城市軌道交通預制板道床散鋪施工工藝研究

呂 超

(中鐵十五局集團路橋建設有限公司 江蘇南京 210031)

1 引言

隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵的軌道結構形式日趨多元化。傳統(tǒng)的軌枕埋入式道床因需現(xiàn)場進行道床混凝土澆筑施工，施工質量和進度往往難以控制。而預制板道床參考高速鐵路板式道床施工經驗，通過預制場統(tǒng)一預制軌道板，運輸?shù)脚R時鋪軌基地，現(xiàn)場散鋪后灌注自密實混凝土，與基座裝配形成整體道床[1]，大大節(jié)約總工期，同時有效保證質量，降低運營后的維修成本。

本文圍繞深圳地鐵16號線預制板道床進行施工工藝研究。在地鐵地下隧道軌道施工中，引進了先進的輪胎式鋪軌設備，優(yōu)化了傳統(tǒng)“人工散鋪”工藝，通過“機械化”的科學施工組織，利用土建盾構井周轉材料，采用輪胎式設備進行無軌化預制板鋪設施工[2－3]，確保鋪軌施工節(jié)點工期，為后續(xù)電氣化施工提供提前進場條件。

2 項目背景

2.1 工程概況

深圳市城市軌道交通16號線工程施工總承包軌道一工區(qū)軌道工程起于大運站(含)，止于同樂村站(含)，共計13站12區(qū)間。設計里程范圍:正線及配線CK10＋000～CK26＋286.809(雙線)，共計約32.57 km(單線鋪軌公里)；龍城公園停車場，共計約9.8 km；龍城公園停車場出入段線CZK0＋000～CZK0＋805.065(左線)、CYK0＋000～CYK0＋808(右線)共計約1.61 km(單線鋪軌公里)。主要施工任務包括軌道工程(含輔助線)及相關附屬工程。

2.2 預制板道床結構形式

預制板道床根據(jù)不同減振等級分為:普通及中等減振預制板道床、高等減振預制板道床、特殊減振預制板道床。普通及中等減振預制板道床結構自下而上分為四層:基底層、自密實層、土工布層、預制板層；二者區(qū)別在于使用普通扣件還是中等減振扣件。高等減振預制板道床結構自下而上分為四層:基底層、自密實層、減振墊層、預制板層；特殊減振預制板道床結構自下而上分為三層:基底層、鋼彈簧層、預制板層[4－5]。

2.3 施工組織籌劃

深圳地鐵16號線設計鋪軌基地2處(數(shù)碼城站鋪軌基地、龍東村站鋪軌基地)，由于這兩座車站土建工期嚴重滯后，為保證鋪軌節(jié)點工期，結合現(xiàn)場調查土建實際施工進度，擬增加8處散鋪基地(大運、大運北、回龍埔、龍城中路、龍平、雙龍、停車場出入線、龍東村大里程盾構井)。因該標段施工的16號線龍崗段為路中設站，土建需封堵部分盾構井進行交通導改為出入口開挖創(chuàng)造條件，故部分散鋪基地僅1條線上方預留盾構井，根據(jù)散鋪基地下料口預留情況、區(qū)間長短情況可采取不同的施工組織。

3 施工方案比選

3.1 倒鋪基底倒鋪板

倒鋪基底倒鋪板在軌道板散鋪施工中工效最高、適用性最強，但鋪軌條件要求高(要求緊鄰散鋪區(qū)間的兩邊車站均預留盾構下料口)，滿足條件的散鋪基地對鋪設區(qū)間的長短沒有要求，具體組織如圖1所示。

圖1 倒鋪基底倒鋪板示意

用汽車吊將道床基底鋼筋、模板從盾構井1(以下稱1)垂直運輸至結構底板，用叉車、炮車等將施工材料、周轉材料水平運輸至隧道區(qū)間，從盾構井2(以下稱“2”)向1散布。

基底鋼筋綁扎、模板支立自2向1方向施工，在2左、右線下料口處設下料槽，利用輪胎式混凝土罐車自2向1反向澆筑基底混凝土。基底施工材料運輸、鋼筋綁扎、模板支立、混凝土澆筑形成流水作業(yè)[6]，且無交叉施工，各工序之間影響小，待基底先澆筑的混凝土達到設計強度，開始從2下放預制板向1方向布設后灌注自密實混凝土。

3.2 正鋪基底倒鋪板

在地鐵鋪軌施工中，往往受各種條件的限制，基本都不會滿足區(qū)間兩頭都預留盾構井的條件，只在散鋪基地處預留左、右線盾構井或只預留其中一條線的井口，這樣需根據(jù)區(qū)間隧道的長度采用不同的組織方式，一般以1 km為界，長度大于1 km的區(qū)間采用正鋪基底倒鋪板，具體組織如圖2所示。

圖2 正鋪基底倒鋪板示意

用汽車吊將道床基底鋼筋、模板從散鋪基地盾構井垂直運輸至結構底板，用叉車、炮車等將施工材料、周轉材料水平運輸至隧道區(qū)間散布[7]。

基底鋼筋綁扎、模板支立自散鋪基地向隧道區(qū)間內進行，在盾構井左、右線下料口處設下料槽，利用輪胎式混凝土罐車自盾構井向區(qū)間澆筑基底混凝土?；资┕げ牧线\輸、鋼筋綁扎、模板支立、混凝土澆筑形成流水作業(yè)，且無交叉施工，各工序影響最小。因區(qū)間長度較長(大于1 km)，預制板用輪胎式鋪軌車運輸效率不高，且輪胎式罐車充電后續(xù)航里程不長，故待基底澆筑完成后，利用小型運板車水平運輸預制板，運輸自區(qū)間隧道終點向盾構井倒布后灌注自密實混凝土。

3.3 正鋪基底正鋪板

在地鐵鋪軌場地條件受限，只在散鋪基地有盾構井，且區(qū)間長度較短(小于1 km)時，輪胎式地鐵鋪軌車運輸效率及充電續(xù)航里程足夠，采用正鋪基底正鋪板的組織方式，如圖3所示。

圖3 正鋪基底正鋪板示意

用汽車吊將道床基底鋼筋、模板從散鋪基地盾構井垂直運輸至結構底板，用叉車、炮車等將施工材料、周轉材料水平運輸至隧道區(qū)間散布。

基底鋼筋綁扎、模板支立自散鋪基地向隧道區(qū)間內施工，在盾構井左、右線下料口處設下料槽，利用輪胎式混凝土罐車自盾構井向區(qū)間澆筑基底混凝土。待基底澆筑一段距離且滿足強度后，開始利用輪胎式地鐵鋪軌車水平運輸預制板，預制板粗調、精調后灌注自密實混凝土。

4 關鍵施工工藝

4.1 測量控制點布設

地鐵鋪軌工程正線及出入段線一般采用CPⅢ測量控制網，土建單位主體結構初步驗收完成后，組織測量人員對區(qū)間、車站軌行區(qū)范圍進行CPⅢ布設，預埋CPⅢ棱鏡螺栓，螺栓預埋孔應吹掃干凈確保無灰塵，用植筋膠錨固螺栓[8]。根據(jù)站后各專業(yè)線纜支架、疏散平臺、信號支架等位置(如圖4所示)，綜合考慮棱鏡預埋高度，預埋要求按表1執(zhí)行。

圖4 CPⅢ測量點位置與站后專業(yè)支架位置示意

表1 CPⅢ測量點埋設要求

CPⅢ控制樁布設完成后，測設采集每個樁點數(shù)據(jù)，根據(jù)第三方交接的控制點測設CPⅢ樁位點數(shù)據(jù)，形成測量成果，報經第三方及測量監(jiān)理工程師復測。

4.2 基床底層施工

4.2.1 施工放樣

根據(jù)調線調坡圖、鋪軌綜合圖，首先放出基底模板邊線、基底伸縮縫線，預埋定位、高程控制鋼筋[9]。以普通軌道板為例，直線段尺寸為(4.7×2.3×0.2)m，曲線段尺寸為(3.5×2.3×0.2)m?；追啪€時注意以下幾點:

(1)提前調查，遇有結構主體伸縮縫時，提前測出主體伸縮縫位置，軌道板伸縮縫與主體結構伸縮縫對齊。

(2)遇特殊地段如現(xiàn)澆段、人防門、區(qū)間廢水泵房等位置，提前測出其位置里程，基底利用伸縮縫在該位置處斷開。不能布設整塊預制板時，提前與設計單位溝通調整現(xiàn)澆段長度，確?；咨炜s縫對應為整塊板縫，伸縮縫需在10 cm板縫內，嚴禁落到板下。

(3)設計圖紙基底寬度為2.3 m，實際施工時不可能做到零誤差，若按2.3 m施工，將出現(xiàn)一邊預制板懸空現(xiàn)象，且自密實工裝安裝無處落根，故設計聯(lián)絡、圖紙會審時要提出基底寬度方向多澆筑5 cm。

4.2.2 基底鋼筋與模板施工

按照每個區(qū)間的不同道床形式、直曲線等加工鋼筋，加工完成后按類別堆放標識清楚，嚴禁混用。綁扎成束，從下料口吊至隧道底板，利用叉車、炮車、地鐵鋪軌車散布。

綁扎完成后進行固定，因門型筋起到基底與自密實層連接作用，自密實層厚度只有9 cm，門型筋過高預制板精調時放不下來，過低影響自密實灌注混凝土通過及起不到連接作用，且基底鋼筋至基底混凝土頂面較大，故需保證頂面鋼筋保護層，這樣混凝土墊塊高度不夠，采用預埋鋼筋與基底鋼筋焊接固定，固定時每2 m每斷面設置2道，焊點靠近門型筋處，確保門型鋼筋外漏尺寸符合要求(一般在5～7 cm)?；卒摻罱壴鐖D5所示。

圖5 預制板道床基底鋼筋(單位:mm)

模板支立位置每邊比基底寬出2.5 cm，且牢固、平順，位置正確不松動。模板安裝質量要求:位置偏差不大于±5 mm，垂直度允許誤差±2 mm。注意模板支立豎直不可垂直隧道壁，否則會造成基底寬度偏向一邊，預制板懸空。

4.2.3 基底混凝土澆筑

預埋鋼筋頭每5 m一道(或兩塊預制板基底9.8 m/2道)，放出基底混凝土面用膠帶纏裹做標記。混凝土面澆筑時拉線控制標高。基底混凝土垂直方向標高誤差要求為0～－5 mm，不能有三角坑。

4.3 預制板道床施工

4.3.1 預制板配板

根據(jù)鋪軌綜合圖及土建結構縫、廢水泵房球墨鑄鐵管實際里程編制布板表，現(xiàn)場依據(jù)布板表施工。一般地段扣件高度38 mm，中等減振地段扣件高度58 mm，需注意基底混凝土頂面標高[10]。

按照配板表選擇板型，按布板表順序布設預制板，布設前安裝自密實層鋼筋網片。注意曲線地段過渡板的方向布設，橫向箭頭表示板的布置方向，豎向箭頭表示預制板超高方向，布設時需核實防止板廠標錯方向，如圖6所示。

圖6 曲線地段預制板道床布板示意(單位:mm)

4.3.2 預制板安裝與自密實混凝土灌注

基底混凝土澆筑完成后，掌握現(xiàn)澆段里程及預制板型號(P4700、P3500、P4750、P3550)，在兩段現(xiàn)澆段區(qū)間內合理布置預制板位置。如預先布置好的預制板與現(xiàn)澆段距離大于0.5 m，可增加現(xiàn)澆段長度；如小于0.5 m，可提前調整板縫距離，消除多余量。板縫設計量100 mm，板縫允許調整量為±10 mm?；自O計長度分別為9.6 m(P4700預制板)和10.8 m(P3500預制板)，測量出每塊板邊線(彈墨線如圖7所示)，用輪胎式地鐵鋪軌車將預制板按照基底板邊線粗放到位，安裝精調抓，用CPⅢ測量控制精調至設計方向、高程，最后安裝反力架[11]。

圖7 預制板布設放樣示意

自密實混凝土原材料需單獨建倉，澆筑前試驗人員需檢查攪拌站清倉情況，調配自密實混凝土配合比。自密實混凝土進場后試驗人員做3個試驗確定混凝土性能，擴展度3～7 s內680 mm，L型填充比≥0.8，J環(huán)障礙高差＜18 mm。滿足要求后進行自密實混凝土灌注。

4.4 扣配件安裝、軌道鋪設

預制板灌注完成后，扣配件吊至隧道區(qū)間統(tǒng)一安裝，待機鋪基地交接后，從機鋪基地利用軌道車將鋼軌運輸至預制板鋪設完成待鋪軌的區(qū)間，利用卸軌工裝進行鋼軌鋪設，安裝彈條隔3上1，待焊軌完成后，對軌道幾何尺寸進行復核，對不滿足設計要求的個別點進行調整使其滿足設計及規(guī)范要求[12]。

5 結束語

本文以深圳地鐵16號線地下隧道預制板道床施工為背景，通過對現(xiàn)場不同散鋪工況的調查，選擇相應的施工組織形式，結合預制板特性達到無軌化鋪軌施工目的。在快速、有效地完成鋪軌施工任務的同時，為站后系統(tǒng)設備安裝提供提前作業(yè)條件。