高速鐵路無砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)探討

朱相如 沈前進(jìn)

（中交二航局第四工程有限公司，安徽蕪湖 241000）

0.引言

就目前的情況來看，這種軌道結(jié)構(gòu)是一種新的結(jié)構(gòu)形式，既不會對環(huán)境造成破壞，也不會造成太大的污染，而且隨著科技的發(fā)展，軌道的強(qiáng)度越來越大，軌道的維護(hù)費(fèi)用也越來越低，維修基金的使用率也越來越高。在修建高鐵的過程中，應(yīng)選用無砟軌道結(jié)構(gòu)。但是，在這種技術(shù)的應(yīng)用中存在著許多困難，因?yàn)樗募夹g(shù)還不夠成熟，所以在使用中會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的情況，需要進(jìn)一步的科學(xué)的改善。因此，對高鐵無砟軌道的施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的分析與把握對提高其施工質(zhì)量具有重要意義。

1.高速鐵路無砟軌道施工技術(shù)

1.1 無砟軌道測量

無砟軌道施工中，施工階段的測量工作主要有線下施工測量、無砟軌道鋪設(shè)測量、完工測量3部分，施工階段的測量工作主要是對控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)查，對控制網(wǎng)進(jìn)行加密。在無砟軌道鋪軌施工中，CPⅢ控制網(wǎng)的布置是施工中的重點(diǎn)，其測量結(jié)果必須滿足導(dǎo)線的精度要求，并在CP I、CPⅡ控制點(diǎn)進(jìn)行測試。導(dǎo)線的長度不應(yīng)大于2km，點(diǎn)距應(yīng)為150m～200m，而中心線應(yīng)為3m～4m。在鋪設(shè)無砟軌道前，控制臺必須安裝鋼筋混凝土樁，以保證其精度不會受到周圍環(huán)境的影響。高程測量是以二等水準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)的精確水準(zhǔn)測量來進(jìn)行，水平線應(yīng)在2km以內(nèi)[1]，工程完工后的測量工作重點(diǎn)是基礎(chǔ)樁身的維護(hù)和軌道的幾何尺寸的測量。

1.2 無砟軌道底座板放樣

底座板放樣是采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行。平直段的底板邊界可作多孔放樣，并在模板上設(shè)置施工墨線。據(jù)此，可根據(jù)梁的長度測量基板工作縫，并繪出基板?；骞ぷ骺p墨線在彎曲表面處要有折線，以襯底工作縫為單位，測量襯底邊線和工作縫墨線?；宸啪€的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在基板的側(cè)面。每一個參考點(diǎn)都要決定高度和平面的相對位置，并在地面上做相應(yīng)的標(biāo)記，以支持基板的模板。

1.3 底座板混凝土施工

底座板混凝土澆筑前，必須事先澆透底層的地面，并徹底清除模板區(qū)域的雜物和積水?；炷帘仨毥?jīng)監(jiān)理方確認(rèn)并滿足要求后進(jìn)行澆筑。在澆注時，必須對混凝土的性能進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以避免過早離析和坍落度的流失。在振搗時，應(yīng)使用插入夯棒進(jìn)行振動，以防止漏振、振動，在振搗時不要太接近模板，并認(rèn)真檢查模板支撐的穩(wěn)定性及接縫是否緊密。認(rèn)真地檢查模板支架的穩(wěn)定性和接頭是否密封，以防泥漿滲漏?；炷翝仓戤吅?，必須對裸露的混凝土進(jìn)行收面。由于底板的高度對后續(xù)澆筑的砂漿厚度有很大的影響，所以一定要嚴(yán)格控制。底座板應(yīng)該用土工布或塑料膜包裹，并在混凝土澆筑后12h內(nèi)用養(yǎng)護(hù)液或?yàn)⑺疂櫇瘛?/p>

1.4 自密實(shí)混凝土的澆筑

泵送混凝土在高層和大型建筑物中得到了廣泛的應(yīng)用。在橫向、縱向輸送過程中，采用泵送方式可以有效地提高施工效率，但對自密實(shí)混凝土的施工提出了很多要求。泵送對混凝土的影響較大，其和易性的改變將使其工作性能下降，從而影響施工質(zhì)量。為減小泵送對混凝土高流動性的影響，必須采用減慢泵送速率的方法[2]。防止過多的空氣進(jìn)入，會影響混凝土的外觀、抗壓強(qiáng)度及使用壽命。在澆注時，應(yīng)注意防止分層，減少通風(fēng)，充分利用自密實(shí)混凝土的自密實(shí)作用，以最大限度地維持混凝土的整體粘合性能，以達(dá)到最優(yōu)工作狀態(tài)，并確保其自密實(shí)成型。在高強(qiáng)度的工作特性消失前，必須進(jìn)行自密實(shí)混凝土的泵送和澆注。

1.5 軌道板精調(diào)

認(rèn)真地檢查標(biāo)架和棱鏡的位置，并在精調(diào)整軟件中對現(xiàn)場的測量元素進(jìn)行檢驗(yàn)。軌道板的空間位置由精密調(diào)節(jié)軟件中的完全測量得到，如果有誤差，則會對軌道板進(jìn)行修正。一旦初步安裝完畢，就必須進(jìn)行單點(diǎn)的測量。經(jīng)精密調(diào)整后，還要對所測得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)，如某些棱鏡的全部測量值超出了誤差的范圍，則應(yīng)采取單點(diǎn)法進(jìn)行修正，并進(jìn)行整體測量。在確認(rèn)全部測量結(jié)果是否滿足規(guī)定后，對精調(diào)資料進(jìn)行保存和記錄。

2.高速鐵路無砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1 注重對無砟軌道剛度的均勻化管控

為了保證高鐵無砟軌道基礎(chǔ)的穩(wěn)定，必須重視對其進(jìn)行均勻性控制，包括路橋、路隧、岔區(qū)等不同部位過渡段的剛度均勻性。目前，我國對無砟鐵路通過渡段的施工步驟、長度和施工工藝進(jìn)行了明確的規(guī)定，相關(guān)人員要根據(jù)具體情況對施工單位進(jìn)行監(jiān)督，使其符合相關(guān)法規(guī)。通過這種措施可以避免橋梁過渡段剛度差異造成的不平整。此外，為了保證軌道剛度的均勻性，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對扣件系統(tǒng)和岔區(qū)軌道的剛性進(jìn)行有效的檢驗(yàn)，以達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求[3]。

2.2 加大對施工精度的管控力度

在高速鐵路建設(shè)中，為了保證其安全運(yùn)行，必須加強(qiáng)對其施工精度的控制。以往的測控技術(shù)已不能適應(yīng)目前高速鐵路工程的要求，相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)對高精度的檢測手段和技術(shù)，提高其施工精度。在建造的過程中，要保證它的穩(wěn)定性和舒適性，一次就能完成。但在實(shí)際施工過程中，許多施工人員都會因?yàn)槭褂貌划?dāng)而導(dǎo)致無法保證高鐵的質(zhì)量和安全。為了提高工程的精度，為了保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須使用軌道檢測小車，并滿足有關(guān)施工規(guī)范。在測量的過程中，測量點(diǎn)的長度要控制在25m～75m，測量段和順階段的長度在6.23m～22m。同時，要正確使用有關(guān)的儀器和設(shè)備，充分利用它們的儲存功能對有關(guān)的資料進(jìn)行精確的記錄，進(jìn)行科學(xué)的分析。另外，在進(jìn)行精密控制時，應(yīng)將軌道檢測車放置在需要調(diào)整的軌道上，并正確地利用全站儀，實(shí)現(xiàn)對車輛棱鏡點(diǎn)的跟蹤，并將軌跡的具體位置顯示出來，糾正與設(shè)計(jì)方案不符的問題，提高工程的精確性。為了獲得精確的測量結(jié)果，在使用軌道測量車進(jìn)行精密測量時，必須滿足定點(diǎn)定位、兩點(diǎn)一線、由遠(yuǎn)到近的要求，并將測量點(diǎn)的距離、平差的精度、同點(diǎn)的絕對測量誤差等因素綜合考慮[4]。在不受陽光照射的情況下，測點(diǎn)10m～80m的數(shù)據(jù)具有較高的精度，最好的長度為2m～6m，順階段的數(shù)據(jù)最好為0.2m～0.4mm。在進(jìn)行測量時，要對測點(diǎn)的位置、資料的記錄進(jìn)行合理的分析與判斷，并對其進(jìn)行綜合考慮和分析。

2.3 做好對無砟軌道基礎(chǔ)沉降情況的有效控制工作

與以往的有砟軌道相比，在目前的高速鐵路項(xiàng)目中，無砟軌道的施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的平衡性都比較高，但在實(shí)際施工過程中，往往會遇到地基的沉降問題。為了減少此類問題所帶來的傷害，必須完成以下幾個方面：首先，施工人員要精確地計(jì)算出相關(guān)的軌道參數(shù)，包括軌道的尺寸、偏差、安裝位置等，將這些參數(shù)納入到設(shè)計(jì)中可以提高整個工程的工作效率；其次，對路基結(jié)構(gòu)形式的改善，保證了路基的更換和現(xiàn)澆施工的順利進(jìn)行；最后，加強(qiáng)對有關(guān)資料的收集和管理，總結(jié)有關(guān)施工的經(jīng)驗(yàn)，了解工程建設(shè)中的優(yōu)勢和不足，并進(jìn)行改進(jìn)[5]。

2.4 確保施工材料質(zhì)量管控的合理性

在高速鐵路無砟軌道建設(shè)中，施工材料的優(yōu)劣對其影響很大，因此，在建設(shè)過程中必須加強(qiáng)對自密實(shí)砂漿施工材料的質(zhì)量控制，保證其性能的正常發(fā)揮。相關(guān)的采購人員在采購建材之前，必須了解各種灰泥的規(guī)格和品質(zhì)。但是，在使用的時候，卻會受到環(huán)境的影響。因此，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)水泥、砂漿作為首選，以減少因施工環(huán)境溫度、濕度變化而產(chǎn)生的不利影響。在保證建筑材料的質(zhì)量符合要求的前提下，建筑施工單位必須對建筑材料的采購、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)督，保證砂漿和水泥材料的質(zhì)量，并對其組成成分進(jìn)行科學(xué)的分析，使計(jì)量材料工作得以順利進(jìn)行。同時，結(jié)合國內(nèi)外已有的高速鐵路無砟軌道自密實(shí)心混凝土的使用經(jīng)驗(yàn)，針對不同地區(qū)的原料特點(diǎn)合理選擇合適的摻和劑，采用適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣碚{(diào)節(jié)其性能，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)揭板實(shí)驗(yàn)的最后成果確定了自密實(shí)混凝土的實(shí)際配比和施工性能指標(biāo)。

2.5 做好控制無砟軌道鋪設(shè)位置精準(zhǔn)度的工作

高鐵具有快速、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，因此，在軌道施工中對軌道的定位精度有著很高的要求。在高鐵線路的建設(shè)中必須加強(qiáng)對線路的誤差控制，嚴(yán)格控制線路軸線，并按“粗調(diào)—準(zhǔn)調(diào)—用螺栓”的方法進(jìn)行鋪軌。但是，現(xiàn)在由于鐵軌的長度太長了，而且鐵軌的膨脹系數(shù)也太大，所以當(dāng)工人們調(diào)整鐵軌的精度的時候往往會出現(xiàn)一些偏差。在這種情況下，錯誤的發(fā)生概率會大大增加，從而對高鐵的工程質(zhì)量和列車的安全產(chǎn)生不利的影響[6]。解決以上問題的解決辦法是：一是要精確測量無砟軌道的位置，在測量過程中，要確保在鋪設(shè)軌道前進(jìn)行放線、離線測量、施工結(jié)束后的測量和放線的精度，確保誤差不超過毫米，有效降低施工中累積誤差對工程質(zhì)量的影響，在測量放線時，應(yīng)注意控制網(wǎng)的布置，采用三角形高程控制網(wǎng)，以全作業(yè)面為基礎(chǔ)有效降低累積誤差所造成的影響。同時，采用全站儀和水平儀進(jìn)行測量，提高測量結(jié)果的精度，確保無砟軌道施工的精度。

2.6 做好無砟軌道尺寸控制的工作

在無砟軌道施工中，如何對其進(jìn)行合理的施工尺寸進(jìn)行控制是目前我國鐵路工程中亟待解決的問題。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，在高鐵建設(shè)前應(yīng)加強(qiáng)對軌道結(jié)構(gòu)尺寸的控制。所有的無砟軌道的尺寸誤差都要控制在一個合理的范圍內(nèi)，并且要對軌道軸線和線性精度進(jìn)行精確的控制，以確保工程的順利進(jìn)行。要解決以上問題，必須從3個方面著手：首先，要嚴(yán)格控制鐵路設(shè)備的制造質(zhì)量，建設(shè)單位要盡量向制造軌道零件的廠家提供詳細(xì)的信息，確保制造廠商所制造的零件能夠達(dá)到工程建設(shè)的需要；其次，在軌道安裝施工時，絕緣段與軌枕的間距應(yīng)為75mm以上，而非軌距應(yīng)為600mm～1900mm，以確保軌道施工的可靠性；最后，在不使用軌道的情況下，對軌道部件進(jìn)行拋光，使軌道的平直偏差小于0.3mm，同時，在相鄰軌道的施工中，橫梁的偏差不能超過0.2mm，從而確保軌道結(jié)構(gòu)的合理，提高軌道施工的精度[7]。

2.7 自密實(shí)混凝土灌注

在灌注施工期間，應(yīng)加強(qiáng)對灌注設(shè)備的檢驗(yàn)，了解設(shè)備的工作狀況。對板孔進(jìn)行噴霧濕潤，防止出現(xiàn)積水，并檢查微調(diào)裝置、緊固裝置和模板施工是否緊密，在導(dǎo)軌板四角各安裝4個防浮式百分?jǐn)?shù)計(jì)，在曲線段低側(cè)各安裝2個防側(cè)傾百分計(jì)。將百分表置零，記錄灌漿前后資料的偏差，若超過，應(yīng)立即與監(jiān)理工程師協(xié)調(diào)。在進(jìn)行自密實(shí)混凝土澆筑前，必須先測試攪拌溫度、坍落度、膨脹時間、含氣量、泌水量等攪拌參數(shù)，以滿足施工要求。鑒于灌漿車輛的運(yùn)送時間，鐵路灌漿工程應(yīng)在2h內(nèi)完工。在自密實(shí)混凝土灌注施工中，直段出料的速率可以采取“快—慢—快”的方法，而在彎道段則可以采取“快—慢—慢”的方法。在12min內(nèi)，每一塊鋼軌都必須澆注完畢。用小型漏斗和其他觀測孔檢測混凝土液滴的位置，并檢測出混凝土的流速。若有水流不暢，應(yīng)適時地調(diào)節(jié)下料速度。在混凝土從排氣管中均勻地流出，并填滿排氣口坡道后，四邊形插板就能閉合。在混凝土澆筑完畢后，直段防溢混凝土的頂面應(yīng)高于頂板頂部25cm，彎曲部分應(yīng)高于頂板頂部25cm，并應(yīng)及時清除剩余的混凝土，以確保施工的干凈。自密實(shí)混凝土在模具養(yǎng)護(hù)3d后，必須在脫模后立即噴灑養(yǎng)護(hù)液，并以塑料膜覆蓋混凝土，并在14d內(nèi)完成自密實(shí)混凝土的養(yǎng)護(hù)[8]。在拆下壓實(shí)混凝土后，應(yīng)及時進(jìn)行復(fù)測，復(fù)試結(jié)果符合要求，可以保留。如發(fā)現(xiàn)超過規(guī)定的允許偏差，應(yīng)立即拆板，并對隔離層、軌道板鋪設(shè)、自密實(shí)混凝土進(jìn)行再灌注。

3.結(jié)語

在高鐵項(xiàng)目中，無砟軌道施工是必不可少的一部分，它的穩(wěn)定性和平順性是保證高速列車安全運(yùn)行的重要因素。同時，從今后的發(fā)展趨勢來看，無砟軌道建設(shè)是必然的，為了推動我國鐵路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，必須對施工中的關(guān)鍵部位進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)用，找出其中的難點(diǎn)和關(guān)鍵部位，并加以有效改正，有助于確保高鐵無砟軌道施工的質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求。