淺談隧道彈性支承塊式無砟道床施工技術(shù)

李江龍

(中鐵十八局集團(tuán)第三工程公司， 河北 涿州 072750)

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淺談隧道彈性支承塊式無砟道床施工技術(shù)

李江龍

(中鐵十八局集團(tuán)第三工程公司， 河北 涿州 072750)

摘要：為了保證重載鐵路隧道內(nèi)彈性支承塊式無砟軌道施工質(zhì)量，提高施工效率，本文結(jié)合山西中南部鐵路通道ZNTJ-12標(biāo)段紅嶺隧道內(nèi)無砟軌道施工，詳細(xì)闡述了彈性支承塊式無砟軌道工藝流程、施工方法和控制要點。并對工裝的配備、物流方案進(jìn)行了簡要說明。通過該施工技術(shù)優(yōu)質(zhì)、高效地完成了紅嶺隧道9624單線米無砟道床施工任務(wù)。

關(guān)鍵詞：彈性支承塊； 工藝流程； 施工方法； 控制要點

1工程概況

山西中南部鐵路通道是國內(nèi)首條設(shè)計軸重30 t的雙線國鐵Ⅰ級重載鐵路，由中鐵十八局集團(tuán)負(fù)責(zé)施工的重載鐵路試驗段內(nèi)紅嶺隧道設(shè)計為單洞雙線隧道，全長4 852 m，單面下坡。進(jìn)口段設(shè)置半徑R=1 200 m的曲線，長度為577.11 m，隧道橫向加寬最大值為60 cm。紅嶺隧道原設(shè)計為有砟軌道，綜合試驗段實施后變更為彈性支承塊式無砟軌道，道床板寬2.8 m，輕車右線采用60 kg/m長軌，重車左線采用75Kg/m鋼軌，左右線均采用彈條Ⅶ型扣件體系。

2施工工藝流程

依據(jù)驗收評估實施細(xì)則及彈性支承塊式無砟軌道施工工藝要求，結(jié)合標(biāo)段該套工裝的特點和首段無砟軌道施工確定工藝流程，如圖1所示。主要包括軌枕進(jìn)場驗收及存放，軌排組裝，基底鑿毛及清掃，軌排吊裝運及安裝，軌道粗調(diào)，鋼筋骨架安裝，軌道精調(diào)，澆筑混凝土及養(yǎng)護(hù)，軌排、模板吊裝及轉(zhuǎn)運[1]。

3施工工藝、方法及控制要點

3.1基底鑿毛、清理

依據(jù)確定的道床板位置，采用風(fēng)鎬或鋼釬等機具對仰拱填充面或底板面進(jìn)行鑿毛處理，以露出粗骨料顆粒為準(zhǔn)。鑿毛間距5 cm，鑿毛深度 1 cm，對鑿毛產(chǎn)生的廢渣及時清理，同時將水溝蓋板的雜物清理干凈。

3.2測量放樣

在隧底按照要求完成清理后，進(jìn)行測量放樣確定出道床板的范圍。根據(jù)設(shè)計院批復(fù)的CPⅢ網(wǎng)數(shù)據(jù)，利用全站儀精確放樣出道床板邊線、中線、道床板分隔縫，偏差控制在±0.5 cm，并用墨斗彈線進(jìn)行明顯標(biāo)識，模板邊線一般比設(shè)計位置往外偏離20 cm，以利于模板的安裝和尺寸校核[2]。

3.3底層縱向鋼筋擺放

依據(jù)道床板的分塊長度及設(shè)計的底層縱向鋼筋數(shù)量，將事先存放的縱向鋼筋直接擺放在已清理干凈的基面上。

圖1　施工工藝流程圖

3.4軌枕的擺放

用隨車吊散布軌枕到大概位置，安排2人一組利用專用吊繩及杠木移動軌枕，比照標(biāo)定的軌道板設(shè)計邊線及間距控制線，緩慢將軌枕落在縱向鋼筋上，控制相鄰兩組軌排的間距。

每散布4塊軌枕與現(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，同組軌枕間距誤差不大于5 mm，左右偏差不大于± 10 mm，兩組軌枕間距偏差不大于±20 mm，軌枕線型平順，與軌道中線基本垂直。軌枕散布一定距離后，軌枕每隔5根進(jìn)行編號，統(tǒng)一標(biāo)識在線路內(nèi)側(cè)的圓弧面上，為后續(xù)精調(diào)小車確定相應(yīng)的里程位置打下基礎(chǔ)。

3.5工裝配備、倒運及物流方案

3.5.1工裝配備由于是雙線隧道，每條單線無砟軌道交替進(jìn)行施工，按照隧道從中間至兩頭兩個方向、左右線4個工作面，4套工裝進(jìn)行配備。

3.5.2工裝的倒運工具軌長度為12.5 m，由于是單線施工，在首次運輸時利用簡易平板車直接運送至施工作業(yè)面，通過2臺簡易門吊及夾具將工具軌提拉、橫移、下放至軌枕的承軌槽內(nèi)，人工將扣件移至原設(shè)計位置后，利用扭力扳手將螺桿擰緊，確保軌枕與工具軌的固定。

另一條線開始施工后，利用先行施工的工具軌進(jìn)行組裝，首先是對已施工完成的軌道幾何形態(tài)進(jìn)行復(fù)測，滿足要求后方可由人工利用電動扳手松開每根軌枕事先安裝好的螺桿，將扣件移至軌枕承軌槽的兩側(cè)，其次將已施工完成區(qū)段的工具軌利用2臺簡易門吊移至兩線間，然后利用即將施工區(qū)段的2臺簡易門吊將其移送至軌枕的承軌槽內(nèi)，最后由人工將螺桿及扣件擰緊。

左右線同步交替施工后，工具軌采用從后方倒運至前方的方案，利用兩線間的簡易平板車運輸工具軌，其拆除及安裝均采用前后方的2臺簡易門吊來實現(xiàn)。

3.5.3物流方案施工順序為：每個工作面左右線交替進(jìn)行施工，兩線施工工序錯開1～2個施工循環(huán)。

材料的提前存放，施工所需的半成品縱橫向鋼筋、軌枕等可提前存放在隧道兩側(cè)的電纜槽蓋板上(采取枕木支墊措施)。已施工完成地段的螺桿、托盤、模板、工具軌等材料通過平板車由后方倒運至前方。

3.6固定鋼軌、軌枕和螺桿調(diào)節(jié)器托盤

3.6.1螺桿調(diào)節(jié)器的功能螺桿調(diào)節(jié)器是用于固定工具軌，將螺桿手柄推入凹板和中間部件相應(yīng)的角度孔中固定角位,擰動螺桿調(diào)節(jié)高程,擰轉(zhuǎn)連動調(diào)節(jié)桿螺栓調(diào)整軌道橫向尺寸，螺桿調(diào)節(jié)器能在3個方向進(jìn)行調(diào)整，縱向(高度)、水平(移動)、超高段角度可調(diào)整。

3.6.2安裝、固定螺桿調(diào)節(jié)器托盤螺桿調(diào)節(jié)器托盤裝在工具軌軌腳上，平移板安裝在軌枕之間的合適位置(一般應(yīng)將螺桿調(diào)節(jié)器托軌板設(shè)置在靠近軌枕側(cè)，確保道床板頂層橫向鋼筋間距的準(zhǔn)確性)，并將連動調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整在可調(diào)范圍的中間位置，確保軌道結(jié)構(gòu)能在一定范圍內(nèi)調(diào)整軌道水平位置[3]。

螺桿調(diào)節(jié)器托盤在軌道左、右側(cè)對稱安裝，固定在兩軌枕之間位置。第一根軌枕需要配一對，之后按照曲線段間隔1根、直線段間隔2～3根安裝一對，如果工具軌在端頭處伸出軌枕超過5 cm，則應(yīng)調(diào)整其繼續(xù)伸長，并用螺桿調(diào)節(jié)器托軌板進(jìn)行支撐。托盤卡應(yīng)根據(jù)線路情況選擇適當(dāng)?shù)目谖恢?，避免產(chǎn)生扭曲。

圖2　手持式起道機　　圖3　螺桿及調(diào)機器圖盤

3.7軌道粗調(diào)、安裝調(diào)節(jié)器螺桿

3.7.1軌道粗調(diào)每根鋼軌按照距軌頭2.0 m、4.8 m、7.7 m、10.5 m對稱擺設(shè)4組起道機。

利用電子水準(zhǔn)儀測量目前的鋼軌頂面高程，根據(jù)與設(shè)計高程進(jìn)行對比得出的差值來指導(dǎo)軌道高程粗調(diào)的數(shù)值。

根據(jù)不同起道機位置處的高程差值，首先將工具軌頂面高程控制在同一水平面上，然后根據(jù)還需的最大調(diào)整量及坡度同時逐級遞減調(diào)整上起高度，直至工具軌頂面高程控制在0，+2 mm之間。

然后利用丁字尺及吊垂球來逐個檢查軌道中線的偏移量，確定軌道的一個整體偏移數(shù)值，關(guān)閉垂直調(diào)整裝置，打開橫向調(diào)整裝置，同時將軌道向統(tǒng)一方向偏移相同數(shù)值，然后再次利用丁字尺和吊垂球，逐個調(diào)整橫向偏移量，直至軌道中線位置偏差控制在1 mm之內(nèi)。

3.7.2安裝調(diào)節(jié)器螺桿粗調(diào)完成后，人工將螺桿插入調(diào)機器托盤的預(yù)留孔中，螺桿底部與基面密貼，人工利用電動扳手將其擰緊。

螺桿固定后，利用軌檢尺對軌距進(jìn)行檢驗，合格后，人工利用移動式內(nèi)燃自動緊固機擰緊螺栓，從第一根軌枕起，至少每三根軌枕的扣件螺栓使用扭矩扳手?jǐn)Q緊，一套扣件的兩個螺栓同時擰緊，電動扳手的扭矩控制在200 N m ± 20 N m。螺桿安裝完成并逐個檢驗合格后，即可拆除起道機，轉(zhuǎn)入下一根工具軌的粗調(diào)。

3.8安裝鋼筋、接地連接

3.8.1鋼筋綁扎按照設(shè)計圖紙，布置縱向鋼筋，穿入橫向鋼筋，保證保護(hù)層厚度，道床板的縱向鋼筋根據(jù)設(shè)計圖紙要求進(jìn)行搭接，搭接長度不得小于700 mm。綁扎鋼筋，不得擾動粗調(diào)過的軌排?？衫米灾坪喴滋ゾ撸瑢崿F(xiàn)準(zhǔn)確的鋼筋位置。

在上、下層，縱、橫向鋼筋搭接處、縱向鋼筋與軌枕桁架筋搭接處均需要設(shè)置絕緣卡，采用人工逐一綁扎，確保絕緣效果。

3.8.2鋼筋焊接按照規(guī)定道床板在縱向劃分成長度不大于100 m的接地單元，每一單元與貫通地線單點“T”形連接一次。接地鋼筋采用道床板3根 20頂層縱向鋼筋及1根 16橫向鋼筋作為接地單元，焊接橋隧型接地端子，接地鋼筋采用焊接方式進(jìn)行連接，焊接長度單面焊不小于200 mm，雙面焊不小于100 mm，焊接厚度至少4 mm。鋼筋綁扎完成后，對每個鋼筋節(jié)點進(jìn)行絕緣性能測試，鋼筋絕緣性能測試采用不低于500 V搖表進(jìn)行，確保每個鋼筋節(jié)點絕緣測試結(jié)果不小于2 M 。

3.9軌道精調(diào)

在精調(diào)實施前首先要更換棱鏡的參數(shù)(使用柏安格精調(diào)小車轉(zhuǎn)配棱鏡)。由于隧道內(nèi)外環(huán)境差異，需要對全站儀進(jìn)行修正。

觀測確定精調(diào)小車上棱鏡的絕對位置(x，y和z)，經(jīng)過控制器軟件計算并與設(shè)計的中心線進(jìn)行比較，得到該點離設(shè)計中心線的水平和高程偏差，，確定該點鋼軌的精確調(diào)整量后進(jìn)行該點精細(xì)調(diào)整。精調(diào)小車移動到下一個精調(diào)位置，全站儀自動照準(zhǔn)、測量和記錄，確定該點鋼軌的調(diào)整量，進(jìn)行該點精細(xì)調(diào)整。先檢測各螺桿調(diào)節(jié)器對應(yīng)位置的軌道狀態(tài)，測完一個站點的所有測點后，返回起點，逐根軌枕檢測，直至檢測完所有測點。

精調(diào)時，注意先調(diào)偏差較大的部位，軌距整體調(diào)整控制在2 mm以內(nèi)后方可進(jìn)行第二次精調(diào)，最后檢測無誤后方可采集數(shù)據(jù)。調(diào)整時應(yīng)逐部位松開橫向制動，精調(diào)前后軌排不得踩踏，更不允許踩踏或撞擊支撐螺桿。

3.10混凝土澆筑

無砟軌道澆注前對鋼軌采用彩條布進(jìn)行包裹、軌枕和扣件表面采用專用防護(hù)罩進(jìn)行覆蓋。將仰拱鑿毛面采用人工灑水充分濕潤，同時對軌枕表面及底面進(jìn)行灑水濕潤，以確保道床板混凝土與保護(hù)層、底座板及軌枕界面良好結(jié)合。

首先將混凝土泵車支立在合適位置，對泵車的輸送管道進(jìn)行清洗、潤滑。待混凝土坍落度滿足現(xiàn)場施工要求后，通過來回擺動泵車出料口的軟管，將混凝土均勻散布在道床板內(nèi)，混凝土卸入一定量后開始振搗工作?，F(xiàn)場振搗時將外側(cè)2根振搗棒放置在鋼軌外側(cè)的軌枕中間，2根設(shè)置在兩側(cè)工具軌的中間處。振搗過程中，振搗棒插入點應(yīng)避開鋼筋、螺桿調(diào)節(jié)器和模板，振搗工作依然遵循“快插慢拔”的原則，嚴(yán)禁振搗棒插入后一致振動，影響混凝土整體施工質(zhì)量。

待混凝土澆筑一定距離后，拆除保護(hù)鋼軌的彩條布及軌枕、扣件的保護(hù)罩并將其到運至前方。隨后立即用人工安裝簡易混凝土抹面支撐架開始進(jìn)行混凝土收面工作，收抹面分三道工序，：第一道粗平，第二道精平，第三道壓光，尤其注意軌枕四周、鋼軌底部、螺桿調(diào)節(jié)器拖盤及軌撐底的收面抹平。

3.11螺桿、扣件的拆除

由于螺桿及扣件的松動及拆除是一道非常重要的施工工序，松動前應(yīng)在施工現(xiàn)場旁邊加設(shè)電子水準(zhǔn)儀，精確測量此時鋼軌頂面的高程及相應(yīng)位置的軌距，并在鋼軌表面進(jìn)行位置標(biāo)識，在施工現(xiàn)場設(shè)置警示牌。具體的順序是：澆筑混凝土后2.5～3小時，人工利用六角螺帽扳手將螺桿放松0.25圈(注意方向和角度，方向不能反，角度90度)，即軌道將下沉1 mm；澆筑4～6小時后，松開全部扣件，以釋放軌道在施工過程中因溫度變化引起的變形[4]。

3.12道床板養(yǎng)護(hù)待混凝土二次收面完成后應(yīng)立即將道床板用土工布覆蓋并派專人保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間為14 d，并在12 h內(nèi)灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)以能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)確定。

4結(jié)語

通過紅嶺隧道內(nèi)無砟軌道施工，現(xiàn)場作業(yè)、技術(shù)及管理人員實現(xiàn)了理論到實踐的轉(zhuǎn)化，熟悉、掌握了無砟軌道的施工組織、工藝流程和過程控制要點，再加上簡易門吊和軌排的配合使用，確保了施工質(zhì)量、提高了施工進(jìn)度，該項施工方法可有效降低隧道內(nèi)無砟軌道施工的設(shè)備限制，節(jié)約施工成本，提高經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]周文海.烏鞘嶺隧道彈性支承塊式無碴軌道施工技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2005,(9):33-34.

[2]張 瓊.烏鞘嶺隧道彈性支承塊式整體道床施工技術(shù)[J].鐵路工程造價管理,2006,(6):12-13.

[3]李明領(lǐng).重載鐵路隧道內(nèi)無砟軌道結(jié)構(gòu)選型設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道建筑,2014,(7):18-19.

[4]施紅忠,王安升.秦嶺特長隧道彈性整體道床施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2001,(2):45-46.

The Construction Technology of Elastic Bearing Block-type

Ballastless Track Bed in Tunnel

LI Jiang-long

(The Third Engineering Company of China Railway 18 Bureau Group Co. Ltd, Zhuozhou, Hebei, 072750, China)

Abstract:In order to ensure the construction quality of elastic bearing block-type ballastless track in heavy haul railway tunnel, and improve the efficiency of construction, this paper takes the construction case of Shanxi central and southern railway passage ZNTJ-12 Hongling tunnel of ballastless track as the example, elaborates the technological process, construction method and controlling points, and briefly describes the equipment, logistics plan. With this technology, the construction of Hongling 9624 m single-track ballastless bed was finished with high quality and efficiency.

Key words:elastic bearing block; technological process; construction method; controlling points

中圖分類號：U213.2+44

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-9131(2015)04-0032-04

作者簡介：李江龍(1983-)，河北省定州人，工程師。研究方向：鐵路、公路施工技術(shù)。

收稿日期：2015-09-06