地鐵軌道整體道床一次澆筑施工關(guān)鍵技術(shù)研究

□ 磨巧梅

整體道床實則是在整體澆筑下建成的道床，既能在整體道床內(nèi)預(yù)埋枕木，又可安裝預(yù)制構(gòu)件，由此達(dá)到增強地鐵軌道穩(wěn)定性的效果。與傳統(tǒng)澆筑工藝施工技術(shù)相比，一次澆筑施工技術(shù)具有突出優(yōu)勢，故而應(yīng)充分結(jié)合施工條件制訂科學(xué)的施工規(guī)劃，促進地鐵軌道道床鋪設(shè)工程的高質(zhì)量建設(shè)。

1 地鐵軌道整體道床結(jié)構(gòu)類型

地鐵軌道整體道床與傳統(tǒng)道床結(jié)構(gòu)相比，具備易于操作、維修簡單等優(yōu)勢，從相關(guān)實踐施工經(jīng)驗中，可將其結(jié)構(gòu)類型歸納為下述四種：

（1）短木枕式。它是以短木枕為主要支撐結(jié)構(gòu)，且具有更替性，需要根據(jù)短木枕質(zhì)量隨時進行更換。其廣泛使用節(jié)點在1968年，自此之后，它的應(yīng)用范圍有所減小。

（2）無枕式。此類整體道床采用的多為C30混凝土，無須鋼軌支撐，而是在機械設(shè)備輔助下在道床內(nèi)埋設(shè)鋼管，之后可與鋼軌等構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)。但此類結(jié)構(gòu)操作難度較大，且涉及設(shè)備樣式較多。尤其在1970年的北京地鐵軌道項目中，此類結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用。

（3）彈性整體道床。它利用彈性材料鋪設(shè)于地鐵軌道上，起到減振效果。常見的材料為橡膠瀝青等，鋪設(shè)厚度大多設(shè)為30mm。但此類結(jié)構(gòu)造價高，應(yīng)根據(jù)地鐵軌道項目資金情況予以選擇。

（4）支承塊式。它主要是通過預(yù)制設(shè)計的方式制作混凝土塊體，其重量大多為40kg/塊，在與道床相互連接的過程中，可促使道床穩(wěn)固度更高。在整體道床中，厚度大多不超過400mm，集成后可為地鐵軌道的正常使用給予保障。但此種結(jié)構(gòu)不適用于地下水位較高的軌道項目中。

2 地鐵軌道整體道床一次澆筑施工技術(shù)目標(biāo)

上海地鐵自1993—2020年，建設(shè)里程已達(dá)到705km，其中共有17條通行線路；北京地鐵自1971年至2020年，建設(shè)里程已達(dá)689km，22條通行線路緩解了當(dāng)?shù)氐孛娼煌〒矶碌膯栴}。隨著各地地鐵線路的不斷新增與外延，地鐵軌道整體道床建設(shè)效率的提升顯得較為迫切。而一次澆筑施工技術(shù)目標(biāo)實際上是為了加快施工速度，節(jié)省施工時間，由此控制工程造價。

傳統(tǒng)支墩法澆筑工藝需要借助臨時撐軌架，在調(diào)整好幾何尺寸后，采用支墩模板為混凝土澆筑作業(yè)給予保障，并在凝結(jié)后拆除支架，按照先關(guān)鍵部位后道床一般部位的順序逐一澆筑。此種工藝雖然能保證整體道床建設(shè)質(zhì)量，但耗費的時間較長。而一次澆筑施工技術(shù)，是將地鐵軌道看成一個整體，設(shè)計專用撐軌架，待精調(diào)尺寸后予以一次性澆筑，從某種程度上可幫助施工單位節(jié)省成本，而且在人力安排上也更加簡便[1]。所以，一次澆筑施工技術(shù)的技術(shù)目標(biāo)在道床建設(shè)中應(yīng)為提升效率、省本保質(zhì)等。

3 地鐵軌道整體道床一次澆筑施工關(guān)鍵技術(shù)要點

3.1 撐軌架改造技術(shù)

在地鐵軌道整體道床一次澆筑施工環(huán)節(jié)，常需要借助專用撐軌架，為軌道鋪設(shè)作業(yè)帶來可靠保障。而在其具體施工期間，應(yīng)針對撐軌架予以科學(xué)改造。之所以要對撐軌架結(jié)構(gòu)予以優(yōu)化，是因為原有結(jié)構(gòu)剛度及其強度無法產(chǎn)生良好的支撐作用，致使?jié)仓鳂I(yè)后很難從軌道中脫離出來。在撐軌架改造技術(shù)中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)明確改造目的。以天津市長為26.552km的某地鐵軌道建設(shè)工程為例，其中所選用的整體道床為混凝土結(jié)構(gòu)。受以往撐軌架結(jié)構(gòu)限制，針對43mm～105mm范圍內(nèi)軌道深度標(biāo)準(zhǔn)，選擇厚為30mm的鋼板進行橫梁替換，尤其在地鐵軌道的下部結(jié)構(gòu)中，若選用鋼板可產(chǎn)生更大的支撐力。此外，在連接方式設(shè)計上，也可利用螺栓進行緊固，促使?jié)仓蠹皶r抽離撐軌架[2]。

還應(yīng)注意的是，在撐軌架改造后應(yīng)對其剛度、強度進行測試，進而增強撐軌架改造技術(shù)的可行性。具體方法如下：需將加工完的撐軌架進行編號，然后將6根撐軌架分成2組，并分別以3m、2.4m間距布置于長為12.5m的實驗軌道上，記錄好對應(yīng)的標(biāo)高后，可按照600mm的間距投放支承塊，30min后再次測量標(biāo)高，由此驗證加工的撐軌架是否符合施工要求。經(jīng)過相關(guān)實踐結(jié)果發(fā)現(xiàn)：3m間距的撐軌架干擾度相比之下不大。此時可對其予以改造，包括綁扎鋼塊施壓，以便實現(xiàn)垂直荷載的合理分配。若改造后測量干擾度在0.8m以下則視為達(dá)標(biāo)。

3.2 模板支架選型技術(shù)

整體道床在其一次澆筑環(huán)節(jié)，應(yīng)選擇適合的模板支架。一般而言，鋼模板無論從經(jīng)濟性、環(huán)保性上都有明顯優(yōu)勢。以支承塊式整體道床為例，在其加工期間，若一味按照傳統(tǒng)模板類型，很難保證具有廣泛的適用性，而且對于一次澆筑工序的進行也會造成阻力。因此，應(yīng)充分應(yīng)用模板支架選型技術(shù)。尤其在天津市某地鐵軌道建設(shè)工程項目中，其中水溝設(shè)有混凝土基礎(chǔ)，為了保證混凝土與模板支架保持良好的連接性，在設(shè)計時可選擇懸掛型。同時，還應(yīng)當(dāng)借助三角支架對其予以固定，促使鋼模板支架的強度得以提升。在對整體道床澆筑選型時，更需要參照下述步驟針對道床尺寸進行粗略調(diào)整。一是應(yīng)對其基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)予以確定，精準(zhǔn)找到地鐵軌道建設(shè)方位；二是應(yīng)參照軌道高程、方向，保證所選模板支架類型滿足后續(xù)澆筑需求；三是借助模板支架調(diào)整道床尺寸時，應(yīng)注重建設(shè)圖紙的一一對應(yīng)；四是在保證整體道床尺寸設(shè)計無誤后，需驗證模板支架的結(jié)構(gòu)類型是否足以支撐道床進行一次性澆筑作業(yè)[3]。

以圓形地鐵軌道為例，在應(yīng)用模板支架選型技術(shù)過程中，應(yīng)在水溝內(nèi)外兩側(cè)采用半圓式模板，搭配緊固螺栓對其進行連接，在澆筑后拆除模板。模板支架類型的選擇對于整體道床澆筑緊密性有著密切關(guān)聯(lián)，并且會干擾道床質(zhì)量。所以，施工人員應(yīng)優(yōu)選模板支架類型，促使整體道床經(jīng)由一次澆筑工藝后，能夠增加道床完整度，為地鐵列車的安全運營奠定堅實基礎(chǔ)。

3.3 地泵管道安裝技術(shù)

在地鐵軌道項目中，針對整體道床實施一次澆筑時，還需保證地泵管道實現(xiàn)合理安裝，以免影響混凝土澆筑效果。所謂地泵管道是進行混凝土泵送作業(yè)的載體。相關(guān)人員在地泵管道安裝技術(shù)實踐操作中，應(yīng)先行選定安裝位置。在增強施工便捷性的基礎(chǔ)上，可將其定于地鐵進出口處，由此保證混凝土泵送的規(guī)范性。之后對于安裝順序的控制，應(yīng)由尾至頭地進行施工。同時，管道安裝時，還應(yīng)借助井字架，確保管道穩(wěn)定安裝于場地，以供混凝土順利泵送。在托架固定設(shè)計上，可按照1.5m間距，對地泵管道進行全程固定。

除此之外，也可運用螺栓促使地鐵軌道地泵管道連接穩(wěn)定，其間應(yīng)注意螺栓類型的選擇，以膨脹螺栓為主。對于管道連接處，也需要依靠木枕等構(gòu)件起到支撐作用。這種選用支撐結(jié)構(gòu)的安裝方法，為混凝土泵送作業(yè)的效率、流暢度帶來保障，也可采用彎頭管進行支撐，最終使地泵管道平穩(wěn)安裝在整體道床施工區(qū)域。相關(guān)人員在安裝時，還需注重管道品質(zhì)、連接構(gòu)件質(zhì)量的控制。

3.4 泵送澆筑施工技術(shù)

混凝土的一次性澆筑，還應(yīng)當(dāng)借助泵送設(shè)備，提高泵送效率。而在整體道床施工過程中，泵送設(shè)備的選擇也是較為重要的施工內(nèi)容。常見的平板車、泵車、車載泵、拖泵等泵送設(shè)備，需要根據(jù)工況與施工條件進行選擇。若所選泵送設(shè)備不適合，將造成泵送作業(yè)難度加大。在嚴(yán)格的工期要求下，若單純運用平板車進行輸送，將導(dǎo)致工期延長，而且它的輸送范圍也有限。例如在輸送距離超過0.6km的工程項目中，平板車的輸送方法并不可行。所以，在此基礎(chǔ)上，可選用地泵式輸送方法，完成混凝土輸送任務(wù)。另外，對于小規(guī)模項目，地泵的使用將引發(fā)資源損耗問題，平板車等泵送形式更加可行?；炷两?jīng)過泵送后可直接進入整體道床澆筑空間內(nèi)，然后在澆筑后可拆除模板支架，依靠混凝土自身的強度特性，促使地鐵軌道整體道床更加堅固。

混凝土的質(zhì)量控制工作也將影響一次澆筑成果。所以，相關(guān)人員需要遵從對應(yīng)的控制原則，保證混凝土澆筑作業(yè)的順利進行，由此強化整體道床穩(wěn)定性。一方面，澆筑前對軌道成品進行有效保護，防止混凝土出現(xiàn)外溢現(xiàn)象，干擾軌道整體安全性。另一方面，注重混凝土凝結(jié)速度的控制，以免過快凝結(jié)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，導(dǎo)致道床施工質(zhì)量下降。

3.5 混凝土養(yǎng)護技術(shù)

混凝土養(yǎng)護在一次澆筑施工中作用顯著，經(jīng)由混凝土養(yǎng)護技術(shù)可提升混凝土質(zhì)量，使其在地鐵軌道項目中體現(xiàn)出支撐價值。

混凝土養(yǎng)護方法較為多樣，常見的除了灑水養(yǎng)護外，還有試劑養(yǎng)護法，即在混凝土表面噴灑或涂抹對應(yīng)的養(yǎng)護劑，繼而夯實道床基礎(chǔ)。從相關(guān)實踐中可推斷出：此類養(yǎng)護方法的可行性較大。尤其是灑水養(yǎng)護，既可通過覆膜灑水方法，又可采用直接灑水養(yǎng)護。在混凝土強度尚未達(dá)到70%設(shè)計強度前，不可通車，否則不但會威脅地鐵的運行安全，而且還會破壞道床結(jié)構(gòu)的完整，導(dǎo)致道床二次修復(fù)率上升。混凝土養(yǎng)護劑是運用高分子材料均勻分布于混凝土的表現(xiàn)，使其形成固化保護層，確保28d內(nèi)混凝土強度具有高達(dá)98%以上的養(yǎng)護成果。

以“ZS-110A養(yǎng)護劑”為例，在具體操作時，應(yīng)結(jié)合下述注意事項：第一，應(yīng)與水進行攪拌或采用混合使用法，不可直接涂抹；第二，多以噴涂作為首選使用方式，與道床混凝土的間距應(yīng)至少為30cm；第三，用量應(yīng)合理，不宜超出0.15kg/m2或少于0.1kg/m2；第四，養(yǎng)護溫度應(yīng)至少在5℃以上。

4 結(jié)論

地鐵軌道整體道床在應(yīng)用一次澆筑施工技術(shù)時，應(yīng)注重施工效率以及施工質(zhì)量。在一次澆筑實踐施工階段，應(yīng)有效借助撐軌架改造、模板支架選型、地泵管道安裝、泵送澆筑、混凝土養(yǎng)護等關(guān)鍵技術(shù)，改善施工現(xiàn)狀，確保道床建成后能夠促使地鐵在運行期間安全、穩(wěn)定，滿足新時代地鐵建設(shè)需求。