高速鐵路軌枕埋入式無砟道岔施工與精調(diào)技術(shù)研究

王炳陽

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030000）

1 南沿江城際鐵路項(xiàng)目概述

新建江蘇南沿江城際鐵路起止里程：DK0+000～DK281+120.847，全線正線長度278.53km，共設(shè)7 座車站，道岔共計(jì)136 組（其中88 組無砟道岔，變更增加3組，48 組有砟道岔，變更增加10 組）。

2 高速鐵路無砟道岔精調(diào)概況

高速鐵路主要由區(qū)間線路、車站道岔、車站到發(fā)線組成。軌枕埋入式無砟道岔為高速鐵路的關(guān)鍵轉(zhuǎn)線設(shè)備，內(nèi)部尺寸復(fù)雜，預(yù)鋪、澆筑混凝土等施工要求高，澆筑混凝土后精調(diào)比較復(fù)雜，因此，澆筑道床板混凝土之前對道岔進(jìn)行精細(xì)化調(diào)節(jié)是一個非常重要的環(huán)節(jié)。

2.1 軌枕埋入式無砟道岔精調(diào)的內(nèi)容

從施工單位角度來說，高速鐵路道岔精調(diào)主要包括澆筑混凝土之前的精調(diào)和澆筑混凝土之后的精調(diào)。一般澆筑混凝土后的精調(diào)會委托給設(shè)備管理單位來進(jìn)行。精調(diào)的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：

第一，道岔結(jié)構(gòu)尺寸，包括道岔岔前的框架結(jié)構(gòu)、整組道岔軌距、導(dǎo)軌部分的支距控制以及各部件之間鋪設(shè)圖尺寸（枕木間距、限位器間距）等。

第二，軌道的幾何尺寸平順性，要求整體達(dá)到大平大順，包括軌道軌向、整體位置的高低、水平及道岔扭曲等。

第三，進(jìn)行工電聯(lián)調(diào)，內(nèi)容有牽引設(shè)備的轉(zhuǎn)換力矩、各牽引點(diǎn)的動程一致性及開口值（牽引點(diǎn)移動距離）等。

2.2 軌枕埋入式無砟道岔精調(diào)的特點(diǎn)

與區(qū)間CRTSⅢ板式無砟軌道相比，軌枕埋入式無砟道岔精調(diào)具有以下幾個特點(diǎn)。

2.2.1 技術(shù)含量要求高

道岔零部件種類多，道岔結(jié)構(gòu)尺寸、軌道幾何的尺寸之間相互影響，需要進(jìn)行多次調(diào)整，受溫度、行車變化影響大。

2.2.2 存在交叉施工作業(yè)

除鋼軌軌件外，還有轉(zhuǎn)轍機(jī)、密檢器等電務(wù)設(shè)備，存在著大量的工務(wù)、務(wù)電接口，需要工務(wù)、務(wù)電共同配合才能完成。

2.2.3 道岔各部位尺寸精度更高

軌道幾何尺寸、各部位密貼程度、頂鐵間隙大小等精度要求達(dá)到mm 級，屬于高精度設(shè)備。

2.2.4 存在不可逆性

線下澆筑混凝土前鋪軌單位必須將道岔的各部位尺寸都精調(diào)完成，澆筑混凝土后只能使用部分非標(biāo)精調(diào)件進(jìn)行調(diào)整，如果澆筑混凝土前后誤差較大，使用非標(biāo)精調(diào)件無法調(diào)整到滿足設(shè)備管理單位要求，還需進(jìn)行返工處理。

3 軌枕埋入式無砟道岔施工、精調(diào)技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)的復(fù)測

線上鋪軌單位需對線下單位移交的CPⅢ評估報(bào)告中的控制點(diǎn)進(jìn)行全面的測量檢查，對于損壞、缺失的CPⅢ控制點(diǎn)需要要求線下單位重新埋設(shè)并進(jìn)行重新評估、編號；對于整個線下標(biāo)段要合理劃分CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)的控制度，一般情況下，每段CPⅢ評估應(yīng)不短于4km，并且標(biāo)段及分部之間的CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)搭接不要坐落在道岔區(qū)段內(nèi)。

3.1.2 人員、機(jī)械設(shè)備、對應(yīng)工裝的準(zhǔn)備

應(yīng)當(dāng)根據(jù)無砟道岔的施工技術(shù)特點(diǎn)、工況條件（考慮最不利工況）和對應(yīng)施工組織設(shè)計(jì)的安排，合理配置無砟道岔澆筑混凝土前后精調(diào)所需的推軌件小車人員（需換手測量保證精度）和有施工過無砟道岔經(jīng)驗(yàn)的施工人員。配備軌道幾何測量儀并經(jīng)過標(biāo)定。配備道岔提升、橫向調(diào)整方向的工裝設(shè)備。

3.2 軌枕埋入式無砟道岔施工技術(shù)

3.2.1 組裝道岔預(yù)鋪平臺

埋入式無砟道岔道床板分3 層鋼筋網(wǎng)片，底層鋼筋綁扎完成后即可進(jìn)行道岔預(yù)鋪，待預(yù)鋪好的道岔使用提升螺桿提起后，再進(jìn)行中層及上層鋼筋綁扎。底層鋼筋安裝完成后進(jìn)行道岔預(yù)鋪平臺的組裝，擺放方木前應(yīng)使用測量儀器測出道岔大致位置，之后根據(jù)放樣情況依次擺放2m 長方木，根據(jù)道岔位置及道岔鋪設(shè)圖上每根岔枕的間距，使用油漆或記號筆在方木上做上記號[1]。

3.2.2 無砟道岔拼裝

（1）岔枕擺放

根據(jù)岔枕編號順序，逐一將岔枕放置在鋪設(shè)好的方木上，以南沿江城際鐵路張家港站P60-18#道岔（101#、103#）渡線5.3m 線間距為例，岔枕共計(jì)288 根，枕木長度從2.3～4.72m 不等。岔枕全部吊至預(yù)鋪平臺后，進(jìn)行掛線調(diào)整，保證岔枕直股基本在一條直線上，人工使用撬棍微調(diào)，使岔枕中心和方木上記號大致重合。

（2）安裝橡膠墊板、鐵墊板

根據(jù)道岔鋪設(shè)圖在每根岔枕上安裝對應(yīng)的橡膠墊板和帶有硫化層的鐵墊板。硫化墊板帶有4‰的軌底坡，安裝方向均朝向軌道線路中線側(cè)，安裝時使鐵墊板上大螺栓孔、橡膠墊板孔、岔枕上預(yù)埋絕緣套管孔三孔進(jìn)行豎直對正，避免安裝螺栓時歪斜[2]。

（3）安裝道岔鋼軌

以18#道岔為例，道岔共有軌件10 件，擺放并調(diào)整鋼軌放置的位置，軌縫預(yù)留8mm，道岔鋼軌按照先組裝尖軌和心軌、后組裝基本軌的原則依次進(jìn)行擺放安裝。

（4）安裝道岔扣件

尖軌和可動心轍岔部分扣件已經(jīng)在道岔場內(nèi)完成安裝，注意安裝鋼軌和鐵墊板鐵座間的距調(diào)整塊，嚴(yán)禁強(qiáng)行砸入，應(yīng)滿足自由放置的原則，縫隙小于1mm，然后依次安裝T 形螺桿、Ⅱ型彈條、帶凹槽的彈簧墊圈、M27 螺母和防塵帽，使用虎嘯扳手將彈條緊固，以三點(diǎn)接觸為準(zhǔn)，避免壓潰。

3.2.3 安裝道岔支撐體系

實(shí)現(xiàn)道岔固定和精調(diào)均采用道岔豎向支撐體系和側(cè)向牽引體系實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括豎向M27/10.9 級全絲提升螺桿并在螺桿與底座間墊上配套厚度5mm、4×4cm 鋼板形成支撐調(diào)整裝置和側(cè)向中部可向兩側(cè)調(diào)節(jié)的1.3m 長剛性輔助拉桿，側(cè)向輔助拉桿路基地段一般采用28#精軋螺紋鋼自制的地錨裝置（一般高度為40cm），橋梁地段采用三腳架或T 型架、水平拉桿橫向調(diào)整裝置，以上裝置同軌檢小車和徠卡全站儀配合使用，完成澆筑道床混凝土前的精調(diào)。豎向、橫向調(diào)整體系安裝完成后，抽出墊在岔枕下方長2m、10×10cm 的方木[3]。

3.2.4 無砟道岔粗調(diào)

道岔方向、高程粗調(diào)工作由項(xiàng)目部測量隊(duì)采用徠卡電子水準(zhǔn)儀現(xiàn)場放樣數(shù)據(jù)進(jìn)行粗調(diào)。道岔區(qū)域每5m 測量一次，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高和方向得出該點(diǎn)的方向、高低調(diào)整值，然后對整組道岔逐點(diǎn)進(jìn)行測量并通過道岔支撐體系調(diào)整到位。

道岔高程粗調(diào)使用水準(zhǔn)儀采集道岔軌面標(biāo)高，初次測量道岔高程調(diào)整數(shù)值。通過旋轉(zhuǎn)提升螺桿螺栓來調(diào)整道岔軌面標(biāo)高，提升螺栓每隔1 根岔枕安裝1根。道岔初步起平后對剩余松動提升螺桿進(jìn)行與底座板接觸上力，切勿過度調(diào)節(jié)。道岔首次粗調(diào)，整組道岔的軌面標(biāo)高控制在低于設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高2mm 左右，切勿高于軌面設(shè)計(jì)標(biāo)高。

道岔方向粗調(diào)由測量人員使用全站儀對無砟道岔線路中線控制點(diǎn)進(jìn)行放樣，大方向控制好后，使用30m 鋼弦線進(jìn)行矯正，對超標(biāo)地段進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整到位后并對道岔進(jìn)行固定。

道岔岔前為假軌距，一般通過調(diào)整道岔框架結(jié)構(gòu)，中部導(dǎo)軌通過調(diào)整道岔支距，調(diào)整至允許偏差范圍內(nèi)，保證道岔的幾何尺寸。

3.2.5 澆筑道床混凝土前精調(diào)

道床混凝土澆筑施工前精調(diào)一般采用軌檢小車配套全站儀等設(shè)備對扭曲、軌向、水平、軌距等指標(biāo)進(jìn)行檢測，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)人工進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。此次精調(diào)一般選在環(huán)境較為穩(wěn)定、外界影響較小的條件下進(jìn)行，從而確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

精調(diào)前要和線下單位對接，確定混凝土澆筑時間，以便確定道岔精調(diào)時間，道岔精調(diào)完成后，線下單位必須在24h 之內(nèi)澆筑混凝土，否則該組道岔需要重新精調(diào)。

3.3 軌道幾何測量儀采集數(shù)據(jù)

采用全站儀配合軌檢小車，對道岔結(jié)構(gòu)尺寸、道岔前后過渡段范圍內(nèi)的CRTSⅠ型雙塊式枕木過渡軌道，進(jìn)行絕對位置及道岔大平大順測量，并采集數(shù)據(jù)，生成分析報(bào)告。精調(diào)前使用標(biāo)定過的一級電子軌距尺、標(biāo)定的支距尺、彈性夾專用撬棍、小型起道機(jī)、0.01～1mm 鋼片塞尺、30m 鋼弦線、30 側(cè)面鋼板尺、方尺、100m 標(biāo)定鋼卷尺等儀器及輔助測量工具進(jìn)行道岔各項(xiàng)數(shù)據(jù)的復(fù)查核對。

3.3.1 基站建立

全站儀架設(shè)位置盡量靠近軌道中心線，確保全站儀器在整個測量過程中不傾斜、穩(wěn)固。儀器穩(wěn)固后進(jìn)行基站建立?；窘r后視CPⅢ控制點(diǎn)至少6 個，從而確保設(shè)站精度達(dá)到1mm。為減小誤差、提高測量精度，一般對棱鏡和連接桿件進(jìn)行數(shù)字編號處理。每次進(jìn)行精調(diào)測量時，測量同組道岔必須選用和原來編號的相同的棱鏡和連接桿件。

3.3.2 數(shù)據(jù)采集

道岔進(jìn)行逐枕數(shù)據(jù)采集前，對輸入線路的曲線要素、超高進(jìn)行復(fù)核，檢查測量儀器參數(shù)、軌面的清潔度，確保無誤后進(jìn)行道岔數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集時全站儀在道岔中部設(shè)站軌檢小車，按照由遠(yuǎn)及近的方向進(jìn)行逐根存儲采集測量數(shù)據(jù)，且兩者最大距離不宜大于80m。道岔區(qū)域一般設(shè)置兩站即可完成數(shù)據(jù)采集，第一站采集數(shù)據(jù)完成后，第二站后視點(diǎn)自由設(shè)站，至少與第一站搭接4 個相同CPⅢ控制點(diǎn)，且兩次設(shè)站覆蓋的范圍必須重合10 根岔枕以上，兩次數(shù)據(jù)采集完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，誤差需在允許范圍內(nèi)，否則需要重新采集數(shù)據(jù)。

3.3.3 采集數(shù)據(jù)注意事項(xiàng)

第一，在低溫作業(yè)時，儀器應(yīng)有一段的緩沖預(yù)熱時間，使儀器的各電子部件的工作狀態(tài)逐漸穩(wěn)定。

第二，在晴天條件下作業(yè)時，應(yīng)搭設(shè)遮陽棚，嚴(yán)禁太陽照射儀器，導(dǎo)致儀器水平氣泡跑動。

第三，避免在煙、塵、雨、霧、霜、雪、雷、電及4 級以上大風(fēng)等不利條件下測量。

第四，全站儀、軌道幾何狀態(tài)測量儀應(yīng)在儀器有效檢定期內(nèi)。

3.4 采集數(shù)據(jù)分析及精調(diào)方案制定

軌檢小車采集的數(shù)據(jù)可直接反應(yīng)出道岔水平、高程的數(shù)據(jù)評估表，并通過軟件分析得到相應(yīng)的調(diào)整方案。

數(shù)據(jù)分析可利用安伯格小車精調(diào)軟件分析，模擬出各指標(biāo)調(diào)整量。幾何狀態(tài)評估表主要有8 項(xiàng)內(nèi)容，包括岔枕編號、對應(yīng)枕木里程位置、平豎曲線絕對精度、道岔整體水平、軌距調(diào)整值、平豎曲線相對精度、道岔高程和相對方向。通過評估表生成的數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入Excel 表格按照規(guī)范要求進(jìn)行分析和調(diào)整，由此自動生成精調(diào)方案，就可以得到道岔各方面需要的調(diào)整的對應(yīng)數(shù)值，并自動給出對應(yīng)的調(diào)整量數(shù)值。

3.5 軌枕埋入式無砟道岔澆筑混凝土后精調(diào)及精調(diào)順序

道岔精調(diào)順序以張家港站60-18#道岔為例，先將道岔直股軌距、支距調(diào)整到位后再調(diào)整曲股，先將道岔調(diào)整至大平大順后再調(diào)整方向，最后使用精調(diào)件進(jìn)行局部調(diào)整。

3.5.1 水平和高程調(diào)整

根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定的精調(diào)方案，通過更換非標(biāo)調(diào)高墊板來調(diào)整道岔水平情況。

3.5.2 鋼軌軌距和道岔方向調(diào)整

根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定的精調(diào)方案，通過更換非標(biāo)件進(jìn)行調(diào)整軌距和方向，一般選用30m 鋼懸線，用鋼板尺逐個測量鋼軌與弦線的距離并記錄，調(diào)節(jié)道岔的方向。

3.5.3 密貼調(diào)整

無砟道岔密貼調(diào)整主要包括基本軌與尖軌之間，基本軌、尖軌與滑床板之間，基本軌、尖軌與頂鐵之間，心軌與頂鐵之間等。檢查時要使用塞尺逐一測量，超過1mm 就應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。首先，按照鋪設(shè)圖將直基本軌和曲基本軌之間的框架尺寸調(diào)整正確；其次，將直曲股基本軌的高低和軌向調(diào)整正確，間隙超過1mm 的需使用頂鐵調(diào)整片進(jìn)行調(diào)整，必要時需要對頂鐵進(jìn)行打磨；最后，結(jié)合工電聯(lián)調(diào)，調(diào)整間隙處的牽引力來使軌件間密貼。

3.5.4 尖軌、心軌與滑床板密貼

用塞尺檢查軌底與滑床板的密貼，道岔處于鎖閉狀態(tài)時，且鋼軌軌底與滑床板的間隙超過1mm 時應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。首先，將滑床板上表面調(diào)整到同一高程；其次，調(diào)整輥輪高度，以18#道岔為例，共有12 個（前6個為雙軸輥輪，后6 個為單軸輥輪），分別進(jìn)行調(diào)整，使之符合技術(shù)條件要求。

3.5.5 尖軌降低值調(diào)整

降低值偏差超過1mm 易造成列車岔前晃車，直接影響行車穩(wěn)定性，降低值超標(biāo)時可以更換軌下橡膠墊板來調(diào)整。首先，降低值調(diào)整量在1～2mm 之間，且沿鋼軌縱向長度小于2m 時，應(yīng)采取兩級過變的方法；其次，降低值調(diào)整量超過2mm 時，則需更換基本軌或尖軌的精調(diào)件。

3.5.6 精調(diào)前的準(zhǔn)備工作

首先，根據(jù)整體施工安排及工作量，計(jì)算所需的精調(diào)人員、現(xiàn)場負(fù)責(zé)人、管理人員、安全員、施工配合人員等。

其次，根據(jù)軌道幾何狀態(tài)測量儀生成的方案，確定每天工作需要的精調(diào)件數(shù)量，配置足夠精調(diào)件，包括非標(biāo)緩沖調(diào)距塊、軌距塊調(diào)整軌距，非標(biāo)橡膠調(diào)高墊板調(diào)整高程、頂鐵非標(biāo)調(diào)整片等。

最后，配備夜間精調(diào)照明設(shè)備、一級電子軌距尺、標(biāo)定的支距尺、彈性件專用撬棍、小型起道機(jī)、0.01～1mm 鋼片塞尺、30m鋼弦線、30 側(cè)面鋼板尺、方尺、100m 標(biāo)定鋼卷尺等儀器和電動扳手、大扭力扳手（配備M46、M37 套頭）、汽油發(fā)電機(jī)等機(jī)具。

4 結(jié)語

按照南沿江城際鐵路無砟道岔合同分工，鋪軌單位只負(fù)責(zé)無砟道岔預(yù)鋪和精調(diào)，澆筑混凝土由線下標(biāo)段施工。本文按照此類分工從搭設(shè)無砟道岔預(yù)鋪平臺開始至道岔預(yù)鋪、粗調(diào)、澆筑混凝土前、后的精調(diào)以及精調(diào)注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，以期提高高速鐵路軌枕埋入式無砟道岔施工、精調(diào)質(zhì)量。