地鐵隧道鋼彈簧浮置板道床隆起地段軌道線路整治方法研究

嚴(yán)孝軍

中鐵建昆侖地鐵投資管理有限公司，四川 成都 610000

1 變形觀測(cè)

地鐵隧道管片受地下水、周邊地層沉降等因素影響易造成局部變形，軌道道床緊貼隧道管片，整體為柔性結(jié)構(gòu)，管片變形情況將直接傳遞至道床。地鐵隧道變形多表現(xiàn)于局部隆起而導(dǎo)致軌道道床抬高，管片變形趨于穩(wěn)定是病害整治的前提，因此對(duì)變形部位的持續(xù)觀測(cè)是必要的。

在隆起段落隧道每一環(huán)管片及對(duì)應(yīng)道床每根軌枕承軌臺(tái)上設(shè)置觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，持續(xù)觀測(cè)管片、道床變形，分析變形是否一致，現(xiàn)狀是否穩(wěn)定。采用管壁后注漿或管壁上部加壓等措施使變形穩(wěn)定，然后統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的變形數(shù)據(jù)，為制訂整治方案提供依據(jù)，若仍處于變形不穩(wěn)定狀態(tài)則需繼續(xù)加固處理并持續(xù)觀測(cè)3個(gè)測(cè)量周期以上直至穩(wěn)定。

2 調(diào)整方法及控制要點(diǎn)分析

地鐵線路臨近或者穿越居民樓、學(xué)校、醫(yī)院等建筑物時(shí)需設(shè)置鋼彈簧減振道床，若隆起部位正好位于鋼彈簧浮置板道床地段，軌道線路整治方案較普通道床需綜合考慮的因素更為復(fù)雜，整治難度也更高。

地鐵運(yùn)營(yíng)后線路已定型，無(wú)法從設(shè)計(jì)角度進(jìn)行大規(guī)模線路調(diào)整，因而單從施工角度而言，鋼彈簧浮置板道床線路調(diào)坡整治方案可行的有如下三種：調(diào)整扣件系統(tǒng)、打磨軌枕承軌面、調(diào)整浮置板頂升量。調(diào)整扣件系統(tǒng)是軌道線路設(shè)計(jì)調(diào)整的常規(guī)手段，適用于各類道床線路調(diào)坡處理；打磨軌枕為扣件系統(tǒng)調(diào)整的補(bǔ)充手段；調(diào)整浮置板頂升量是結(jié)合鋼彈簧浮置板道床特有性能實(shí)施的。

2.1 扣件系統(tǒng)調(diào)整方法

以地鐵常用扣件之一DZ-Ⅲ扣件系統(tǒng)為參考，高程最大調(diào)整量為0～+30mm，普通道床與鋼彈簧浮置板道床均使用該扣件，因此通常小于30mm的隆起范圍均可考慮直接采用扣件調(diào)整順坡。

DZ-Ⅲ扣件系統(tǒng)從鋼軌底面往下依次由軌下墊板、鐵墊板、板下墊板、調(diào)高墊板組成，需要調(diào)整軌面高程時(shí)主要通過調(diào)整調(diào)高墊板厚度進(jìn)行。調(diào)高墊板分為A、B兩種型號(hào)，A型調(diào)高墊板厚度有1mm、2mm、3mm三種，B型調(diào)高墊板厚度有5mm、10mm兩種，需要調(diào)高5mm以下時(shí)采用A型墊板及其組合，需要調(diào)高5mm以上時(shí)采用B型及AB型組合。調(diào)整時(shí)調(diào)高墊板放置于板下墊板下面，一次不宜超過3層，10mm以下的調(diào)整量不宜超過2層。相較于B型調(diào)高墊板，A型調(diào)高墊板無(wú)須將扣件錨固螺栓取出即可進(jìn)行更換，操作更為簡(jiǎn)便。

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，從隆起最高點(diǎn)開始向兩側(cè)順坡，最高點(diǎn)高程不變，為保證線路平緩性，每?jī)筛壵砀叱探档?mm，軌枕間距為625mm，順坡坡率為0.08%，直至將隆起最大高程消耗完成。

2.2 軌枕承軌面打磨方法

以DZ-Ⅲ型扣件配套短枕為參考，道床成型后軌枕面高于道床混凝土面10～20mm，最大可打磨至與道床混凝土面齊平，短軌枕承軌面上原設(shè)置有1/40軌底坡，打磨后需保證原有軌底坡不變。

軌枕預(yù)埋套管長(zhǎng)度為130mm，錨固螺栓螺桿長(zhǎng)度為165mm，扣件結(jié)構(gòu)高度為56.5mm（軌下墊板16mm、鐵墊板18mm、板下墊板10mm、調(diào)距扣板12.5mm），正常錨固情況下錨固螺栓螺桿伸入預(yù)埋套管深度為109.5mm，套管底部剩余空隙20.5mm，因此軌枕承軌面理論最大打磨量為20mm，超過該打磨量將影響扣件錨固，需定制錨固螺栓并進(jìn)行受力驗(yàn)算。

道床軌枕承軌面通常較道床混凝土面高2～4cm，因表面橫向排水坡及施工誤差略有差別。打磨時(shí)采用專用混凝土打磨機(jī)具，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)先確定每個(gè)承軌臺(tái)的打磨量，打磨分粗磨和精磨兩個(gè)階段，粗磨打磨至預(yù)設(shè)標(biāo)高2mm以下。精磨主要為了精確控制打磨面的平整度，同時(shí)為還原短軌枕預(yù)設(shè)1/40的軌底坡，需邊打磨邊用軌底坡測(cè)設(shè)儀糾偏，確保打磨后軌底坡在1/50～1/30。

精磨完成后需在打磨面上一次涂刷防腐、絕緣材料，以降低打磨對(duì)軌枕使用功能及耐久性影響，涂刷時(shí)應(yīng)均勻無(wú)氣泡。

2.3 浮置板頂升量調(diào)整方法

現(xiàn)國(guó)內(nèi)常用的鋼彈簧浮置板設(shè)計(jì)頂升量為30mm，每個(gè)浮置筒位置根據(jù)實(shí)測(cè)標(biāo)高略有差異，通過改變浮置筒內(nèi)調(diào)整墊片數(shù)量達(dá)到改變頂升高度的目的，可在滿足浮置板減振降噪功能的前提下適當(dāng)減少墊片數(shù)量，減少頂升高度以降低道床標(biāo)高。

鋼彈簧浮置板道床標(biāo)準(zhǔn)板長(zhǎng)度為25m，道床結(jié)構(gòu)分為底座基底和道床板兩部分，道床混凝土施工時(shí)設(shè)計(jì)預(yù)留頂升量為30mm，即混凝土澆筑時(shí)軌頂標(biāo)高較普通道床地段低30mm，混凝土達(dá)28d強(qiáng)度后再頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

頂升前在浮置筒內(nèi)套筒頂板與承載擋塊底部之間豎向空隙處分別放入不同厚度的調(diào)整墊片，直至兩者之間的豎向間隙無(wú)法放入1mm墊片為止，消除內(nèi)外套筒間的縫隙，使頂升前整塊道床板內(nèi)套筒的頂升高度處于同一水平面上。

浮置板道床頂升主要通過調(diào)整浮置筒內(nèi)墊片數(shù)量及厚度以達(dá)到高程調(diào)整目的，調(diào)整墊片有1mm、2mm、3mm、10mm四種型號(hào)，頂升操作分為4個(gè)循環(huán)，前3個(gè)循環(huán)分別放入厚度為5mm、12mm的墊片，結(jié)束后即進(jìn)行板面高程測(cè)量。第4個(gè)循環(huán)根據(jù)測(cè)量結(jié)果在浮置板供應(yīng)商專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)下確定放入調(diào)整墊片高度（一般為2～3mm）將軌面高程調(diào)至0～2mm。4個(gè)循環(huán)頂升作業(yè)結(jié)束后實(shí)測(cè)浮置板上每個(gè)浮置筒測(cè)量點(diǎn)的高程，與初始高程復(fù)核并歸檔保存，此測(cè)量數(shù)據(jù)作為軌道精調(diào)及日后運(yùn)營(yíng)維護(hù)的參考依據(jù)。

鋼彈簧浮置板道床在列車高速運(yùn)行情況下板面振幅為5～7mm，為保證少量細(xì)小雜物進(jìn)入道床后鋼彈簧的性能不受影響，建議頂升量不小于20mm，且在完成減量頂升后重新對(duì)浮置板道床板面減振功能進(jìn)行驗(yàn)算或做減振測(cè)試。

3 案例分析

實(shí)際施工過程中可根據(jù)隧道隆起變形量的大小選擇上述方法中的一種或是組合進(jìn)行線路坡度調(diào)整，通常0～30mm的變形采用扣件系統(tǒng)調(diào)整即可，30～50mm的變形可采用打磨軌枕或調(diào)整浮置板頂升量進(jìn)行扣件系統(tǒng)調(diào)整的補(bǔ)充，大于50mm的變形需采用多種方法結(jié)合進(jìn)行調(diào)整。

現(xiàn)以某地鐵隧道鋼彈簧浮置板道床地段隆起最大高程55mm、隆起段長(zhǎng)度約23m為例，結(jié)合上述整改方法確定調(diào)整措施如下：

（1）在浮置板供應(yīng)商的配合下將調(diào)整范圍內(nèi)的2塊浮置板道床完全卸壓處于自然狀態(tài)，然后重新頂升至20mm，理論上較設(shè)計(jì)降低10mm，頂升到位后采集軌道數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)高程降低值，反算軌枕打磨量及順坡調(diào)整率。因鋼彈簧浮置板道床剛度特別大，不能直接從已頂升的30mm狀態(tài)卸載至20mm，必須卸載后重新頂升，否則無(wú)法達(dá)到高程調(diào)整效果。

（2）通過計(jì)算，預(yù)計(jì)軌枕承軌面打磨量為20mm，需打磨的軌枕數(shù)量為54塊。先拆除扣件并將鋼軌撥移至承軌臺(tái)以外，然后組織專業(yè)人員對(duì)軌枕承軌面進(jìn)行打磨，技術(shù)人員全程現(xiàn)場(chǎng)盯控。初打磨至預(yù)設(shè)高程2mm以下后對(duì)每根軌枕高程、軌底坡進(jìn)行精確測(cè)量，然后對(duì)超限部分進(jìn)行精磨，保證每根軌枕軌底坡滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。正式打磨前，最好在隧道外進(jìn)行打磨試驗(yàn)，提高打磨操作熟練度及打磨精度。

（3）對(duì)打磨后的軌枕承軌面進(jìn)行表面界面劑的涂刷以及涂刷防腐及絕緣材料。

（4）將鋼軌復(fù)位，實(shí)測(cè)浮置板頂升量調(diào)整及軌枕打磨后高程降低量，計(jì)算理論順坡率及順坡長(zhǎng)度后對(duì)軌道線路進(jìn)行順坡調(diào)整。實(shí)測(cè)采用上述手段調(diào)整后上浮地段軌道最高點(diǎn)仍高于設(shè)計(jì)值27mm。浮置板頂升量降低10mm，軌枕承軌面打磨20mm，理論總降低值為30mm，理論上仍高于設(shè)計(jì)值25mm，實(shí)測(cè)為27mm，考慮施工誤差及耦合因素偏差2mm屬于可控范圍，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行最終高程擬合。通過板下調(diào)高墊板進(jìn)行軌道順坡調(diào)整，每隔1根軌枕降低1mm，往大小里程各順坡直至剩余隆起高程消耗完成為止。

（5）為減小列車運(yùn)行過程的離心力，地鐵軌道在曲線段設(shè)置有超高，通常采用半超高設(shè)置即曲線內(nèi)股較中心線高程降低1/2設(shè)計(jì)超高，曲線外股較中心線高程抬高1/2設(shè)計(jì)超高，高程調(diào)整過程必須擬合原有超高，因此會(huì)造成左右股調(diào)高量不一致。擬合后的高程誤差應(yīng)控制在2mm以下，調(diào)整順坡率小于1‰，同時(shí)軌距、方向、超高、正矢等軌道數(shù)據(jù)應(yīng)滿足規(guī)范要求。

（6）調(diào)整完成后收集頂升數(shù)據(jù)，組織檢算減震效果是否滿足原設(shè)計(jì)要求。采用軌檢小車對(duì)軌道靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行平推檢查，確保各項(xiàng)軌道參數(shù)滿足規(guī)范驗(yàn)收要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

扣件系統(tǒng)調(diào)整方法成熟穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單、便捷，是軌道調(diào)整線路的首選方案，適用于任何軌道道床形式，缺點(diǎn)是只能調(diào)高不能調(diào)低。軌枕承軌面打磨屬于不可逆操作，在線路調(diào)整過程中受限界、順坡率等因素影響，因此必須在降低軌面高程時(shí)使用，且對(duì)操作工人要求高。浮置板頂升量調(diào)整實(shí)施難度大且需對(duì)減振降噪功能進(jìn)行驗(yàn)算。鋼彈簧浮置板道床段隧道隆起時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變形量大小、隆起段落長(zhǎng)短、行車限界、線路限速要求等情況合理選用上述方法中的一種或組合進(jìn)行缺陷整治。