大風(fēng)干旱地區(qū)CRTS ?型雙塊式無(wú)砟軌道單梁框架法施工技術(shù)

楊紹波

【摘要】 文章以蘭新鐵路采用CRTS ?型雙塊式無(wú)砟軌道為工程背景，對(duì)單梁框架法雙塊式無(wú)砟軌道的總體施工方法進(jìn)行了研究，并探討了在嚴(yán)格控制施工精度及質(zhì)量的情況下，在大風(fēng)干旱地區(qū)防止混凝土開(kāi)裂等問(wèn)題上，如何提高施工功效。

【關(guān)鍵詞】 大風(fēng)干旱地區(qū) 雙塊式無(wú)砟軌道 單梁框架法 施工技術(shù)

1.工程概況

蘭州至烏魯木齊第二雙線(xiàn)全線(xiàn)跨越甘肅省、青海省、新疆維吾爾自治區(qū)三省區(qū)，沿線(xiàn)氣候環(huán)境差異較大，線(xiàn)路多處于嚴(yán)寒、溫差大、風(fēng)沙大、日照強(qiáng)、干旱缺水等惡劣自然氣候條件下。根據(jù)鐵道部關(guān)于蘭新第二雙線(xiàn)設(shè)計(jì)批復(fù)意見(jiàn)的相關(guān)要求：正線(xiàn)軌道鋪設(shè)無(wú)砟軌道，其結(jié)構(gòu)型式以成段雙塊式無(wú)砟軌道為主.

由于工程地處西北季風(fēng)強(qiáng)烈的干旱風(fēng)沙地區(qū)，且屬西北地區(qū)首條無(wú)砟軌道鐵路項(xiàng)目，針對(duì)工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，我們開(kāi)展了專(zhuān)項(xiàng)研究，在原有軌排框架法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)（僅在長(zhǎng)大隧道中使用），使其運(yùn)用于路基及橋梁地段無(wú)砟軌道道床板施工，并從混凝土防開(kāi)裂及提高無(wú)砟軌道精度著手，摸索總結(jié)出一套比較成功的施工工藝，形成本施工技術(shù)。

2.施工方法和控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 隔離層施工（僅橋梁上有）

1）在混凝土底座頂面設(shè)置隔離層，隔離層采用4mm厚聚丙烯土工布。

2）土工布接縫與軌道方向垂直，采用對(duì)接方式用膠帶粘貼，不得出現(xiàn)折疊和重疊。

3）利用CPⅢ網(wǎng)，確定并彈出軌枕邊線(xiàn)、軌道中線(xiàn)的3道墨線(xiàn)。

4）道床板尺寸、鋼筋位置及保護(hù)層厚度按驗(yàn)標(biāo)的要求據(jù)此墨線(xiàn)控制。擺放鋼筋時(shí)縱向搭接長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.2 安裝彈性墊板（僅橋梁上有）

1）根據(jù)設(shè)計(jì)在限位凹槽周?chē)惭b橡膠墊板和泡沫板。

2）墊板邊條：采用泡沫板加工而成。

3）安裝時(shí)使其與凹槽周邊的混凝土密貼，不得有鼓泡、脫離現(xiàn)象、并用膠帶封閉所有間隙。

2.3 道床板底層鋼筋安裝

根據(jù)全站儀放樣點(diǎn)，在底板頂面上用鋼卷尺量出底層鋼筋間距，并標(biāo)記；按梅花型布置預(yù)制好的砼墊塊，每平方米4個(gè)；布置縱、橫向鋼筋，安裝絕緣卡，并用絕緣卡固定。

2.4 散枕

由吊車(chē)將軌枕吊裝至工作面，人工或散枕器按設(shè)計(jì)要求散布軌枕。保證軌枕間距符合要求。

2.5 軌排框架就位

采用60kg/m鋼軌夾板和TB螺栓縱向連接，多榀排架連接后形成標(biāo)準(zhǔn)軌道模式。

將每榀軌道排架扣件螺栓孔位置與軌枕上螺栓孔位置對(duì)齊，平穩(wěn)、緩慢地將排架放置于軌枕上。

將軌枕組裝至框架前要對(duì)扣件進(jìn)行清理（軌枕上安裝扣件時(shí)也必須對(duì)軌枕承軌臺(tái)和扣件的組成部分逐一清理）

單梁框架就位組裝，安裝支架螺栓。將框架和軌枕進(jìn)行連接，使用內(nèi)燃機(jī)扳手，按照設(shè)計(jì)要求的扣件扭矩250N·M，將軌枕和框架進(jìn)行組裝。

2.6 軌排粗調(diào)

使用測(cè)量?jī)x器對(duì)軌排進(jìn)行粗調(diào)。

單梁軌排利用軌道排架橫向、豎向調(diào)整機(jī)構(gòu)完成軌排的粗調(diào)工作，按照先中線(xiàn)后水平的順序循環(huán)進(jìn)行。

粗調(diào)工作必須重視，粗調(diào)到位能大大提高精調(diào)時(shí)的效率，其要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1：

表1 軌排粗調(diào)檢控制標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào) 檢查項(xiàng)目 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 檢測(cè)方法

1 軌排軌頂標(biāo)高 -3～0 mm 檢查記錄

2 軌道至設(shè)計(jì)中線(xiàn)位置 ±3 mm 檢查記錄

2.7 上層鋼筋安裝

（1） 軌道粗調(diào)工序完成后，進(jìn)行道床板上層縱橫向、架立鋼筋及接地鋼筋安裝。

（2）鋼筋節(jié)點(diǎn)間采用絕緣卡綁扎固定；綁扎完成后將多余部分進(jìn)行剪除。

2.8 電阻測(cè)試

（1） 非接地鋼筋中，任意兩根鋼筋的電阻值不小于2MΩ。

（2）按照施工圖，進(jìn)行接地鋼筋、接地端子的焊接，焊接接地端子時(shí)保證平直以及緊貼模板。

2.9 模板安裝

（1） 道床板模板分橫向模板、縱向模板。橫向模板設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為2.8m，縱向模板長(zhǎng)度分3.5m一節(jié)。

（2）道床板伸縮縫位置模板的安裝是整個(gè)模板安裝的重點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每19.5米一節(jié)單元板，分段澆筑成形。伸縮縫處必須采用特制鋼模板，施做時(shí)先將傳力桿以下部分的條形聚乙烯泡沫板位置固定并定位準(zhǔn)確，然后插入特制的鋸齒形鋼模板，鋸齒形鋼模板穿過(guò)傳力桿兩邊夾住條形聚乙烯泡沫板，澆筑道床板的過(guò)程中一次成型。

鋸齒形鋼模板鋸齒位置與傳力桿位置向?qū)?yīng)，模板長(zhǎng)度2.8米，同時(shí)除了混凝土接觸的外表面要涂刷脫模擠外，與條形聚乙烯泡沫板接觸的內(nèi)表面也要涂刷脫模擠?；炷脸跄笮柽m當(dāng)?shù)乃蓜?dòng)鋼模板，以便于后期拆模。

（3） 相鄰的兩塊模板用螺栓連接，螺栓連接時(shí)一定要保證相鄰兩塊模板之間不出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，并在兩模板連接面處貼雙面膠或膠條，以防止模板間出現(xiàn)縫隙漏漿。

2.10 軌排框架的固定

單梁框架的軌向鎖定器，鎖定在兩側(cè)支承層側(cè)邊，精調(diào)時(shí)還要利用軌向調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行軌道中線(xiàn)調(diào)整。

2.11 軌道精調(diào)

（1） 用軌檢小車(chē)和全站儀逐一檢測(cè)每根軌枕處的軌頂高程、軌道中線(xiàn)位置、鋼軌間距、方向、水平等幾何形態(tài)，并進(jìn)行調(diào)整。

（2） 用兩側(cè)的軌向鎖定器進(jìn)行軌道中線(xiàn)的調(diào)整，用螺柱支腿進(jìn)行軌道標(biāo)高的調(diào)整。

（3）軌道調(diào)整定位合格后，檢查軌排固定裝置，防止混凝土澆筑時(shí)軌排移位。

（4）軌道精調(diào)后，軌道幾何形位允許偏差見(jiàn)表2：

表2 軌道幾何尺寸允許偏差表

序號(hào) 項(xiàng)目 允許偏差 備注

1 軌距 ±1 相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm

1/1500 變化率

2 軌向 2mm 弦長(zhǎng)10m

2mm/測(cè)點(diǎn)間距8a（m ） 基線(xiàn)長(zhǎng)48a（m）

3 高低 2mm 弦長(zhǎng)10m

2mm/測(cè)點(diǎn)間距8a（m ） 基線(xiàn)長(zhǎng)48a（m）

4 水平 2mm 不包含曲線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)上的超高值

5 扭曲 2mm 包含緩和曲線(xiàn)上由于超高順坡所造成的扭曲量

6 軌面高程 一般情況 ±2mm /

靠近站臺(tái) 0～（+2）mm /

7 軌道中線(xiàn) 2mm /

8 線(xiàn)間距 0～（+5）mm /

2.12 混凝土澆筑

（1） 澆筑前對(duì)沉降縫及假縫模板進(jìn)行涂油處理，灑水潤(rùn)濕底板及軌枕表面。使用防護(hù)罩保護(hù)鋼軌、扣件及軌枕不被混凝土污染。

（2）澆筑混凝土前，首先檢查和確認(rèn)精調(diào)結(jié)果，如果軌道放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（超過(guò)6h），或環(huán)境溫度變化超過(guò)15℃，或受到外部條件影響，必須重新精調(diào)。

（3）混凝土振搗使用插入式振搗棒，振搗時(shí)避免搗固棒觸碰軌排與支撐架，插點(diǎn)布置應(yīng)均勻，不得漏振?；炷琳駬v完成后，及時(shí)修整收面，收抹面分四道：第一道人工整平，第二道精平，第三道壓光，第四道局部壓光。收面時(shí)應(yīng)特別注意軌枕四周及框架底部，需采用自制的長(zhǎng)抹刀進(jìn)行收面。

（4）大風(fēng)干旱地區(qū)由于混凝土表面水份蒸發(fā)快，容易造成混凝土表面開(kāi)裂，所以無(wú)砟軌道道床板（底座板）收面應(yīng)在施工棚內(nèi)進(jìn)行，施工棚每個(gè)作業(yè)面至少配置100米，為了便于人工移動(dòng)，底部配有行走滑輪。采用施工棚作業(yè)時(shí)，要考慮物流組織的影響，每個(gè)循環(huán)施工完成要置于同一線(xiàn)路后方。

（5）對(duì)框架軌排易損易污染部件（鋼軌、扣件、框架、螺桿調(diào)節(jié)器、絲杠）進(jìn)行防護(hù)。

2.13道床板數(shù)據(jù)采集

在澆筑混凝土后框架拆除前，并且無(wú)太陽(yáng)直射和溫度變化不大的環(huán)境條件下，按要求扭矩上緊扣件，然后精調(diào)小車(chē)采集每一個(gè)軌枕處的數(shù)據(jù)。不論結(jié)果是否超標(biāo)都必須采集每一個(gè)軌枕處的數(shù)據(jù)，對(duì)不合格點(diǎn)，及時(shí)做好標(biāo)記，為以后更扣件提供可靠數(shù)據(jù)。采集完數(shù)據(jù)后及時(shí)松開(kāi)扣件、適時(shí)拆除框架。

2.14 框架、模板的拆除運(yùn)輸和配件清理

（1） 道床板混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到5MPa后，先將縱橫向模板連接和橫向模板連接以及與地面的連接松開(kāi)，然后人工配合吊車(chē)進(jìn)行模板的拆除，依次逐塊拆除、將各種型號(hào)模板等分別歸類(lèi)、集中。

（2） 模板拆除后，應(yīng)及時(shí)找出接地端子。

（3） 安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)拆卸的模板、排架及配件等用毛刷進(jìn)行清潔處理，配件集中儲(chǔ)存在集裝筐中，以備下次使用。

（4） 先拆除螺桿后拆除扣件，可避免螺桿和液壓扳手之間的相互影響。

3. 工效分析

3.1 提高工效的方面

3.1.1 施工精度更高

相比較簡(jiǎn)易工裝法，框架法無(wú)砟軌道軌排整體性更好，穩(wěn)定性也更好。軌排結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，軌道幾何形態(tài)控制牢固。對(duì)于精調(diào)完成后，混凝土施工等所造成的軌排擾動(dòng)影響較小。

通過(guò)復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)，使用框架法的精度控制要比簡(jiǎn)易工裝無(wú)論是絕對(duì)值還是平順性都要精確，對(duì)于后期長(zhǎng)軌精調(diào)的換件率也可以有效的控制，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.2 軌排組裝、精調(diào)更方便

由于是整體結(jié)構(gòu)的框架，所以軌排組裝更方便，軌距也更容易控制。

框架自帶的軌向調(diào)節(jié)螺桿和高程調(diào)節(jié)螺桿，可以有效方便的進(jìn)行軌向、高程調(diào)節(jié)。調(diào)整幅度大、而且控制方便。從而對(duì)起軌（第一次粗調(diào)）要求降低，也進(jìn)一步提高了軌排組裝的效率。

同時(shí)，調(diào)節(jié)螺桿與框架為一整體，調(diào)節(jié)起來(lái)更加方便，準(zhǔn)確性更高，效率也更好。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)易工裝只能通過(guò)橫向制動(dòng)和螺桿調(diào)節(jié)器進(jìn)行微調(diào)，效率慢且幅度小。使用框架法可以大大提高精調(diào)效率。

3.1.3 施工工序簡(jiǎn)單

相對(duì)于簡(jiǎn)易工裝，框架法省去了幾道施工工序，如：安裝、倒運(yùn)螺桿調(diào)節(jié)器、安裝橫向制動(dòng)、修補(bǔ)螺桿孔等。

框架法有自帶的調(diào)節(jié)螺桿，所以不需要安裝螺桿調(diào)節(jié)器，從而省去了大量安裝、倒運(yùn)的工作。

安裝橫向制動(dòng)工序復(fù)雜，材料制作、鉆孔、安裝絲桿和螺栓、補(bǔ)空、焊接等需要大量人工和材料。而框架法因有自帶的軌向調(diào)節(jié)螺桿，所以省去了橫向制動(dòng)這一步驟，而且調(diào)節(jié)軌向更加方便。

由于單梁框架的高程調(diào)節(jié)螺桿在模板外側(cè)。所以澆筑完混凝土之后沒(méi)有螺桿孔，也不需要進(jìn)行螺桿孔修補(bǔ)。

3.1.4 單套工作面施工人員少

由于省去了幾道施工步驟，同時(shí)，軌排組裝、精調(diào)等步驟的效率提高，相應(yīng)的施工人數(shù)也相對(duì)減少。

按照每天施工120米的施工進(jìn)度，單套工作面簡(jiǎn)易工裝需要120-130人左右，而相同的工效框架法只需要100-110人。大大減少了人工成本。

具體見(jiàn)表3、表4。

表3 單套簡(jiǎn)易工裝法無(wú)砟軌道施工人員配備表

序號(hào) 工序 人數(shù) 備注

1 支承層清理 8

2 放樣、彈線(xiàn)

3 底層鋼筋擺設(shè)

4 散枕、工具軌安裝 20 鋼軌清理，安裝絕緣墊塊，內(nèi)燃機(jī)扳手施擰

6 方枕 12 軌枕間距5mm，軌道中線(xiàn)+2mm

7 軌距調(diào)整 4 軌距誤差1mm

8 安裝螺旋調(diào)節(jié)器 10 先安裝調(diào)節(jié)器托盤(pán)，等內(nèi)燃機(jī)扳手施擰完成后，才能安裝螺桿

9 粗調(diào) 7

11 螺旋調(diào)節(jié)器包扎 2

12 鋼筋綁扎 16

13 橫向限位器安裝 2

14 模板安裝 10 包括傳力桿及沉降縫模板安裝、端模安裝

15 精調(diào) 4

16 沖洗、電工 2