高鐵無砟軌道施工技術(shù)研究

雒文卿

中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司 山西忻州 036700

1 施工技術(shù)特點(diǎn)

無砟軌道對傳統(tǒng)鐵路工程當(dāng)中碎石有殼軌道進(jìn)行了代替，而是通過將混凝土整體地基結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)的一種軌道基礎(chǔ)。并且，軌道板的預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件將整體生產(chǎn)效率有效提升，和傳統(tǒng)無砟軌道比較，中性無渣軌道自身的耐久性良好，維護(hù)成本較低，相對于環(huán)境造成的影響比較小。無砟軌道對于施工的精度要求比較高，測量數(shù)據(jù)參數(shù)都是以毫米作為單位，以此來有效保證車輛能夠安全通行，所以，施工人員就需要對施工技術(shù)的特點(diǎn)和難點(diǎn)加強(qiáng)掌握。

近些年，隨著無砟軌道施工技術(shù)的不斷成熟化。無砟軌道穩(wěn)定性良好，剛度性也能夠保證其整體的平衡，便于維修，是目前最佳的一種鐵路結(jié)構(gòu)組合。和傳統(tǒng)軌道比較，無砟軌道有著良好的可靠性和穩(wěn)定性，對傳統(tǒng)軌道對于列車速度的限制有所突破，是高鐵安全運(yùn)行的主要保證。因?yàn)槲覈鵁o砟軌道發(fā)展較晚，現(xiàn)階段還處于不斷發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累的過程中[1]。

2 工程概況

新建蘭新鐵路第二雙線LXS-17標(biāo)位于甘肅省酒泉地區(qū)，線路自酒泉瓜州縣柳園鄉(xiāng)DK1015+000引出，沿既有蘭新鐵路南側(cè)布線，在瓜州縣柳園鄉(xiāng)以南設(shè)柳園南站，后線路平行既有蘭新鐵路穿越甘肅省安西極旱荒漠國家級自然保護(hù)區(qū)至線路終點(diǎn)DK1119+679。線路全長104.679km，車站2處。

工程特點(diǎn)：①線路全長104.679km，線路長，無砟軌道施工任務(wù)重，有效施工工期短，無砟軌道施工機(jī)械設(shè)備投入大。②干旱風(fēng)沙地區(qū)無砟軌道施工質(zhì)量控制是該段工程成敗的關(guān)鍵。本標(biāo)段線路穿越安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)，路線途經(jīng)地區(qū)為戈壁、荒灘，氣候干燥，降水少，蒸發(fā)量大。在戈壁地區(qū)修建200公里以上標(biāo)準(zhǔn)的客專尚無成熟經(jīng)驗(yàn)。③氣候條件對工期和質(zhì)量影響較大。線路所經(jīng)地區(qū)夏季干燥炎熱，冬季嚴(yán)寒漫長，晝夜溫差達(dá)15-21℃，對混凝土結(jié)構(gòu)的施工和養(yǎng)生影響很大。

3 工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）無砟軌道工程：無砟軌道結(jié)構(gòu)對路基及橋梁工程下部結(jié)構(gòu)工后沉降要求嚴(yán)，無砟道床鋪設(shè)工序多，施工精度要求高，施工時，必須認(rèn)真做好沉降觀測和評估及測量控制網(wǎng)的布設(shè)。

（2）路基防護(hù)工程量大，點(diǎn)多，漿砌防護(hù)質(zhì)量是施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（3）主要結(jié)構(gòu)的使用壽命要確保滿足100年的要求，砼圬工普遍采用耐久性混凝土，對混凝土拌合設(shè)備、材料、配合比設(shè)計、施工工藝、質(zhì)量控制提出了更高要求。

4 高鐵無砟軌道施工技術(shù)

4.1 無砟道床施工技術(shù)方案

4.1.1 基礎(chǔ)材料控制與管理

在施工當(dāng)中，加強(qiáng)施工材料的合理控制，是確保高鐵無砟軌道施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，因?yàn)楦咚勹F路運(yùn)行速度較快以及行駛密度比較高，所以對皮帶扣和無砟軌道要求較高，從而對無砟軌道耐久性產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)材料主要有彈性墊、橡膠墊、電容器、泡沫聚苯乙烯板等，并對底板也需要加強(qiáng)重視。無砟軌道基礎(chǔ)材料需要按照設(shè)計要求做好檢測，同時在施工中提供合格的質(zhì)量檢驗(yàn)證書。加強(qiáng)對材料管理的重視，落實(shí)基礎(chǔ)材料質(zhì)量管理。在無砟軌道質(zhì)量控制管理中，板式無砟軌道梁板及基礎(chǔ)支撐層、防水層等施工材料的控制和管理，是無砟軌道施工質(zhì)量保證的重點(diǎn)[2]。

4.1.2 水硬性支承層施工

大段落路基水硬性支承層使用電子導(dǎo)航系統(tǒng)控制的滑模攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，自動控制方向、高度，自動壓實(shí)、收面、拉毛和切縫。

小段落和其它不適宜機(jī)械作業(yè)地段的水硬性支承層采用人工立模、人工攤鋪、機(jī)械搗固。通過測量整理，控制水硬性支承層高度，平板振動器和振搗梁壓實(shí)，人工收面、拉毛、機(jī)械切縫，覆蓋灑水養(yǎng)生。

4.1.3 橋梁上混凝土底座施工

模板采用人工支立，平板振動器和插入式振動器結(jié)合進(jìn)行混凝土搗固。灌注完成后，及時收漿抹面，精心覆蓋灑水養(yǎng)生。達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后，人工鋪設(shè)隔離層。

4.1.4 道床板施工

CRTS-Ⅰ型雙塊式無砟道床采用工具軌法施工。用散枕機(jī)散布軌枕；隨車吊配合安裝工具軌；用雙軸頭螺栓松緊機(jī)緊固扣配件，將鋼軌和軌枕聯(lián)結(jié)成軌排；用粗調(diào)機(jī)粗調(diào)線路精度達(dá)到±5mm。粗調(diào)時安裝螺桿調(diào)整器并初步固定；人工綁扎軌枕鋼筋、安裝用于接地系統(tǒng)的內(nèi)埋鋼筋和套筒，縱橫向鋼筋采用塑料套管絕緣；模板拆裝機(jī)支立鋼模板；利用軌檢小車和全站儀的測量數(shù)據(jù)，通過螺桿調(diào)整器進(jìn)行高低、水平、方向和軌距精調(diào)，將軌道精準(zhǔn)地固定在設(shè)計位置上。

4.2 無砟道床施工方法

4.2.1 測量

在無砟軌道施工中，軌道的鋪設(shè)以及竣工、測量是施工中重要的內(nèi)容。在線下測量當(dāng)中，主要就是做好控制網(wǎng)加密和復(fù)測工作；CPⅢ控制網(wǎng)的布設(shè)是整體鋪設(shè)測量中所需要重視的問題之一，并且平面測量還需要和五等導(dǎo)線精度相符合，并在CPⅠ和CPⅡ控制點(diǎn)間實(shí)施起閉。通常導(dǎo)線長度需要小于2km，點(diǎn)和點(diǎn)之間的距離需要控制在150-200m之間，與線路中線的距離則需要控制在3-4m之間，后續(xù)就是需要重點(diǎn)加強(qiáng)對鋼筋混凝土采用包樁，保證外界環(huán)境對精度不會產(chǎn)生影響。高程測量的方式主要就是起閉于二等水準(zhǔn)點(diǎn)的緊密水準(zhǔn)測量，在這之中水準(zhǔn)線路不能超過2km。在竣工測量當(dāng)中主要包含有軌道幾何形狀測量以及強(qiáng)化基樁測量兩部分內(nèi)容。

4.2.2 水硬性支承層

在進(jìn)入到這一階段之后需要依照具體的設(shè)計方案將水硬性的混凝土充分混合攪拌之后裝入運(yùn)輸車之中。在現(xiàn)場攤鋪的時候，必須要以具體的定位樁拉線為準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)對攤鋪機(jī)方向的有效控制。把攤鋪機(jī)收集和投放物料的速度及碾壓力調(diào)整到合適的范圍當(dāng)中，通過拉線對支承層頂面的高程進(jìn)行檢查。在攤鋪完成之后，還要運(yùn)用一些時間將其表面通過鋸切出來相應(yīng)的伸縮縫，其深度最大可以控制在0.1m，間距可以控制在5m。同時還要對邊緣輪廓的尺寸進(jìn)行調(diào)整，最后再將保濕棉墊覆蓋上去，確保它在3d之內(nèi)不受到陽光直射以及風(fēng)吹的影響，并確保其表面的濕潤性。

4.2.3 安裝定位

第一步，需要加強(qiáng)對工具枕和軌枕的安裝鋪設(shè)，然后對整體軌道采用定位調(diào)整處理，同時對軌道的電路信息進(jìn)行檢查，以此來對其性能進(jìn)行判斷，最后對軌道位置準(zhǔn)確的定位出來。一般將一百米作為一個施工單位，在針對工具枕和軌枕的安裝鋪設(shè)中需要采用散枕機(jī)，這是比較特殊的一種挖掘機(jī)，也就是采用專門的液壓軌枕夾鉗使得軌枕的吊裝與擺設(shè)能夠保持在正確的位置上。

第二步，采用專業(yè)的支撐架和雙向調(diào)整架，針對軌道做好定位調(diào)整。雙向調(diào)整架基座通常需要在鋼軌的底面進(jìn)行安裝，每三根軌對稱進(jìn)行布置以此，在高程測量中間間隔保持在2.5m。在這當(dāng)中，水準(zhǔn)儀是很重要的一種工具，并且對豎直調(diào)整裝置的加設(shè)，這可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)高的控制。對雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓進(jìn)行強(qiáng)行固定，保證墊板和端頭之間可以頂死，采用扳手針對傳力桿實(shí)施旋轉(zhuǎn)，以此可以將其逐漸的調(diào)整到中線位置，其差值一般控制在5mm，并采用全站儀做好復(fù)核。在完成復(fù)核之后并保證合格，然后在預(yù)埋位置進(jìn)行鉆孔和定位支座的安裝。

第三步，在道床板混凝土澆筑的前一個小時或者兩小時進(jìn)行合理調(diào)整，按照軌檢小車所測量的數(shù)據(jù)信息，對斷面位置的軌道調(diào)整值準(zhǔn)確的確定出來。采用細(xì)調(diào)對支座的位置進(jìn)行定位，以此來對檢測斷面進(jìn)行劃分，同時采用軌檢小車和全站儀來對于所有的斷面路線高低以及軌向、幾何位形以及水平等中線位置做好檢測。采用扳手對豎直螺栓絲桿進(jìn)行微調(diào)，對幾何位形實(shí)施合理的調(diào)整，確保其和設(shè)計要求相符合[3]。

4.2.4 道床板砼澆筑

第一，準(zhǔn)備工作。這種混凝土較為適合采用二次攪拌。首先做好混凝土配合比試驗(yàn)，對外加劑的最好使用量進(jìn)行確定，對塌落度需要控制在70mm-140mm的范圍內(nèi)。在對所有模板固定和密封后，采用空壓機(jī)對碎片垃圾全部清除，確保軌道整體的清潔。在軌枕和扣件上部進(jìn)行保護(hù)層的覆蓋，在澆筑中需要保證不會對保護(hù)層造成損壞，以此避免對軌枕和扣件造成污染。在調(diào)整螺栓當(dāng)中進(jìn)行油脂的涂刷，保證完成澆筑后可以將其完整的取下來；軌枕底部需要保證濕潤，只有澆筑高度大于軌枕底部時才需要對澆筑位置進(jìn)行變換。

第二，在混凝土初凝后需要對扣件以及調(diào)整螺栓進(jìn)行及時拆除，同時對調(diào)整螺栓及時松開。具體先采用扳手對其放松一圈，然后采用緊松機(jī)將扣件松開，采用套筒扳手對調(diào)整螺栓的支架實(shí)施放松處理。鋼軌立案連接位置的魚尾板需要采用扳手將其松開。松開時間取決于環(huán)境溫度和混凝土的性能，同時由專業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)人員對硬化狀態(tài)進(jìn)行確定。

第三，養(yǎng)護(hù)。在實(shí)際的養(yǎng)護(hù)中，需要對道床混凝土表面做好覆蓋處理，比如，采用麻布袋或者棉布袋進(jìn)行覆蓋，并在澆筑完成的三天內(nèi)保證化合物的濕潤性。因?yàn)殡p塊式無砟軌道很容易產(chǎn)生開裂的情況，所以為了保證質(zhì)量符合要求，就需要對開裂問題合理應(yīng)對。

5 結(jié)語

綜上所述，在高速鐵路運(yùn)輸中，無砟軌道有著很重要的作用，為了能夠確保其實(shí)現(xiàn)良好發(fā)展，相關(guān)人員就需要加強(qiáng)施工技術(shù)的重視，對關(guān)鍵施工細(xì)節(jié)內(nèi)容做好掌握，以此確保施工效果良好。