場(chǎng)段立柱式整體道床無軌施工技術(shù)研究

張睿航

摘 要：本文介紹了場(chǎng)段柱式道床無軌施工技術(shù)。在常規(guī)施工中，先進(jìn)行鋼軌安裝，依據(jù)加密控制樁精調(diào)軌道，后根據(jù)精調(diào)軌道的相對(duì)位置關(guān)系安裝立柱箍筋及關(guān)模、澆筑混凝土，此常規(guī)方法要利用簡易門式桁吊和倒鏈架軌，人工架軌難度大，利用鋼軌支撐架和斜撐對(duì)軌道進(jìn)行精調(diào)，精調(diào)難度較大，因立柱及鋼軌尺寸受限，立柱式混凝土澆筑振搗難度系數(shù)大，扣配件澆筑時(shí)需加保護(hù)，成品保護(hù)難度大，施工工效較低。針對(duì)常規(guī)架軌施工工藝諸多弊端，采用加工精密扣件模具無軌施工創(chuàng)新施工工藝，可以有效規(guī)避以上幾條弊端。為此，我們提出一種場(chǎng)段庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床無軌施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：場(chǎng)段柱式整體道床;無軌施工;散鋪施工;專用模具

中圖分類號(hào)：U215.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）19-0097-02

1 工程概況

徐州1號(hào)線一期工程線路全長21.887km，其中高架線為0.462km，地下線為21.315km，過渡段長0.11km;全線共設(shè)車站18座，其中高架站1座，地下站17座;起點(diǎn)為路窩村站，終點(diǎn)為徐州東站站，全線設(shè)置一段一場(chǎng)，杏山子車輛段由庫內(nèi)、庫外線、培訓(xùn)線及試車線等組成。車輛段按其功能設(shè)有：運(yùn)用庫（18股道）、檢修庫（7股道）、備品庫（7股道）、洗車庫（1股道）、工程車庫（4股道）、受電弓及輪對(duì)檢測(cè)庫（1股道）等，其中庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床3.75km。

2 立柱式道床無軌施工工藝流程

利用有限元分析軟件建立了鋼軌定位、混凝土、模板支撐體系整體三維有限元模型，根據(jù)綜合輸出結(jié)果調(diào)整定位模具及模板的尺寸位置。澆筑混凝土，施工過程中無鋼軌定位，軌道方向由定位模具及模板進(jìn)行控制，利用全站儀進(jìn)行高精度測(cè)量及模板精調(diào)，不再進(jìn)行澆筑前軌道調(diào)整，替代為澆筑前模板支撐體系精調(diào)。之后進(jìn)行鋼軌扣配件安裝，從工藝原理上變革傳統(tǒng)工藝，使其施工工藝發(fā)生顛倒，其施工流程極大簡便。

場(chǎng)段庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床無軌施工技術(shù)的具體施工步驟為：施工準(zhǔn)備，基標(biāo)測(cè)設(shè)，鋼筋綁扎，安裝木模板，安裝型鋼模具、螺釘、尼龍?zhí)坠芗奥菪睿０寮澳＞呔{(diào)，隱蔽工程報(bào)驗(yàn)，澆筑立柱混凝土，拆模、養(yǎng)生，復(fù)測(cè)立柱的頂面標(biāo)高，安裝鋼軌扣配件，鋼軌架設(shè)，軌道精調(diào)[1]。

3 施工過程中質(zhì)量的保證

3.1 有限元分析

利用SAP2000有限元程序平臺(tái)對(duì)定位模具進(jìn)行建模，建立靜力分析、時(shí)程分析、動(dòng)力分析以及Push-over分析等模型，這些不同類型的分析在程序的同一次運(yùn)行中進(jìn)行，并把結(jié)果綜合輸出。利用BIM技術(shù)及FoolEngineer，實(shí)現(xiàn)satwe計(jì)算書的歸并、比較并導(dǎo)入到CAD圖紙中，對(duì)鋼筋尺寸間距進(jìn)行調(diào)整模擬，選擇最優(yōu)配筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于偏差較大的鋼筋進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)分析偏差范圍，以防止出現(xiàn)立柱偏心受力。

3.2 專用模具體系加工

加工木模板根據(jù)立柱的幾何尺寸加工所需要的木模板，立柱的單側(cè)柱體寬度為350mm，立柱單側(cè)柱體之間的間距為1200mm;加工模具體，選用厚度為8～10mm的鋼板制作胎模，胎模的幾何尺寸控制在1mm以內(nèi)，胎模完成后型鋼下料，制備模具體。

3.3 安裝木模板

模板安裝質(zhì)量要求：高度偏差不大于±5mm，寬度偏差不大于±5mm，位置偏差不大于±3mm，中線偏差不大于2mm，表面不平整度不大于2mm[3]。支立模板時(shí)，須有方木支撐，特殊地段視具體情況可適當(dāng)加密支撐，以防灌注混凝土?xí)r跑模、脹模。模板支好后，應(yīng)保持其在線路中線方向上平順，接頭處必須平整牢靠，不漏漿（可考慮用塑膠帶粘貼），如圖1所示。

3.4 安裝型鋼模具、螺釘、尼龍?zhí)坠芗奥菪?/p>

在木模板安裝完畢后，將模具體固定在軌道施工臺(tái)上，并對(duì)模具體的水平度、直線度進(jìn)行精調(diào)，模具體的水平高度控制在0～3mm;螺釘、尼龍?zhí)坠芗奥菪畎惭b好后，螺釘要求在同一條直線上，誤差控制在±1mm之內(nèi)。

3.5 混凝土澆筑

混凝土應(yīng)澆注到設(shè)計(jì)高度，采用線繩或水平儀措施控制澆注高度，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求抹出橫向坡度。

3.6 拆模及道床養(yǎng)生

拆模后道床表面應(yīng)光潔，不得有蜂窩、露筋、空洞等現(xiàn)象，硬傷、掉角等缺陷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)完好，麻面每側(cè)不得超過該側(cè)面積的1%，如道床混凝土與立柱混凝土之間存在色差，采用聚合物修補(bǔ)砂漿（修補(bǔ)SJ-40）或高強(qiáng)灌漿料進(jìn)行表面處理，確保色差平順過渡。

3.7 復(fù)測(cè)立柱的頂面標(biāo)高

拆模后對(duì)柱頂面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)略高于設(shè)計(jì)高度的立柱頂面進(jìn)行打磨，使立柱的頂面滿足設(shè)計(jì)要求;安裝鋼軌扣配件的工藝為：尼龍?zhí)坠芴崆芭c螺栓道釘擰緊，且在擰緊前涂抹黃油，組裝扣件完畢后，用小型裝載機(jī)將鋼軌基軌吊放在立柱上。

4 技術(shù)要點(diǎn)

4.1 定位模具受力及設(shè)計(jì)分析

由于軌道幾何尺寸精度要求高，在無軌施工過程中，對(duì)立柱間的平順性及立柱位置要求精度較高，且根據(jù)立柱道床尺寸，澆筑混凝土方量及混凝土產(chǎn)生的脹模沖擊力較大，對(duì)定位模具產(chǎn)生的橫向及縱向破壞力，混凝土均勻性能不通將對(duì)模板不均受力，已發(fā)生破壞，該技術(shù)避免了以上情況的發(fā)生，減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高立柱澆筑質(zhì)量。

4.2 鋼筋配筋及調(diào)整技術(shù)

立柱式道床鋼筋由土建進(jìn)行植筋并綁扎，土建單位施工精確度允許偏差遠(yuǎn)大于軌道施工精度允許偏差，利用配筋軟件進(jìn)行最優(yōu)化配筋，在受力最優(yōu)情況下，進(jìn)行鋼筋調(diào)整，由軌道單位進(jìn)行鋼筋調(diào)整及模板體系控制，減少施工過程中鋼筋調(diào)整量，提高施工進(jìn)度和進(jìn)度效率。

4.3 鋼軌運(yùn)輸安裝技術(shù)

鋼軌長25米，在車輛段及停車場(chǎng)場(chǎng)地空間狹小，長鋼軌運(yùn)輸轉(zhuǎn)向空間不足，地坪施工未完成，路面不平，部分地方空間較小，在運(yùn)輸過程中的平衡穩(wěn)定性較難把握。立柱式整體道床安裝過程中，需要將鋼軌抬升至距離地面1米的立柱式道床上方，該技術(shù)可以有效解決鋼軌抬升困難，鋼軌運(yùn)輸不便的問題，減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，使鋼軌快速準(zhǔn)確到達(dá)設(shè)計(jì)位置[2]。

4.4 無軌施工混凝土技術(shù)

應(yīng)用在立柱式道床混凝土輸送及澆筑過程中，能良好的解決傳統(tǒng)施工工藝中混凝土澆筑直接影響道床幾何尺寸的情況，減少后期軌道狀態(tài)精調(diào)工程量，實(shí)現(xiàn)泵送、振搗過程中，無需對(duì)扣件及鋼軌保護(hù)，節(jié)約成本，振動(dòng)過程直接受力點(diǎn)為模板，不再作用于鋼軌，直接避免了振動(dòng)過程對(duì)軌道幾何狀態(tài)的影響，澆筑完成后精調(diào)效果，如圖2所示。

4.5 軌道幾何尺寸精調(diào)技術(shù)

通過全站儀建立坐標(biāo)系，進(jìn)行定位模具精調(diào)，提高絕對(duì)精度，使軌道更平順，軌道幾何狀態(tài)更接近設(shè)計(jì)位置。車輛段零坐標(biāo)一般為軌道軌面高程，提高軌道幾何狀態(tài)，尤其根據(jù)水平、方向、高低的絕對(duì)精確性和相對(duì)平順性的偏差進(jìn)行狀態(tài)精調(diào)，將減少整個(gè)車輛段施工的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于設(shè)備安裝，減少施工作業(yè)返工，減少勞動(dòng)力投入，減輕工人操作難度，提高列車運(yùn)行平穩(wěn)性[2]。

5 結(jié)語

場(chǎng)段立柱式道床無軌施工技術(shù)的研究形成實(shí)用新型專利1項(xiàng)《一種適用于地鐵的庫內(nèi)立柱式道床的無軌施工定位模具》，發(fā)明專利1項(xiàng)《一種場(chǎng)段庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床無軌施工技術(shù)》。使施工工效大幅提升，促進(jìn)工期效益的提高，經(jīng)濟(jì)效果顯著。施工工藝相對(duì)成熟可靠，相比傳統(tǒng)施工工藝具備更快、更經(jīng)濟(jì)、對(duì)周圍環(huán)境影響更小的優(yōu)勢(shì)。對(duì)施工環(huán)境具有更大的適應(yīng)性，能實(shí)現(xiàn)降本增效的同時(shí)，亦滿足可持續(xù)發(fā)展社會(huì)節(jié)能和地鐵降噪減振的要求。

（1）縮短施工工期，降低了人員成本。傳統(tǒng)人工架軌常規(guī)施工工藝日指標(biāo)50m/作業(yè)面·日，而柱式道床無軌施工法日指標(biāo)可提高為75m/作業(yè)面·日。以徐州市城市軌道交通1號(hào)線杏山子車輛段為例，庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床共3.75km，可節(jié)省工期25日，每日作業(yè)人數(shù)由原30人，減少至22人，節(jié)約費(fèi)用（30人-22人）*75日*190元/日+30人*25日*190元/日=256500元。

（2）簡化施工流程，加強(qiáng)質(zhì)量控制，降低機(jī)具成本。柱式道床無軌施工法比傳統(tǒng)人工架軌常規(guī)施工工藝相比，不使用鋼軌支撐架和斜撐，從而節(jié)約工裝材料成本。徐州市城市軌道交通1號(hào)線杏山子車輛段段庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床共3.75km，常規(guī)施工工藝每2.5m設(shè)置一套鋼軌支撐架和2根斜撐，考慮至少2股道（每股道柱式道床226米）工裝循環(huán)使用，需182套鋼軌支撐架和360根斜撐。無軌施工技術(shù)通過定位模具來控制，需定位模具720套。鋼軌支撐架每套860元，斜撐每根155元，定位模具每套65元，可節(jié)約工裝成本（860元/套*182套+155元/套*360套-65元/套*720套）= 165520元。

綜上所述，采用地鐵場(chǎng)段庫內(nèi)立柱式檢查坑整體道床無軌施工技術(shù)可取得經(jīng)濟(jì)效益約422020元。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永均.地鐵工程場(chǎng)段項(xiàng)目的施工控制要點(diǎn)及措施[J].電子樂園，2019（8）：95.

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[3] TB10413-2003，J284-2004，鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].