CRTS Ⅲ型板式無砟軌道施工技術(shù)

樊齊旻，孫學(xué)奎，邢志勝

（京沈鐵路客運專線遼寧有限責(zé)任公司，遼寧沈陽110006）

CRTS Ⅲ型板式無砟軌道施工技術(shù)

樊齊旻，孫學(xué)奎，邢志勝

（京沈鐵路客運專線遼寧有限責(zé)任公司，遼寧沈陽110006）

高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型軌道結(jié)構(gòu)形式。論述CRTSⅢ型板式無砟軌道施工布板、底座施工、軌道板鋪設(shè)與自密實混凝土灌注主要施工技術(shù)。闡述無砟道床施工工藝流程，從底座澆筑、軌道板鋪設(shè)及精調(diào)、自密實混凝土灌注等方面分析施工關(guān)鍵工序，提出施工中應(yīng)保證底座鋼筋保護(hù)層厚度、控制軌道板精調(diào)精度、控制自密實混凝土的實料拌制性能穩(wěn)定和加強混凝土養(yǎng)護(hù)措施等注意事項，可為CRTSⅢ型板式無砟軌道施工技術(shù)優(yōu)化和完善提供借鑒。

CRTSⅢ型板；無砟軌道；施工技術(shù)；布板；底座澆筑；軌道板鋪設(shè)；自密實混凝土灌注；軌道板精調(diào)

1 概述

高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型無砟軌道結(jié)構(gòu)形式，采用該結(jié)構(gòu)形式的高速鐵路不僅具有高平順性、高可靠性、高穩(wěn)定性，而且具有良好的耐久性和較低的維護(hù)成本。近年來，隨著高速鐵路的快速發(fā)展，CRTSⅢ型板無砟軌道施工技術(shù)逐步推廣運用并日益完善，形成了一套較為成熟的施工工藝[1-11]。CRTSⅢ型板式無砟軌道施工技術(shù)主要包括布板、底座施工、軌道板鋪設(shè)及精調(diào)、自密實混凝土灌注等工序。依托盤營、鄭徐、京沈等鐵路客運專線工程，闡述CRTSⅢ型板式無砟軌道施工技術(shù)。

2 布板技術(shù)

2.1 設(shè)計布板

考慮平面曲線和超高、縱斷面豎曲線及坡度等諸多要素的軌道線路是一條復(fù)雜的三維曲線。為確保軌道鋪設(shè)位置正確，研發(fā)了設(shè)計布板軟件，可對CRTSⅢ型板式無砟軌道進(jìn)行空間布板，實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)物、不同平縱斷面上軌道板配板設(shè)計，以及軌道板模具調(diào)整數(shù)據(jù)計算，生成軌道板空間定位坐標(biāo)。

2.1.1 配板設(shè)計

在獲取全線線路參數(shù)后，通過定義不同的橋跨類型、路基段落等里程位置信息，形成軌道布置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，保證軌道板與線下結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)分界處對齊，同時將橋墩里程及相鄰兩橋墩間的橋梁類型納入布板軟件，進(jìn)行梁縫檢算，最終計算確定軌道板在線路中的位置，并生成軌道板布置表供軌道板鋪設(shè)和精調(diào)施工使用。

2.1.2 軌道板模具調(diào)整數(shù)據(jù)計算

由于軌道線路是一條復(fù)雜的三維曲線，而軌道板是預(yù)制的平面板，在曲線段落軌道板定位時，為保證軌道板各控制點位于理論空間曲線上，軌道板制造時需要對模具進(jìn)行調(diào)整，以保證各承軌臺位置與理論計算位置相符。軌道板模具調(diào)整數(shù)據(jù)計算分為圓曲線模具調(diào)整計算與緩和曲線模具調(diào)整計算。

（1）圓曲線模具調(diào)整計算。在圓曲線上，將承軌臺按曲線要素計算出的矢量進(jìn)行相應(yīng)的橫向水平調(diào)整即可實現(xiàn)。外軌超高可通過底座實現(xiàn)，軌道板上不做調(diào)整，即每塊軌道板的所有承軌臺中心線全部在同一平面上。承軌臺調(diào)整方法：制造用于半徑小于3000m圓曲線地段的軌道板時，相對于標(biāo)準(zhǔn)軌道板，保持板端第一對承軌臺不動，其余承軌臺根據(jù)橫向矢距的大小向軌道板橫向（曲線外側(cè)）進(jìn)行偏移調(diào)整，可采用一維可調(diào)式模板實現(xiàn)，也可針對固定的曲線半徑范圍采用一維固定式模板（即模板制作時已考慮承軌臺的偏移量）實現(xiàn)。圓曲線模具調(diào)整示意見圖1。

（2）緩和曲線模具調(diào)整計算。在緩和曲線上，內(nèi)軌的軌底中心線是平面螺旋線。外軌的軌底中心線在空間上是三維曲線，按曲線要素計算出的矢量進(jìn)行橫向水平調(diào)整；外軌超高在緩和曲線的各里程點均不相同，需要根據(jù)曲線要素計算不同里程的超高值，進(jìn)行外軌承軌臺的超高調(diào)整，以保證軌道平順性。承軌臺調(diào)整方法：制造用于緩和曲線上的軌道板時，通過調(diào)整承軌臺的橫向矢距和垂向高低方式實現(xiàn)。根據(jù)承軌臺不同的調(diào)整方式，緩和曲線上的承軌臺分為固定型、橫向一維調(diào)整型、垂向一維調(diào)整型、橫向和垂向二維調(diào)整型。緩和曲線模具調(diào)整示意見圖2。

2.2 施工布板

軌道板在線路上一一對應(yīng)。為確保軌道鋪設(shè)位置正確，施工前應(yīng)通過軌道板布置表了解全線軌道板布置信息，組織軌道板的鋪設(shè)和精調(diào)。施工布板時，采集梁縫、橋臺等實際位置，采取軌道板與線下結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)分界處對齊方式，計算軌道結(jié)構(gòu)各控制點的放樣坐標(biāo)，生成軌道板分布數(shù)據(jù)，用于施工放樣、立模測設(shè)。

3 無砟道床施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)施工工藝流程見圖3。

3.2 關(guān)鍵施工工序

3.2.1 底座澆筑

（1）基面處理及剪力筋安裝。無砟軌道施工前，對基面拉毛效果進(jìn)行檢查，未達(dá)到設(shè)計要求應(yīng)進(jìn)行補充鑿毛。處理后對基面預(yù)埋套筒進(jìn)行清理驗收，合格后將底座內(nèi)配套L型連接鋼筋用扭矩扳手旋入套筒并擰緊。若預(yù)埋套筒失效，可采用植筋處理。

圖1 圓曲線模具調(diào)整示意圖

圖2 緩和曲線模具調(diào)整示意圖

圖3 CRTS Ⅲ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)施工工藝流程

（2）鋼筋網(wǎng)片及底座模板安裝。底座鋼筋網(wǎng)片使用成品鋼筋焊接網(wǎng)，分上下兩層設(shè)置。施工時按底層焊網(wǎng)、U型架立筋、上層焊網(wǎng)的順序依次安裝，縱向相鄰焊網(wǎng)之間采用平搭法。在曲線超高地段，架立筋高度在緩和曲線段按線性變化過渡。凹槽四角防裂鋼筋現(xiàn)場加工制作，與焊網(wǎng)綁扎固定，防止凹槽四角開裂。底座混凝土澆筑宜采用高模低筑法施工，以側(cè)模頂面標(biāo)高控制底座混凝土標(biāo)高，限位凹槽模板宜采用整體鋼模，放置到底座對應(yīng)位置處固定。底座模板采用廠制定型鋼模，清理后涂刷脫模劑；根據(jù)底座平面測量位置彈線支立模板，按設(shè)計高程調(diào)整模板頂面標(biāo)高，并采用三角支撐固定；對模板底部與基面縫隙進(jìn)行封堵，防止漏漿。

（3）混凝土澆筑。底座混凝土澆筑前清理雜物并濕潤模板內(nèi)基面，以保證新澆筑混凝土與基礎(chǔ)面粘接良好。底座混凝土由拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運輸至現(xiàn)場，混凝土入模溫度應(yīng)為5～30℃?；炷翝仓r，振搗混凝土直至其表面泛漿、無明顯下沉和無氣泡為止?；炷翝仓駬v過程中應(yīng)避免撞擊模板和鋼筋，限位凹槽處不得漏振、過振。達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，刮平收面，保證頂面的平整度。待混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行第二次收面，二次收面時間根據(jù)混凝土初凝時間確定，一般不超過4h，確保平整度及橫向排水坡度等指標(biāo)符合設(shè)計要求。

（4）混凝土養(yǎng)護(hù)及拆模?；炷潦彰嫱瓿珊?，應(yīng)及時進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，一般采用“一布一膜”及滴灌養(yǎng)護(hù)技術(shù)，灑水養(yǎng)護(hù)以充分潤濕混凝土面為宜。養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)在限位凹槽內(nèi)蓄水，并保持底座表面處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d?；炷翉姸冗_(dá)到5MPa以上方可拆模，拆模時應(yīng)注意對混凝土棱角的保護(hù)。拆除限位凹槽模板時，應(yīng)同時抬起兩側(cè)，以免損傷凹槽混凝土；伸縮縫模板拆除時間可根據(jù)混凝土的狀態(tài)確定，應(yīng)注意防止嵌縫板上浮、變形和損壞底座混凝土。

（5）伸縮縫嵌縫施工。采用切割機將底座間嵌縫板頂部和側(cè)面切出深度為2cm的凹槽，清除異物并保證縫內(nèi)干燥，待側(cè)壁涂刷界面劑及表面干燥后，沿伸縮縫將嵌縫材料灌入。灌注施工應(yīng)緩慢均勻，并保證嵌縫飽滿無氣泡。

3.2.2 軌道板鋪設(shè)及精調(diào)

（1）軌道板粗鋪。限位凹槽鋼筋及自密實混凝土鋼筋網(wǎng)片安裝完成后，進(jìn)行軌道板位置放線，并在起吊套管位置放置臨時支撐方木。粗鋪前先進(jìn)行軌道板底“門”型鋼筋內(nèi)側(cè)縱向鋼筋綁扎，然后將軌道板吊運至鋪設(shè)位置，人工配合準(zhǔn)確就位。鋪設(shè)時應(yīng)保證軌道板接地端子與線路綜合接地貫通地線在同一側(cè)。粗鋪時軌道板橫向偏差不大于精調(diào)裝置橫向調(diào)程的1/2，縱向偏差不大于10mm。在軌道板4處起吊位置安裝精調(diào)裝置后，根據(jù)軌道板邊線位置，對軌道板進(jìn)行初步定位，以節(jié)省精調(diào)時間，同時對軌道板灌漿孔和檢查孔進(jìn)行封閉處理。

（2）軌道板精調(diào)。精調(diào)是保證軌道幾何精度的最重要工序，軌道板精調(diào)通過全站儀配套精調(diào)標(biāo)架，結(jié)合精調(diào)軟件進(jìn)行。軌道板精調(diào)示意見圖4。精調(diào)標(biāo)架采用軌道板扣件預(yù)埋套管定位，精調(diào)前將1號和6號、2號和5號標(biāo)架底腳放置于待調(diào)軌道板板端第2組扣件預(yù)埋套管內(nèi)，將3號和4號標(biāo)架放置在前一塊己調(diào)整到位的軌道板第2個承軌臺上。測量時，全站儀與1號標(biāo)架間的距離宜為6～40m，超過時應(yīng)重新設(shè)站。軌道板按先高程后水平的順序進(jìn)行精調(diào)，4個精調(diào)點根據(jù)精調(diào)軟件反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行軌道板空間位置的三維調(diào)整，實現(xiàn)軌道板控制點與設(shè)計位置相匹配。調(diào)整高程時應(yīng)避免單個精調(diào)裝置受力；調(diào)整平面時必須兩側(cè)同向調(diào)整。

圖4 軌道板精調(diào)示意圖

（3）軌道板固定及自密實混凝土模板安裝。軌道板精調(diào)完成后，采用壓緊裝置進(jìn)行鎖定。壓緊裝置由錨桿、反立架及螺栓組成。每個壓緊裝置承受的上浮力應(yīng)不小于20kN，每塊軌道板至少設(shè)置5道壓緊裝置，曲線地段防側(cè)移裝置不應(yīng)少于3道。壓緊裝置固定在混凝土底座側(cè)面，防止在灌注自密實混凝土過程中軌道板產(chǎn)生位移。壓緊裝置螺栓采用扭力扳手緊固，扭力大小根據(jù)工藝性能試驗確定。自密實混凝土模板由轉(zhuǎn)角模板、端頭模板、中間模板及擋漿插板組成，支立時內(nèi)側(cè)粘貼透氣模板布。模板安裝應(yīng)按預(yù)設(shè)邊線組裝，保證自密實混凝土與軌道板側(cè)面一致；相鄰模板應(yīng)順直，無明顯偏差，拆模后側(cè)面不應(yīng)出現(xiàn)弧線。自密實混凝土澆筑前應(yīng)清理模型內(nèi)的積水和雜物。

3.2.3 自密實混凝土灌注

（1）自密實混凝土拌制及運輸。自密實混凝土應(yīng)依據(jù)施工配比在專用混凝土拌和站進(jìn)行拌制。自密實混凝土的運輸便道應(yīng)平坦、暢通，以確?；炷猎谶\輸過程中的均勻性、擴展度和含氣量等工作性能。

（2）自密實混凝土灌注。自密實混凝土灌注前應(yīng)檢測其溫度、坍落擴展度、T500、含氣量和泌水等性能，滿足要求后方可灌注。灌注時將料斗吊至線間移動式雙向溜槽架上，經(jīng)灌注料斗入模。軌道板灌注孔及觀察孔周圍鋪設(shè)土工布，防止灌注時污染軌道板。直線地段灌注料斗應(yīng)高于軌道板頂面約70cm，曲線地段灌注料斗應(yīng)高于軌道板頂面約90cm。灌注過程中應(yīng)控制下料速度，灌注時長宜控制為8～12min。待軌道板四角排氣孔均勻流出自密實混凝土?xí)r關(guān)閉擋漿插板。

（3）自密實混凝土養(yǎng)護(hù)。自密實混凝土終凝后拆除壓緊裝置，帶模養(yǎng)護(hù)不少于3d，混凝土強度大于10MPa方可拆模。模板拆除應(yīng)按立模的逆順序進(jìn)行，不得損傷四周混凝土，拆模后保濕養(yǎng)護(hù)不少于14d。

3.3 施工注意事項

（1）CPⅢ控制網(wǎng)及高精度的定位測量方法與以往鐵路建設(shè)測量理念不同，尤其是在測量儀器的選用、測量方法的掌握和測量數(shù)據(jù)的綜合評判。

（2）保證植筋施工質(zhì)量。保證植入深度、植筋數(shù)量符合設(shè)計要求；保證植筋的牢固程度，先灌膠再植入L型筋，確?？變?nèi)空隙的充盈度；強度滿足后，進(jìn)行拉拔試驗檢測。

（3）保證底座鋼筋保護(hù)層厚度。嚴(yán)格復(fù)核基面標(biāo)高，按復(fù)核數(shù)據(jù)計算架立筋尺寸，確保鋼筋保護(hù)層滿足設(shè)計要求，防止結(jié)構(gòu)表面因保護(hù)層過大或不足而帶來缺陷。

（4）控制嵌縫施工質(zhì)量。固定專人進(jìn)行嵌縫作業(yè)，保持施工工藝穩(wěn)定；保持灌注連續(xù)，控制嵌縫材料斷面略寬于伸縮縫寬度。

（5）控制軌道板精調(diào)精度。固定軌道板精調(diào)操作人員，保持精調(diào)過程工藝穩(wěn)定，做好板間銜接。

（6）軌道板精調(diào)完成后，應(yīng)盡早澆筑自密實混凝土，如果軌道板放置時間超過12h，或者受到外部條件影響，必須檢查確定是否需要重新調(diào)整。

（7）控制自密實混凝土的拌制性能穩(wěn)定。保證原材料的相對穩(wěn)定，主要控制碎石與河砂的含泥量、砂的細(xì)度模數(shù)、減水劑組分指標(biāo)相對穩(wěn)定。

（8）加強混凝土養(yǎng)護(hù)措施。重點從降溫和保濕兩方面入手，充足配置土工布、養(yǎng)護(hù)液、塑料布、水箱、軟管、鍋蓋等養(yǎng)護(hù)材料，配置降、保溫材料及設(shè)備。

4 結(jié)束語

通過前期研究和實踐，結(jié)合CRTSⅢ型板式無砟軌道特點，我國自主研發(fā)了無砟軌道布板及精調(diào)技術(shù)。布板軟件解決了軌道板的精確定位問題，可實現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)節(jié)點坐標(biāo)計算和線路布板設(shè)計及優(yōu)化；精調(diào)軟件基于高精測控技術(shù)和布板設(shè)計空間映射關(guān)系，實現(xiàn)了軌道板三維姿態(tài)調(diào)整，大幅提高了鋪設(shè)精度和效率。同時，我國自主研發(fā)了CRTSⅢ型板式無砟軌道施工成套裝備和工藝，形成了較為成熟的工藝和工法，初步實現(xiàn)了施工規(guī)?；?、裝備機械化和工藝標(biāo)準(zhǔn)化。

總結(jié)CRTSⅢ型板式無砟軌道施工布板、底座澆筑、軌道板鋪設(shè)及精調(diào)、自密實混凝土灌注等技術(shù)，以期為其施工技術(shù)優(yōu)化和完善提供借鑒。隨著我國工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，CRTSⅢ型板式無砟軌道施工必將進(jìn)入智能化的新階段。

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Construction Technology of CRTS Ⅲ Slab Track

FAN Qimin，SUN Xuekui，XING Zhisheng
（Beijing-Shenyang Railway Passenger Dedicated Line，Liaoning Co Ltd，Shenyang Liaoning 110006，China）

CRTS Ⅲslab track for high speed railway is a new type of track structure with independent intellectual property right.The paper expounds major technologies of CRT SⅢslab track,including arrangement of slab,construction of foundation,track laying,pouring of self-compact concrete,etc.The paper also introduces the construction process of slab,e.g.foundation pouring,laying and accurate adjustment of slab and pouring of self-compact concrete.Some tips during construction are also put forth,e.g.the thickness of protective layer for foundation reinforcement shall be guaranteed,the adjustment accuracy of slab and the stability of mixed material for self-compact concrete shall be controlled,conservation measures for concrete shall be enhanced,providing references for the improvement of construction technology for CRTS Ⅲ slab track.

CRTS Ⅲ slab；ballastless track；construction technology；arrangement of slab；pouring of foundation；laying of slab；pouring of self-compact concrete；accurate adjustment of slab

U215

A

1001-683X（2017）08-0028-05

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.08.028

鐵道部科技研究開發(fā)計劃項目（2011G003）

樊齊旻（1975—），男，高級工程師。

E-mail：13889198150@163.com

責(zé)任編輯 李葳

2017-04-27