淺析黃草山隧道雙塊式無砟軌道施工技術(shù)

■羅楨琦 ■廣西路橋工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530000

1 工程概況

黃草山隧道無砟軌道全長6621米，DK79+311～DK85+932全長6621m，其中DK79+311～DK79+316、DK85+927～DK85+932為無砟軌道過渡段共10m。整個隧道設(shè)計為人字坡，坡度分別為13．5‰、9．0‰、3．0‰。隧 DK79+653．78 ～ DK80+870 段和 DK79+653．78 ～DK85+932位于R=7000m的左偏曲線上，隧道左偏曲線偏角為áZ=8°19'04″和 áZ=13°16'58″，其余地段位于直線上。試驗段采取工具軌法施工工藝施工，施工隊伍由無砟軌道專業(yè)隊負(fù)責(zé)。其中將無砟軌道專業(yè)隊分為兩個施工班組分別進(jìn)行隧道左線、右線的無砟軌道的施工。試驗段分兩次施工，分別于2011年5月10日和5月13日完成DK85+300～DK85+150和DK85+150～DK85+000兩段的施工。

2 工程主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2．1 鋼軌及扣件

正線鋪設(shè)100mU75V、60kg/m全長淬火無孔新軌。

正線扣件基本軌采用WJ-8A型彈性扣件，無砟軌道過渡段基本軌采用WJ-7A型扣件、輔助軌采用扣板式扣件。

2．2 軌枕

采用SK-Ⅱ型雙塊式軌枕及無砟軌道過渡段軌枕。軌枕在廠內(nèi)預(yù)制，其質(zhì)量符合相關(guān)技術(shù)要求，一般情況下，軌枕間距650mm，每公里鋪設(shè)1540根，特殊情況下，可根據(jù)實際情況調(diào)整，軌枕間距控制在600mm～650mm。

2．3 軌道結(jié)構(gòu)高度

隧道內(nèi)雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)高度為515mm，分無砟軌道過度段、距洞口200m范圍內(nèi)和距洞口200m往內(nèi)三種地段位置分別采用不同的設(shè)計圖。

2．4 道床板設(shè)計

道床板采用C40鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑，標(biāo)準(zhǔn)道床板寬2800mm，厚260mm。隧道范圍內(nèi)道床板連續(xù)澆筑，在結(jié)構(gòu)縫處斷開，在仰拱回填層上鉆深250mmΦ40孔，用耐疲勞高強(qiáng)粘結(jié)劑置入4*8排M24銷釘。

2．5 道床排水

隧道內(nèi)設(shè)中心排水溝，直線地段道床頂部設(shè)0．7%的橫向排水坡排向中心溝;在曲線設(shè)置超高地段，在道床板頂部設(shè)置不小于0．7%的排水坡。

2．6 曲線超高設(shè)置

曲線超高設(shè)在道床板上，采用外軌抬高的方式，實設(shè)超高值根據(jù)設(shè)計單位給定的超高值設(shè)定。

2．7 道床板絕緣及接地設(shè)計

除縱、橫向基底鋼筋交叉點按規(guī)定進(jìn)行焊接外，其余縱向鋼筋與橫向鋼筋(含軌枕桁架橫向鋼筋)的交叉點均設(shè)置絕緣卡做絕緣處理。在道床板澆筑前應(yīng)對絕緣性能進(jìn)行測試，滿足相關(guān)技術(shù)要求后方可澆筑混凝土。

無砟軌道中的接地鋼筋利用道床內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋，每線軌道設(shè)三根縱向鋼筋，利用道床板上層軌道中心和最外側(cè)兩根鋼筋;對于單元道床板內(nèi)設(shè)一根橫向接地鋼筋;對于連續(xù)道床不超過100m設(shè)置一根橫向接地鋼筋?？v橫向接地鋼筋交叉點應(yīng)焊接，接地鋼筋不得構(gòu)成電氣環(huán)路。接地鋼筋與其它鋼筋交叉時應(yīng)進(jìn)行絕緣處理;道床板接地每100m形成一個接地單元，接地單元中部“貫通地線”單點“T”型可靠連接，接地單元之間的接地端子不連接。

3 無砟軌道施工技術(shù)及流程

3．1 施工總體方案

根據(jù)工程自身特點，本工程總體施工部署為:試驗段共投入12對工具軌，每根工具軌長12．5m，從黃草山隧道出口直線段DK85+300為起始里程，左線先施工250m無砟軌道試驗段(含5m無砟軌道過渡段)，先施工125m，然后進(jìn)入下一循環(huán)后125m試驗段的施工。為優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成管段內(nèi)的施工任務(wù)，項目部專門成立組成“無砟軌道領(lǐng)導(dǎo)小組”，組長由項目經(jīng)理擔(dān)任，副組長由副經(jīng)理和總工程師擔(dān)任。項目部設(shè)工程部、安質(zhì)部、機(jī)運物資部、財務(wù)部、計劃合同部、中心實驗室和辦公室“五部二室”，全面負(fù)責(zé)管段內(nèi)無砟軌道的組織、管理和實施。

3．2 施工準(zhǔn)備及物流組織

在無砟軌道施工前，隧道鋪底按高程復(fù)測結(jié)果采用打磨機(jī)對基底砼面進(jìn)行鑿毛處理，并用高壓水清理干凈。根據(jù)設(shè)計及施工進(jìn)度情況，計算確定所需的軌枕及鋼筋數(shù)量。根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)度，分批進(jìn)料，確保施工的正常進(jìn)行。鋼筋以及軌枕需驗收合格后方可卸車，并且需按要求堆放在制定地點。

鋼筋在加工棚加工，按照每施工循環(huán)用量用農(nóng)運車運至洞內(nèi)施工作業(yè)面，縱向筋按單位長度用量卸放在道床底板上，橫向筋及架立筋擺放在兩側(cè)水溝蓋板上，按不同型號分類擺放整齊，底部采用方木墊起，上用彩條布覆蓋，并對各種型號進(jìn)行標(biāo)識。軌枕按照標(biāo)識好的指定位置堆放整齊、平穩(wěn)，1層4根，每垛4層，層間用10×10cm方木支撐，枕垛應(yīng)綁扎牢固，兩枕垛之間要求的最小間距為0．5m。

3．3 鋼筋、軌枕以及工具軌的鋪設(shè)布置

按照設(shè)計圖紙布置底層縱向鋼筋和橫向鋼筋，縱向鋼筋根據(jù)不同里程段采用Φ18或Φ20螺紋鋼，橫向鋼筋采用φ16螺紋鋼。待鋼筋布置完畢后安裝絕緣卡，要求每一與縱向連接處都有絕緣卡。

軌枕布置前應(yīng)對軌枕進(jìn)行檢查，傷損掉塊、桁架變形的軌枕不得使用。軌枕采用人工散布，專人對所擺放的軌枕位置進(jìn)行調(diào)整，使其與標(biāo)識線吻合。與此同時，布置過程中需確保同組軌枕間距誤差不大于±5mm，左右偏差不大于±10mm，兩組軌枕間距偏差不大于±10mm，并應(yīng)保持軌枕基本平順，與線路中心垂直。

安裝工具軌前應(yīng)進(jìn)行測量，并對承軌槽和扣件進(jìn)行清理，變形超標(biāo)的鋼軌不得使用。隨后采用12．2m和12．8m的工具軌搭配12．5m工具軌排布，使接頭避開軌枕位置。每12人一組進(jìn)行人工鋪設(shè)，首先將單根鋼軌先抬放至要擺設(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預(yù)緊。

3．4 軌排的組裝與粗調(diào)

工具軌安裝完成后，采用方尺對枕距進(jìn)行精調(diào)使軌枕方向垂直于鋼軌。在工具軌上和控制扣件螺栓上作出中心標(biāo)識，并采用方尺按中心標(biāo)識垂球控制軌枕間距，起道機(jī)、撬棍調(diào)整枕距。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內(nèi)側(cè)兩螺栓，然后同步擰鋼軌外側(cè)兩螺栓，待軌枕間距調(diào)整完成后進(jìn)行扣件螺栓施擰，形成軌排。其中，必須確保軌距調(diào)節(jié)后為鋼軌的真實軌距，避免鋼軌扭曲或傾斜。

在完成軌排組裝后對其進(jìn)行粗調(diào)，粗調(diào)前需對枕距、軌距及軌道落槽情況進(jìn)行檢查，確定其符合要求后方可進(jìn)行粗調(diào)。隨后利用起道機(jī)抬升軌排51cm，并按軌道中心位置標(biāo)識調(diào)整軌道中心。最后安裝螺桿調(diào)節(jié)器托盤，利用起道機(jī)、螺桿調(diào)節(jié)器按“先標(biāo)高、后中線，再復(fù)核標(biāo)高、中線”的順序循環(huán)完成軌排的粗調(diào)工作。粗調(diào)后中心線偏差應(yīng)在3mm內(nèi)，高度應(yīng)低于設(shè)計標(biāo)高約3～5mm。

3．5 橫向限位器及模板安裝

為防止軌道在調(diào)整后因外力干擾造成滑移，須在在軌道一側(cè)設(shè)置橫向限位裝置用來鎖死軌道。橫向限位器每隔2根軌枕安裝一個，同時每軌頭處安裝一個鎖死軌頭。橫向限位器采用地錨或斜撐形式，地錨形式是采用絲桿與軌枕底鋼筋桁架中一根橫向鋼筋焊接相連，雙螺帽固定，從而達(dá)到橫向限位的目的;斜撐形式是用可調(diào)節(jié)絲桿兩端分別支撐在側(cè)溝和工具軌上，通過調(diào)節(jié)絲桿來實現(xiàn)精調(diào)。

安裝模板時采用定型鋼模，底部采用木楔塊調(diào)整角度以保證模板豎直。模板使用前應(yīng)先打磨，涂刷脫模劑，隨后按放樣點位在鋪底層植入鋼筋，卡住模板底，模板外側(cè)用角鋼或鋼管加斜撐，內(nèi)側(cè)加撐桿加固。模板安裝后內(nèi)側(cè)面的允許偏差為:頂面高程，±5mm;寬度±5mm;中心位置2mm。

3．6 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑前，先采用噴霧器噴水濕潤軌道下部結(jié)構(gòu)、軌枕表面、軌枕塊側(cè)面及底部。并采用防護(hù)罩覆蓋軌枕、扣件、螺桿調(diào)節(jié)器、軌距撐桿。澆筑時，采用輸送泵澆筑，泵管沿模板方向鋪設(shè)在水溝電纜槽蓋板上，隨著澆筑的進(jìn)行，逐節(jié)拆除泵管;同時，必須待混凝土完全漫過下一個軌枕底邊緣時，方可移動料槽進(jìn)行下一格澆筑，防止軌枕底部有汽泡形成空洞，形成質(zhì)量隱患。緊接著進(jìn)行人工整平、抹面以及清刷鋼軌和軌枕。

混凝土澆筑完成半小時到1小時之間，松動螺桿調(diào)節(jié)器1/4圈，使軌排下降不超過1mm，消除桁架彎矩和混凝土豎向沉陷產(chǎn)生的間隙;2小時后，松開魚尾板、軌距撐桿、調(diào)節(jié)螺桿、軌枕扣件螺栓1/2圈，釋放混凝土凝固過程中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力，防止混凝土與鋼軌變形不同步，造成混凝土拉裂、軌槽被拉動;24小時后可松掉全部約束，拆除螺桿調(diào)節(jié)器和軌距撐桿。

混凝土澆筑完成后需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時采用覆蓋無紡布灑水養(yǎng)護(hù)，無紡布覆蓋要注意到邊到角，并盡量與混凝土面密帖，專人專班灑水保濕養(yǎng)護(hù)。覆蓋養(yǎng)護(hù)時間不少于7天，混凝土養(yǎng)護(hù)時間不少于14天。

4 施工技術(shù)要點及注意事項

(1)由于道床板一旦施工成型，進(jìn)行拆除或重新施工相當(dāng)困難。因此需在無砟道床施工前，做好“四電”預(yù)埋件(特別是過軌預(yù)埋件)的清理工作。

(2)引入CPⅢ施工基標(biāo)精密控制網(wǎng)、高精度的絕對定位測量控制手段，高度重視測量儀器的選用、測量方法的掌握和數(shù)據(jù)結(jié)果的綜合評判。

(3)抓好施工過程控制，保證無砟軌道施工質(zhì)量(關(guān)鍵是道床板砼質(zhì)量及軌道的幾何尺寸，三度:強(qiáng)度、尺度、平整度)。

(4)由于空間狹小，組織平行作業(yè)受限，必須合理安排各施工工序銜接組織。其中，收面抹光及后期清理工作時間緊、工作量大，需合理安排人員來確保混凝土施工質(zhì)量達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。

(5)由于洞內(nèi)濕度較大，半成品鋼筋不宜過早放入洞內(nèi)，否則容易致使鋼筋生銹并對絕緣電阻測試不利。

(6)為確保施工精度及抹面效果，每次軌排組裝前需對扣件及軌排進(jìn)行全面清潔。

5 結(jié)語

黃草山隧道無砟軌道地屬剝蝕低山地貌，是一項專業(yè)技術(shù)非常強(qiáng)的工程，要求過硬的專業(yè)知識和豐富的工作經(jīng)驗。在施工過程中，嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書合理銜接各項工序，并加強(qiáng)材料和機(jī)械管理以確保工程進(jìn)度和質(zhì)量;同時引入CPⅢ施工基標(biāo)精密控制網(wǎng)確保施工精度。黃草山隧道無砟軌道施工順利完成，經(jīng)檢測全部滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)要求。

［1］中華人民共和國鐵道部．TB10210-2001鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范［S］．北京:中國鐵道出版社，2001．

［2］趙國堂．高速鐵路無砟軌道［M］．北京:中國鐵道出版社，2006．

［3］陳默．板式無砟軌道施工工藝及成本分析［J］．鐵路工程造價管理，2006(2):4-8．

［4］趙國祝．金子山隧道無砟軌道施工技術(shù)探討［J］．科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2012(2):80-83．

［5］彭彥彬等．雙線隧道雙塊式無砟軌道施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2009(11):89-91．

［6］馬紅星．淺談長大隧道無砟軌道平交道口施工［J］．科技與生活，2012(17):132-134．

［7］李小二．紅巖寺隧道雙塊式無砟軌道整體道床施工技術(shù)［J］．山西建筑，2012(25):220-221．

［8］伍嶺．都亭山隧道CRTSI雙塊式無砟軌道施工技術(shù)［J］．黑龍江交通科技，2012(2):66-67．