高速鐵路板式無砟軌道底座板高精度施工控制技術(shù)

潘曉剛

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030032)

高速鐵路板式無砟軌道底座板高精度施工控制技術(shù)

潘曉剛

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030032)

以京滬高鐵CRTSⅡ型板式無砟軌道為例，簡要介紹了底座板傳統(tǒng)施工方法、現(xiàn)狀及不足，針對底座板頂面高程和平整度精度差、底座板厚度變化致使模板配置難的問題，研究出了在普通模板上安裝與底座板頂面平行并高出一定值的可調(diào)高滑道并懸掛可調(diào)高平尺控制架、高模低做施工新方法。詳細(xì)介紹了該模板體系的組成、特點和主要施工工藝。該技術(shù)有效降低了底座板的打磨數(shù)量，減少了CA砂漿的浪費，提高了底座板施工精度，有效保證了無砟軌道使用壽命。

板式無砟軌道 底座板 模板配置 精度控制

CRTSⅡ型板式無砟軌道是將預(yù)制好的軌道板直接放置在混凝土底座板上，通過軌道板與底座板間填充層調(diào)整軌道板，確保鋪設(shè)精度。底座板采用C30鋼筋混凝土，設(shè)計寬度2 950 mm，直線地段平均厚度200 mm，曲線地段根據(jù)超高情況計算確定，最大厚度500 mm，最小厚度180 mm，軌下最小厚度200 mm，設(shè)在梁面和填充層之間，除實現(xiàn)曲線超高和傳遞荷載外，還起到消除梁面標(biāo)高和平整度偏差大造成的影響、保證填充層厚度的重要作用。填充層厚度僅30 mm，主要起到填充、承力和傳力的作用，并為軌道提供一定的剛度和彈性。如果填充層厚度不夠，將直接影響整個軌道的運營壽命。規(guī)范要求CA砂漿填充層厚度嚴(yán)禁＜20 mm，不宜＞40 mm，底座板頂面允許偏差:高程為±5 mm、平整度為7 mm/4 m。如此高的精度要求給底座板施工控制帶來很大挑戰(zhàn)。同時，無砟軌道曲線超高地段底座板厚度的變化、梁面標(biāo)高偏差引起底座板厚度的變化給模板的設(shè)計和配置帶來很大難度。施工中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的施工工藝和模板設(shè)計方案，已經(jīng)很難滿足高速鐵路底座板施工要求，必須尋求一種有效的方法來解決上述問題。

1 底座板傳統(tǒng)施工方法

從京津城際到京滬高鐵，無砟軌道底座板施工經(jīng)歷了普通模板立模澆筑、可調(diào)高模板立模澆筑、高模低做模板體系聯(lián)合懸掛式振搗整平機(jī)澆筑，但這些施工方法主要是解決了曲線地段模板的配置問題。針對無砟軌道底座板施工最根本的標(biāo)高和平整度控制，并未得到有效解決，有時還適得其反，往往造成底座板頂面大面積打磨處理。為避免此問題，目前做法是施工控制中有意降低底座板頂面標(biāo)高5～10 mm，用CA砂漿填充層補(bǔ)償，造成巨大的經(jīng)濟(jì)浪費。

1.1 普通模板立模澆筑

普通模板立模澆筑［1］是根據(jù)模板設(shè)計高度，先用砂漿將基面找平，然后立模澆筑混凝土，混凝土澆筑面和模板頂面齊平，利用模板頂面控制標(biāo)高和平整度。主要不足:模板安裝精度差、工效低;曲線地段模板規(guī)格多、成本高;底座板根部粗糙、質(zhì)量差;建筑垃圾多，橋面污染嚴(yán)重。

1.2 可調(diào)高模板立模澆筑

可調(diào)高模板［2］是利用兩塊面板錯位搭接設(shè)計，根據(jù)底座板實際高度調(diào)整兩塊面板相對位置，使模板頂面與混凝土頂面齊平后澆筑混凝土。由于上下層面板搭接，勢必會在底座板側(cè)面形成混凝土錯臺［3］，且隨著模板變形錯臺越來越大，而底座板側(cè)面在側(cè)向擋塊位置是不允許有錯臺的，必須對該范圍打磨處理。實踐證明，該模板體系主要解決了橋面標(biāo)高和平整度偏差大對模板的影響問題，同時又造成了混凝土錯臺，實際施工中還存在安裝精度差、調(diào)整線型及標(biāo)高困難等不足。

1.3 高模低做模板體系聯(lián)合懸掛式振搗整平機(jī)澆筑

高模低做模板體系聯(lián)合懸掛式振搗整平機(jī)澆筑［4］是在高模低做定型鋼模板上安裝專用走行軌道，通過調(diào)整整平機(jī)振搗梁嵌入模板內(nèi)的深度實現(xiàn)曲線超高，利用整平機(jī)振搗梁控制標(biāo)高和平整度［5］。實踐證明，該模板體系主要解決了曲線地段模板配置問題，同時存在以下不足:

1)整平機(jī)振搗梁嵌入模板內(nèi)的深度很難精確控制，導(dǎo)致底座板頂面標(biāo)高不準(zhǔn)確。

2)整平機(jī)振搗梁在振搗過程中產(chǎn)生的振幅大小難以確定，必須根據(jù)實際情況反復(fù)試驗［6-7］、不斷調(diào)整，且一般都超過底座板標(biāo)高允許偏差，成型后底座板表面呈波浪型。

3)重約2.5 t的整平機(jī)在模板上走行、振搗，對模板剛度、支撐系統(tǒng)、走行軌道加固都提出了苛刻的要求，材料重量大大增加，倒運困難，支撐難度加大。特別是在曲線地段，經(jīng)常會出現(xiàn)模板失穩(wěn)。

4)混凝土澆筑過程中，無法進(jìn)行反復(fù)檢查，超限不能及時處理。

2 高模低做聯(lián)合可調(diào)高平尺控制架模板體系施工新方法

在高模低做模板聯(lián)合懸掛式振搗整平機(jī)模板體系的基礎(chǔ)上，通過不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，形成了在底座板模板頂面安裝可調(diào)高滑道和懸掛可調(diào)高平尺控制架、高模低做施工技術(shù)。該模板體系很好地解決了橋面標(biāo)高、平整度允許偏差大和曲線地段模板配置難的問題，同時大大提高了底座板頂面標(biāo)高和平整度施工精度。

2.1 模板體系簡介

該模板體系不再利用模板頂面標(biāo)高控制混凝土頂面標(biāo)高和平整度，模板順橋面緊貼安裝，將橋面標(biāo)高偏差值及曲線超高調(diào)整值等都累積在模板上方調(diào)整。安裝時模板頂面高出實際混凝土澆筑面一定高度，在兩側(cè)模板上方分別設(shè)立可調(diào)高滑道，滑道高度高出底座板側(cè)面高度一定值，使架在滑道上的平尺控制架始終與底座板頂面平行，通過調(diào)整平尺控制架高度并在軌道上滑移來實現(xiàn)標(biāo)高和平整度控制。模板設(shè)計高度一般高出底座板10～15 cm。直線段模板高度一般取30 cm，曲線段模板利用兩塊直線段模板上下組合。模板分節(jié)長度一般取300 cm?；啦捎谩?5角鋼，分節(jié)長度同模板長度，每節(jié)設(shè)2個調(diào)整螺栓，間距200 cm，距模板端頭50 cm。平尺采用高強(qiáng)度鋁鎂合金方管制作，固定平尺的調(diào)高架采用8 mm厚鋼板焊制，控制架上開設(shè)約15 cm長的通長孔，用于調(diào)整平尺高度。高模低做聯(lián)合可調(diào)高平尺控制架模板體系如圖1所示。

2.2 主要特點

1)采用可調(diào)高滑道和平尺控制架，安裝精度高，且施工過程中可隨時檢查，易于控制，大大提高了混凝土頂面標(biāo)高和平整度施工精度。

2)模板緊貼橋面安裝，消滅了底座板側(cè)面錯臺、粗糙、爛根問題，外觀質(zhì)量好。

3)簡化了模板和支撐加固系統(tǒng)，模板標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、重量輕、安裝速度快、使用靈活方便。

圖1 高模低做聯(lián)合可調(diào)高平尺控制架模板體系示意

4)施工中全線只需一種規(guī)格模板，曲線段模板利用兩塊直線段模板上下組合，就可以滿足施工需要，模板種類和數(shù)量大大減少。

5)施工工效高、成本低，社會、經(jīng)濟(jì)效益明顯。

2.3 主要施工技術(shù)

1)測量放樣

底座板立模采用軌道基準(zhǔn)控制網(wǎng)CPⅢ網(wǎng)自由設(shè)站后方交會建站方法進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣［8］。立模放樣時首先選好基準(zhǔn)里程，從基準(zhǔn)里程開始，根據(jù)滑道調(diào)高螺栓位置確定測量放樣點位并進(jìn)行編號，計算出各點位設(shè)計標(biāo)高。放樣點位間距根據(jù)模板設(shè)計情況確定，一般直線地段≤6 m，曲線地段≤3 m。放樣點位按設(shè)計位置向外平移10 cm，便于自檢和保護(hù)點位。

2)模板支撐加固

模板支撐的好壞直接關(guān)系到施工控制的精度，也關(guān)系到施工的快慢。底座板左右線模板同步安裝，同步對稱澆筑混凝土。靠防護(hù)墻模板獨立加固，自成系統(tǒng)，采用可調(diào)絲桿兩撐一拉固定。撐桿呈三角形布置，撐桿附近設(shè)拉桿一道。左右線間模板通過帶可調(diào)絲桿的鋼管交叉加固，底座板模板內(nèi)側(cè)通過帶卡口的鋼管支撐，卡口間距與底座板等寬。

3)模板安裝及調(diào)整

模板安裝時首先選好基準(zhǔn)里程位置，按放樣點位依次安裝模板。首先安裝靠防護(hù)墻側(cè)的模板并調(diào)整固定好，再安裝線間模板并臨時支撐。安裝完成一段后，從一端開始左右兩側(cè)同步調(diào)整，先調(diào)整模板內(nèi)側(cè)支撐，再調(diào)整左右線間鋼管支撐，尺寸無誤后將支撐體系鎖死，確保模板平穩(wěn)、牢固。

4)滑道標(biāo)高測量及調(diào)整

模板位置及線性調(diào)整完畢并將模板固定后，測量滑道螺栓標(biāo)高，將滑道標(biāo)高調(diào)整到與底座板兩側(cè)標(biāo)高平行并始終高出一定值。依據(jù)測量結(jié)果安裝、調(diào)整滑道，并用上下螺栓將滑道固定好?；勒{(diào)整精度直接決定了底座板的施工精度，必須逐點測量，逐點調(diào)整，拉線校核。

5)平尺控制架安裝及調(diào)整

滑道標(biāo)高調(diào)整無誤后，安裝平尺控制架，根據(jù)高出的定值，將平尺標(biāo)高調(diào)整到混凝土頂面標(biāo)高位置。

6)模板檢查及驗收

平尺控制架安裝完成后需再次對模板加固情況進(jìn)行檢查，對模板線型、位置，滑道標(biāo)高，平尺標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測檢查，尤其是加強(qiáng)曲線地段復(fù)測，確保無誤后按規(guī)定程序報檢，驗收合格后方可澆筑混凝土。底座板模板安裝允許偏差規(guī)定見表1。

表1 底座板模板安裝允許偏差及檢驗數(shù)量

7)底座板混凝土澆筑

①一個澆筑段約160 m長的混凝土必須一次澆筑完成，左右線同時對稱進(jìn)行澆筑［9］。

②嚴(yán)格控制混凝土坍落度，尤其是曲線地段，防止混凝土向下流淌造成曲線內(nèi)側(cè)混凝土面過高，必要時放緩澆筑速度。

③混凝土采用常規(guī)澆筑工藝。澆筑過程中，嚴(yán)禁作業(yè)人員在模板和支撐鋼管上踩踏，混凝土振搗過后，方可拆除模板內(nèi)側(cè)的鋼管支撐;澆筑過程中要派專人檢查、加固模板，防止作業(yè)過程中模板松動。

④混凝土收面過程中，要反復(fù)利用平尺檢查混凝土頂面高程，并用抹子壓平收光，尤其是曲線地段，要反復(fù)檢查，防止收面后混凝土向曲線內(nèi)側(cè)緩慢蠕動。收面作業(yè)時要在模板上方搭設(shè)架空的作業(yè)踏板，嚴(yán)禁將踏板直接放在模板上或直接在混凝土上踩踏。

⑤混凝土初凝前用鏟子及定型模具在底座板兩側(cè)25 cm范圍做向外3%的排水橫坡［10］，邊緣20 cm范圍壓光處理。

8)底座板混凝土驗收

CRTSⅡ型軌道板與底座板間的灌漿層厚度設(shè)計為30 mm，嚴(yán)禁＜20 mm，不宜＞40 mm，底座板頂面標(biāo)高和平整度一旦超限，就必須進(jìn)行打磨處理。底座板施工完成后，對其進(jìn)行全面驗收，重點檢查頂面高程和平整度。底座板混凝土允許偏差規(guī)定［11］見表2。

表2 底座板混凝土允許偏差及檢驗數(shù)量

3 效益分析

實踐證明，該模板體系和控制技術(shù)的應(yīng)用，取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會效益。主要體現(xiàn)在:

1)底座板標(biāo)高和平整度施工精度大大提高，取消了傳統(tǒng)將底座板標(biāo)高有意降低5～10 mm的做法，減少了CA砂漿用量，平均每公里可節(jié)約4萬余元。

2)底座板精度的提高，大大降低了鑿除和打磨數(shù)量，減少了缺陷處理時間和費用。

3)該模板體系大大降低了模板配置種類和使用數(shù)量，施工工效提高2～3倍，作業(yè)成本大大降低。

4 結(jié)語

改變傳統(tǒng)的思維模式，不斷地進(jìn)行施工工具和工藝的革新，通過底座板模板高模低做、在模板頂面安裝可調(diào)高滑道和可調(diào)高平尺控制架，提高了底座板施工精度，促進(jìn)了無砟軌道整體施工技術(shù)水平的提升，保證了無砟軌道施工質(zhì)量，效果明顯，值得推廣。

［1］宋廣輝.京津城際鐵路常規(guī)區(qū)底座板施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2008(增):66-69.

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［6］李冰.CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板施工關(guān)鍵技術(shù)控制［J］.鐵道建筑，2012(1):116-120.

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［10］鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院.客運專線無砟軌道鐵路工程施工技術(shù)指南［M］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［11］中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)［2009］218號 高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

(責(zé)任審編 葛全紅)

U213.2+44

:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2015.11.32

2015-05-20;

:2015-09-25

潘曉剛(1976— )，男，高級工程師。

1003-1995(2015)11-0113-03