié)水平、高低、超高，當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)地裂縫活動而發(fā)生沉降時(shí)，軌道的水平、高低、超高隨之發(fā)生變化，通過框架板結(jié)構(gòu)下的調(diào)高墊板與調(diào)高用預(yù)制混凝土墊塊進(jìn)行調(diào)整。

1.3可調(diào)式框架板道床施工難點(diǎn)

1在西安地鐵二號線F10地裂縫軌道工程施工過程中，在半徑小于800m的曲線地段施工時(shí)，調(diào)軌難度異常大；分析原因：當(dāng)遇到小半徑曲線地段時(shí)，由于框架板結(jié)構(gòu)剛度大，軌排鋼軌無法彎曲，進(jìn)而無法使軌道幾何尺寸達(dá)到規(guī)范要求，因此組裝軌排時(shí)應(yīng)按鋪軌方向先行放線模擬，對框架板軌排進(jìn)行預(yù)彎，確保軌道曲線半徑、曲線長度、曲線轉(zhuǎn)向與所鋪設(shè)地段相同。

2可調(diào)式框架板混凝土道床面高于框架板結(jié)構(gòu)上表面，而道床中心設(shè)置排水溝，且溝底低于結(jié)構(gòu)下表面，澆筑道床時(shí)結(jié)構(gòu)下方易發(fā)生漏空現(xiàn)象，針對這一質(zhì)量難題，我們在西安地鐵一、二號線的可調(diào)式框架板道床混凝土施工過程中，通常采取以下措施：將混凝土坍落度控制在180mm，澆筑至框架板主體結(jié)構(gòu)下表面上方2～3cm位置，嚴(yán)格按技術(shù)交底對框架板結(jié)構(gòu)下混凝土進(jìn)行振搗，并觀察混凝土的流動情況，當(dāng)澆筑完成約30分后，混凝土不再流動且尚未初凝時(shí)，將多余的混凝土鏟掉，收光抹面，整個(gè)澆筑過程中對結(jié)構(gòu)下方混凝土密實(shí)度不斷檢查，結(jié)果顯示這是一個(gè)非常可行有效的方案。

3在施工過程中，我們發(fā)現(xiàn)框架板結(jié)構(gòu)四周用泡沫塑料包裹，泡沫塑料柔軟易損，膠水遇水時(shí)與混凝土粘結(jié)性差，因此加強(qiáng)對泡沫材料的保護(hù)，并提高框架板結(jié)構(gòu)與泡沫塑料接縫處的防水性能是施工過程中的重大難點(diǎn)，在施工過程中通常采用透明膠帶將泡沫塑料與框架板結(jié)構(gòu)接縫處進(jìn)行密封式粘貼，防止?jié)仓r(shí)接縫處浸水。

2、減振類道床

城市軌道交通屬于市政工程，線路所經(jīng)區(qū)域繁華，人口密集，列車運(yùn)營所產(chǎn)生的噪音直接影響著市民的生活質(zhì)量，在學(xué)校、醫(yī)院、住宅等敏感區(qū)域的軌道采取減振措施是必要的。線路所在的不同地段對道床的減振要求也不盡相同，根據(jù)減振要求的等級可分為中等減振道床、高等減振道床，特殊減振道床。道床的減振效果可以通過扣配件、軌枕實(shí)現(xiàn)，如減振器道床與縱向軌枕道床，該類道床施工工藝類似一般整體道床，較為簡單；也可以通過道床結(jié)構(gòu)部分實(shí)現(xiàn)，如橡膠墊整體道床和鋼彈簧浮板道床。本文減振類道床介紹最具代表性的鋼彈簧浮置板道床。

2.1鋼彈簧浮置板道床

鋼彈簧浮置板道床是一種特殊的新型軌道減振軌道結(jié)構(gòu)形式，由道床板、鋼彈簧隔振器、剪力絞、橫向限位裝置、密封條、鋼軌及扣件等組成。它將具有一定質(zhì)量和剛度的混凝土道床板置于鋼彈簧隔振器上，構(gòu)成質(zhì)量-彈簧-隔振系統(tǒng)。其基本原理就是在軌道和基礎(chǔ)間插入一固有頻率遠(yuǎn)低于激振頻率的線性隔振器，借以減少傳入基底的振動量，是減小向下部結(jié)構(gòu)傳振和傳聲的有效方法，彈簧-質(zhì)量-道床隔振系統(tǒng)的隔振作用的有效性，主要取決于道床的質(zhì)量、彈簧的剛度及相互作用。經(jīng)過鋼彈簧浮置板道床的隔離，列車產(chǎn)生的強(qiáng)大振動只有極少量會傳遞到下部結(jié)構(gòu)，對下部結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境起到很好的保護(hù)作用。

2.2鋼彈簧浮置板道床施工難度

鋼彈簧浮置板道床常見的質(zhì)量缺陷為隔振筒與鋼軌底部貼死、隔振筒傾斜以及隔振筒懸空。分析原因最終歸結(jié)于基底的高程誤差與平整度；因設(shè)計(jì)時(shí)道床板強(qiáng)度要求決定了道床厚度，當(dāng)基底高程誤差較大時(shí)，隔振筒與鋼軌底部貼死，這對強(qiáng)電專業(yè)接觸網(wǎng)系統(tǒng)有著致命的影響；如果基底平整度不符合設(shè)計(jì)要求，隔振筒會出現(xiàn)懸空或傾斜，不利于道床的減振性能；由此可見基底的施工質(zhì)量直接影響著隔振筒位置和軌頂?shù)臉?biāo)高，因此基底表面的誤差直接決定著浮置板的施工精度，浮置板施工的首要質(zhì)量控制目標(biāo)就是對基底施工誤差的控制，這也是浮置板工程項(xiàng)目的技術(shù)配合重點(diǎn)。

1由于隧道盾構(gòu)時(shí)基底高程易受盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的影響，當(dāng)現(xiàn)場基底空間尺寸與設(shè)計(jì)圖紙有較大差異，可經(jīng)設(shè)計(jì)各方確認(rèn)后根據(jù)實(shí)際情況采取必要的斷面調(diào)整，對基底鋼筋采用增減支撐高度等措施進(jìn)行變通補(bǔ)償。以西安地鐵一號線浐河站～半坡站區(qū)間浮置板道床為例，盾構(gòu)基底高程最大偏差+80mm，該段道床基底如果按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行配筋下料，就會出現(xiàn)漏筋狀況，因此我們利用測量的數(shù)據(jù)在CAD繪圖軟件上進(jìn)行模擬，適當(dāng)減小基底箍筋、架立筋的長度，使整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)滿足要求。

2當(dāng)隧道曲線地段基底設(shè)置超高，即采用與浮置板、軌道超高設(shè)置相同的傾斜基底，基底面在橫向始終與軌頂面的橫向連線平行。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制基底表面的平整度；曲線地段基底內(nèi)側(cè)與外側(cè)高程由有差異，澆筑時(shí)應(yīng)合理控制混凝土的坍落度，也可采用二次澆筑施工來控制施工誤差，以西安地鐵一號線長樂坡站～浐河站區(qū)間浮置板道床為例，我們采取以下方式進(jìn)行基底澆筑：先澆筑混凝土至上層鋼筋位置，在一次澆筑混凝土初凝前，二次澆筑上層混凝土，此層混凝土采用添加止裂纖維的細(xì)骨料混凝土，并結(jié)合面層施工盡可能維持曲線段基底的表面精度。

3基底澆筑完畢后，對每個(gè)安裝隔振器的位置的高程和水平度進(jìn)行檢查，對于高程差大于0～-5mm、隔振器處水平度大于±2mm/m2的超差部位?？刹捎谜w打磨或墊高的辦法進(jìn)行處理，嚴(yán)禁采用在混凝土表面局部墊高或挖深的方法來滿足隔振器放置要求，墊高材料一般選用質(zhì)量較好的高強(qiáng)灌漿料。

參考文獻(xiàn)

[1]李文陽，潘春娟，門玉明.西安地裂縫作用下建筑物的破壞模式研究：[學(xué)術(shù)論文].上海.同濟(jì)大學(xué).西安：長安大學(xué)，2010.8.23～8.26

[2]隔而固（青島）減振技術(shù)有限公司.鋼彈簧浮置板道床檢修維護(hù)技術(shù)手冊[G].2008

[3]練松良.《軌道工程》.北京：人民交通出版社，2009