小型流水線預(yù)制工藝在彈性支承塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

甄文

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了流水線預(yù)制彈性支承塊方案選定的背景及方法，并通過分析，總結(jié)出一套簡(jiǎn)易成熟，具有較高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的工法，為今后隧道無砟道床用軌枕預(yù)制積累了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：隧道；流水線預(yù)制工藝；彈性支承塊；無砟軌道

中圖分類號(hào)：U213.2+44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.157

1 概述

新建呼準(zhǔn)鄂鐵路為客貨混運(yùn)重載鐵路，其中，ZESG-3標(biāo)段東勝隧道全長(zhǎng)7 684.3 m。根據(jù)鐵總要求，隧道內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)除進(jìn)口500 m段落外，均采用27T軸重彈性支承塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)，并作為試驗(yàn)段進(jìn)行研究、施工，為國(guó)內(nèi)首用。

本隧道共需彈性支承塊47 740塊，成品外觀及內(nèi)在質(zhì)量要求極高。根據(jù)工期要求，2016-11底前（4個(gè)月）預(yù)制完畢，12月底前完成鋪設(shè)。且根據(jù)本地區(qū)往年氣候規(guī)律，10月即進(jìn)入寒冷期，氣溫對(duì)混凝土施工非常不利。綜合考慮上述因素，并根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際條件，確定采取工廠化小型流水線預(yù)制工藝進(jìn)行彈性支撐塊的生產(chǎn)工作。

2 方案確定

以需要性、科學(xué)性、創(chuàng)造性、可行性為原則，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，采用調(diào)查法、比較法及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模及工期要求，有針對(duì)性地搜集既有鐵路項(xiàng)目類似彈性支承塊或其他型號(hào)彈性支承塊的預(yù)制生產(chǎn)情況、工藝工法，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)水平、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)的了解，并對(duì)調(diào)查搜集到的大量資料進(jìn)行綜合、分析、比較、歸納，在經(jīng)過對(duì)市場(chǎng)各大鐵路設(shè)備生產(chǎn)廠家的調(diào)查、咨詢后，通過多次方案論證、比選，確定了初步的流水線預(yù)制生產(chǎn)方案。后邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)知名專家進(jìn)行評(píng)審，在專家評(píng)審意見的基礎(chǔ)上及生產(chǎn)過程中，對(duì)該方案不斷改進(jìn)、總結(jié)、完善，最終形成一套系統(tǒng)、科學(xué)、高效的小型流水線預(yù)制工藝。

該流水線預(yù)制施工工法具有系統(tǒng)化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，使得27T軸重彈性支承塊預(yù)制從鋼筋安裝、混凝土灌注、振動(dòng)成型、養(yǎng)護(hù)養(yǎng)生到拆模清模、套靴墊板安裝，最終到成品的整個(gè)過程，均足以滿足產(chǎn)品外形尺寸及內(nèi)在質(zhì)量的高要求。

3 流水線機(jī)具、模具特點(diǎn)

3.1 流水線預(yù)制機(jī)械設(shè)備組合配置

小型流水線預(yù)制生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度較高，主要投入以下設(shè)備工裝。

3.1.1 手動(dòng)布料機(jī)

手動(dòng)布料機(jī)為彈性支承塊混凝土澆筑的設(shè)備，具有自動(dòng)行走、手動(dòng)布料的特點(diǎn)。行走電機(jī)功率1.5 kW，配備料斗（1.2 m3）、減速機(jī)、斗門、手動(dòng)開門機(jī)構(gòu)、滑線、走行輪、鋼軌等設(shè)施。

3.1.2 振動(dòng)臺(tái)

振動(dòng)臺(tái)主要用于彈性支承塊混凝土的振搗，振搗時(shí)間可根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定，能夠有效保證振搗質(zhì)量。振動(dòng)臺(tái)電機(jī)功率為30 kW，配備同步箱、料斗振動(dòng)臺(tái)面板、彈簧、底座、傳動(dòng)軸、機(jī)械激振器等設(shè)施。

3.1.3 輸送輥道及自動(dòng)吊架

輸送輥道為生產(chǎn)線上縱向運(yùn)輸組合模具的設(shè)備，兼作拆、裝模板的工作平臺(tái)；自動(dòng)吊架為生產(chǎn)線上橫向吊裝組合模具的設(shè)備，配合桁吊吊裝組合模具進(jìn)出蒸養(yǎng)池、上下輥道。

3.1.4 翻模機(jī)及脫模臺(tái)

翻模機(jī)的主要功能是在拆除側(cè)模后，將組合模具翻轉(zhuǎn)至脫模臺(tái)上，使彈性支承塊頂面朝上，便于脫模；脫模臺(tái)的原理是依靠自由落體運(yùn)動(dòng)來使彈性支承塊下落脫模，相比人工脫模，3.2 彈性支承塊模具的設(shè)計(jì)制作

彈性支承塊生產(chǎn)模具為組合式鋼模，由整體底?？蚣芎托K側(cè)模組合構(gòu)成；每套組合式鋼?？缮a(chǎn)10塊混凝土支承塊。由于支承塊的外形精度要求高，模具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。每套模板自重約1.5 t。

預(yù)埋鐵座采用螺栓固定在鋼模底部，使鐵座預(yù)埋位置牢固準(zhǔn)確；鋼筋籠定位采用小型工裝，有效保證鋼筋保護(hù)層厚度，防止磕碰鐵座。

4 工程質(zhì)量控制

4.1 生產(chǎn)原材質(zhì)量控制

預(yù)制用水泥、骨料、減水劑、摻和料、鋼材等均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)（出廠）合格證、試驗(yàn)報(bào)告單等單據(jù)齊全，運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)存放等均需符合要求。

4.2 配套構(gòu)件技術(shù)要求

鋼筋加工尺寸需符合設(shè)計(jì)要求，且經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能投入使用。中度以上銹蝕的鋼筋網(wǎng)片不得使用，如果存放時(shí)間過長(zhǎng)出現(xiàn)銹蝕，需除銹后方能使用。

扣件預(yù)埋鐵座符合Q/CR 481—2015的規(guī)定。

橡膠套靴和微孔橡膠墊板原材料不應(yīng)摻用再生膠，且所有原材料應(yīng)有生產(chǎn)廠家出廠合格證明書和復(fù)檢報(bào)告單，同時(shí)應(yīng)有入廠檢驗(yàn)報(bào)告單。表面應(yīng)潔凈平整，修邊整齊，不應(yīng)出現(xiàn)任何分裂、剝落或剝離現(xiàn)象，顏色應(yīng)均勻，外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定。

4.3 彈性支承塊外觀尺寸、外觀質(zhì)量控制

支承塊外觀質(zhì)量和各部尺寸，用精度不低于1 mm的量具測(cè)量。

混凝土強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定、混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、預(yù)埋鐵座抗拔力試驗(yàn)、軌枕靜載抗裂強(qiáng)度試驗(yàn)等均應(yīng)按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保支承塊質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙《新建準(zhǔn)格爾至鄂爾多斯鐵路隧道地段彈性支承塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《客貨共線鐵路試驗(yàn)工點(diǎn)隧道內(nèi)彈性支承塊式無砟軌道用部件》（研線1602）和《客貨共線鐵路隧道內(nèi)彈性支承塊式無砟軌道用部件技術(shù)條件》（暫行）的規(guī)定。

4.4 彈性支承塊養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)生質(zhì)量控制

4.4.1 蒸汽養(yǎng)護(hù)

采用3+2+5～7+2的養(yǎng)護(hù)節(jié)奏，即靜停3 h，升溫2 h，恒溫5～7 h，降溫2 h。靜停從最后一模灌注完開始算起。升溫從靜停結(jié)束即可開始，升溫速度不大于20 ℃/h。恒溫溫度控制為55～60 ℃。降溫速度小于20 ℃/h。養(yǎng)護(hù)室要密封，不能漏氣。蒸養(yǎng)時(shí)，均勻、緩慢地升降溫度，以保證支承塊表面與枕芯溫度一致，防止裂紋產(chǎn)生。蒸養(yǎng)完成時(shí)，支承塊表面溫度與環(huán)境溫度溫差不能大于15 ℃。

4.4.2 保濕養(yǎng)護(hù)

拆模后的支承塊要由質(zhì)檢員立即檢查外觀和外形質(zhì)量，合格品、次品、廢品要分別碼放。合格品需繼續(xù)進(jìn)行7 d的保濕保溫養(yǎng)護(hù)，堆碼覆蓋噴淋養(yǎng)生，覆蓋帆布封閉。噴淋時(shí)間和次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來定。

4.5 彈性支承塊廠內(nèi)套靴墊板安裝質(zhì)量控制

施工前，先將保濕養(yǎng)護(hù)完成后的支承塊靜置1 d時(shí)間，以保持干燥，然后分批次運(yùn)送至套靴安裝區(qū)分塊攤開，底面向上，便于打磨及安裝。

安裝前，要檢查外觀和外形質(zhì)量，遇有底面平整度不合要求、漏漿凸緣等情況，要由人工使用手持式電動(dòng)角磨機(jī)打磨，不合格品不能安裝。

橡膠套靴及塊下墊板上的灰塵用潔凈抹布清除干凈，然后在橡膠套靴及塊下墊板上分別刷3道4 cm寬的膠（位置對(duì)應(yīng)），把橡膠套靴和塊下墊板先粘在一起，用橡皮錘敲擊，使之黏接牢固，不留空隙。刷膠后要等5～10 min才能粘支承塊或橡膠套靴和塊下墊板，具體時(shí)間視膠的品種而定。

5 流水線預(yù)制生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)分析

通過項(xiàng)目實(shí)施，針對(duì)27T彈性支承塊小型流水線預(yù)制施工采用了相關(guān)工藝數(shù)據(jù)，總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。該工法具有如下優(yōu)點(diǎn)：①?gòu)椥灾С袎K模具采用整體底模+小塊側(cè)模的組合形式，通過側(cè)模改裝便可生產(chǎn)其他形式的軌枕，可替換程度高。②脫模平臺(tái)采用氣囊加橡膠墊的組合形式，在最大程度上降低了彈性支承塊在脫模過程中的機(jī)械損傷。③彈性支承塊鋼筋籠定位采用小型工裝，可有效保證鋼筋保護(hù)層厚度，防止磕碰鐵座。④由于采用整體底模+小塊側(cè)模的組合形式，支撐塊的預(yù)制工作可以多個(gè)（本工法為10個(gè)）為一組，同步進(jìn)行鋼筋籠安裝、混凝土灌注、振搗、養(yǎng)生、拆模等工作，質(zhì)量可控。⑤小型流水線作業(yè)平臺(tái)，各施工場(chǎng)地集中、工序銜接緊湊，便于集中管理，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

6 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析

通過嚴(yán)格的過程控制、科學(xué)的施工組織，使得彈性支承塊生產(chǎn)的內(nèi)在及外觀質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。與傳統(tǒng)施工工藝相比，該工法可操作性強(qiáng)、簡(jiǎn)易成熟，解決了彈性支承塊質(zhì)量控制的施工難題，提高了勞動(dòng)效率，縮短了施工周期，降低了施工資源的消耗，具有較高的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。該工法在國(guó)內(nèi)尚屬首次使用，填補(bǔ)了現(xiàn)階段此方面的技術(shù)空白，為今后隧道無砟道床用軌枕預(yù)制積累了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)。