金臺(tái)鐵路彈性支承塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)研究

姜銘

摘 要：金臺(tái)鐵路為時(shí)速160 km/h的單線電氣化鐵路，在長(zhǎng)度大于6 km的隧道范圍內(nèi)鋪設(shè)無(wú)砟軌道，彈性支承塊式無(wú)砟軌道具有噪聲小、平順性高等特點(diǎn)，針對(duì)其在金臺(tái)鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況展開(kāi)研究，并從施工準(zhǔn)備、施工過(guò)程及質(zhì)量控制要點(diǎn)三方面進(jìn)行陳述，總結(jié)施工技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：彈性支承塊式無(wú)砟軌道;施工工藝;質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U213.244 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）10-0059-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.10.013

Research on Construction Technology of Elastic Support Block Ballastless Track of Jintai Railway

JIANG Ming

（Jintai Railway Co.， Ltd.， Taizhou 318000，China）

Abstract： Jintai railway is a single track electrified railway with a speed of 160km / h. ballastless track is laid within the tunnel with a length of more than 6km. The elastic support block ballastless track has the characteristics of low noise and high smoothness. According to its application in the construction site of Jintai railway， it is studied， and the key points of construction technology are summarized from three aspects： construction preparation， construction process and quality control.

Keywords： elastically supported block ballastless track; construction technology; the quality control

0 引言

鐵路作為國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈，其修建技術(shù)也在飛速發(fā)展，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的要求也逐步提高。由于金臺(tái)鐵路大多數(shù)隧道都具有物流運(yùn)輸困難，隧道內(nèi)凈空不足等問(wèn)題，故采用彈性支承塊式無(wú)砟軌道進(jìn)行鋪設(shè)，能有效改善施工中空間狹小的問(wèn)題，并且這種軌道結(jié)構(gòu)形式相對(duì)成熟，降噪減震效果好，施工風(fēng)險(xiǎn)低。通過(guò)對(duì)彈性支承塊式無(wú)砟軌道在金臺(tái)鐵路長(zhǎng)度大于6 km的隧道中的應(yīng)用情況展開(kāi)研究，總結(jié)相關(guān)施工技術(shù)，為類似工程提供參考。

1 工程概況

金臺(tái)鐵路設(shè)計(jì)運(yùn)行速度為160 km/h，全線一次鋪設(shè)跨區(qū)間的無(wú)縫線路，對(duì)于長(zhǎng)度為6 km以上的隧道，均鋪設(shè)彈性支承塊式無(wú)砟軌道。

金臺(tái)鐵路隧道內(nèi)的彈性支承無(wú)砟軌道鋪設(shè)軌距為1 435 mm，軌道結(jié)構(gòu)高度為600 mm，軌底坡為1∶40。隧道內(nèi)160 km/h的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用的彈性支承塊由三部分組成，分別為：微孔橡膠墊板、混凝土支承塊、橡膠套靴。

2 施工準(zhǔn)備

彈性支承塊式無(wú)砟軌道的施工準(zhǔn)備工作，分為7個(gè)部分。

2.1 隧道缺陷整治

為節(jié)約無(wú)砟軌道施工工期，及時(shí)對(duì)襯砌和仰拱等質(zhì)量缺陷進(jìn)行處理，同步進(jìn)行隧道正常施工和缺陷整治，確保無(wú)砟軌道施工前完成整治。

2.2 隧道沉降變形觀測(cè)與評(píng)估

隧道主體結(jié)構(gòu)施工完畢后，對(duì)基礎(chǔ)沉降進(jìn)行為期3個(gè)月及以上的系統(tǒng)觀測(cè)，頻率為一周一次，觀測(cè)點(diǎn)的距離如表1所示，并結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估。

2.3 工料機(jī)配置

對(duì)于單個(gè)作業(yè)面，進(jìn)度指標(biāo)為100 m/d，配置標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

2.4 測(cè)量準(zhǔn)備

隧道貫通后，開(kāi)始布設(shè)CPⅡ、CPⅢ控制網(wǎng)。對(duì)隧道進(jìn)行全線測(cè)量工作，復(fù)測(cè)CPⅡ級(jí)GPS控制網(wǎng)的坐標(biāo)，布設(shè)CPⅢ控制網(wǎng)點(diǎn)，校對(duì)成果表。

2.5 隧道底板結(jié)構(gòu)驗(yàn)收

為保證道床混凝土厚度滿足要求，必須確保仰拱的填充頂面低于無(wú)砟軌道道床底面標(biāo)高，隧道施工中已對(duì)仰拱填充層預(yù)留30 cm，根據(jù)貫通測(cè)量結(jié)果，對(duì)預(yù)留填充層混凝土及時(shí)進(jìn)行施作。

2.6 混凝土配合比設(shè)計(jì)

按耐久性混凝土和施工工況設(shè)計(jì)混凝土配合比，混凝土坍落度要控制在14～18 cm，施工之前由中心試驗(yàn)室完成C40鋼筋混凝土配合比設(shè)計(jì)工作。

2.7 施工方案編制及試驗(yàn)段施工及驗(yàn)收

對(duì)無(wú)砟軌道參建人員進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉圖紙并掌握相關(guān)規(guī)范。按照相關(guān)技術(shù)要求，報(bào)批施工方案和施作試驗(yàn)段等相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)備工作。

3 施工方法與過(guò)程控制

3.1 現(xiàn)場(chǎng)清理、放樣

清理干凈道床板施工前方200 m范圍內(nèi)的廢料雜物，然后進(jìn)行鑿毛處理，將下部結(jié)構(gòu)連接筋與道床板進(jìn)行位置定位，采用棉布對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵，并用高壓水沖洗。為了保證道床底部沒(méi)有雜物和積水，在鑿毛范圍內(nèi)的見(jiàn)新面要大于75%。先要用高壓水沖洗隧道底部，確保無(wú)多余明水且有2 h以上的濕度保持，再進(jìn)行道床板鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)。

3.2 安裝底層鋼筋及植剪力筋

道床板底部的鋼筋網(wǎng)邊線和鋼筋位置的控制點(diǎn)按照設(shè)計(jì)圖紙畫出，將底部鋼筋的間距測(cè)量出后，采用彈線做標(biāo)記;C40混凝土墊塊每平方米至少布置4塊，形狀為梅花形。確保道床底部保護(hù)層厚度足夠。緊接著布置縱、橫向鋼筋，在相應(yīng)鋼筋上安裝上絕緣卡（除接地筋）。

底層鋼筋綁扎完成后，按設(shè)計(jì)要求對(duì)道床板下部基礎(chǔ)進(jìn)行植筋，植筋長(zhǎng)38 cm，深入底板的深度為20 cm。

3.3 軌排組裝與運(yùn)輸

采用龍門吊進(jìn)行施工，根據(jù)相應(yīng)順序先把彈性支承塊排列在組裝平臺(tái)上，然后吊裝軌排架到對(duì)應(yīng)位置，用扭力扳手按設(shè)計(jì)要求扭矩將扣件與支承塊及排架扣緊安裝墊板、彈條、軌距擋塊等部件，即形成可供鋪設(shè)的軌排。利用龍門吊吊運(yùn)組裝完成的軌排到安裝好的底層鋼筋的部位，然后進(jìn)入下一道工序。

3.4 軌排就位與粗調(diào)

先進(jìn)行中線調(diào)整，而后調(diào)整高程。調(diào)整的允許誤差范圍為：高程-10～0 mm、中線±10 mm。前后兩個(gè)軌排調(diào)整完成后，用魚尾板連起來(lái)，確保接頭平順性滿足要求。軌排吊裝如圖2所示。

3.5 上層鋼筋綁扎與接地電阻測(cè)試

粗調(diào)完后，安裝道床板上層架立及橫縱鋼筋。測(cè)試絕緣電阻：先目測(cè)絕緣卡是否安裝綁扎到位，再用兆歐表測(cè)量鋼筋間電阻，確保其電阻在2 MΩ以上（除接地筋）。

粗調(diào)完成以后，開(kāi)始安裝道床板上層的橫向、縱向鋼筋及架立鋼筋。然后測(cè)試絕緣電阻：先目測(cè)絕緣綁帶有無(wú)脫落現(xiàn)象，絕緣卡是否安裝良好，再用兆歐表測(cè)量出相應(yīng)鋼筋間絕緣數(shù)據(jù)，要確保除接地鋼筋外的任意鋼筋間電阻大于等于2 MΩ。

3.6 安裝縱、橫向模板

完成模板干凈度及整齊度檢查后，將涂膜劑均勻涂刷在模板上后，進(jìn)行縱向模板鋪設(shè)工作。對(duì)于隧底與模板間的縫隙，不得任意填塞，采用雙面膠進(jìn)行密實(shí)填充。為避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，在模板之間裝上雙面膠止?jié){條。然后架設(shè)模板撐桿，調(diào)整線性并鎖定。圖3為縱向模板安裝加固完成后施工現(xiàn)場(chǎng)圖。

3.7 精調(diào)

借助全站儀及精調(diào)小車開(kāi)展精調(diào)工作，反復(fù)測(cè)試調(diào)控直至軌排線形達(dá)到要求。

3.7.1 調(diào)整高程。通過(guò)借助套筒扳手使豎向螺桿旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行調(diào)整工作。螺桿旋轉(zhuǎn)一圈后的調(diào)整高程控制在1.5 mm范圍內(nèi)，對(duì)于調(diào)整后還未受力的螺桿，要及時(shí)擰緊周圍的螺桿。為避免調(diào)整高程對(duì)中線的調(diào)整影響過(guò)大，宜采用先高程后中線的方式進(jìn)行精調(diào)。且為了提高工作效率，再左右各配備1人。

3.7.2 調(diào)整中線。調(diào)節(jié)軌向鎖定器要采用專業(yè)的開(kāi)口扳手，左右各配備1人同時(shí)操作。確認(rèn)中線調(diào)整滿足要求時(shí)，及時(shí)對(duì)軌向鎖定器進(jìn)行鎖定，避免精調(diào)后軌排中線方向發(fā)生位移。精調(diào)后，利用軌向鎖定器固定軌道排架。為滿足鋼軌平順性的要求，下一站的軌排精調(diào)要對(duì)上一站精調(diào)完成后的8～10根軌枕進(jìn)行重疊。精調(diào)后，混凝土澆筑應(yīng)盡快完成，若軌排放置時(shí)間在12 h以上或者周圍溫差超過(guò)15 ℃，則必須重新檢查軌排精度是否合格。

3.8 澆筑道床混凝土

為使新澆混凝土和軌枕的接觸結(jié)合良好，在澆筑前要先清理干凈雜物并灑水潤(rùn)濕道床底部1～2次?？奂蛙壵碛枚ㄐ退芰系姆雷o(hù)罩進(jìn)行遮罩，框架橫梁及鋼軌則用碎料布進(jìn)行包裹。要確保模板和接地端子緊密貼合，調(diào)整螺桿無(wú)懸空狀態(tài)。圖4為軌排防護(hù)全景圖，圖5為軌排、支承塊防護(hù)近景圖。

3.8.1 振搗、抹面。振搗方式為人工振搗，機(jī)械設(shè)備為4臺(tái)振搗器，振搗與澆筑同時(shí)作業(yè)。振搗作業(yè)面分為前后兩個(gè)區(qū)塊，其間隔為2 m。支承塊底部、鋼筋網(wǎng)等在前區(qū)搗固，支承塊周圍、底部加強(qiáng)等在后區(qū)搗固。

表層的混凝土完成振搗后的半小時(shí)，采用木抹和坡度尺開(kāi)始第一次抹平修整，讓道床混凝土頂部大致滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高和橫坡要求，并使支承塊翼緣要高于支承塊周圍的混凝土頂面至少1 mm。振搗抹面后，及時(shí)清除表面多余的混凝土。

3.8.2 抹面、成型。第一次抹面1 h后開(kāi)始用鋼抹進(jìn)行第二次抹面，使道床混凝土頂面標(biāo)高及橫坡符合設(shè)計(jì)要求。為防止混凝土表面出現(xiàn)微小裂紋，在其初凝前，再次進(jìn)行第三次抹面，禁止灑水潤(rùn)面以防降低表層混凝土強(qiáng)度。

3.9 軌道排架拆除與扣配件清理

扣件應(yīng)力于混凝土初凝時(shí)便可開(kāi)始進(jìn)行釋放，并在混凝土終凝后全部解除，把魚尾板螺栓松開(kāi)。在混凝土澆筑完成后，再次復(fù)測(cè)軌道板幾何狀態(tài)，采用精調(diào)軟件分析對(duì)比前后數(shù)據(jù)，把偏差較大的點(diǎn)標(biāo)注出來(lái)單獨(dú)分析。

3.10 道床混凝土養(yǎng)護(hù)

采用土工布覆蓋道床進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，且水不能對(duì)道床造成直接沖擊。注意保溫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)溫度情況確定，但最低不應(yīng)少于7 d。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

①道床施工前，必須確保隧道仰拱基底密實(shí)、道床底面平整干凈無(wú)積水，確保道床混凝土與仰拱混凝土連接緊密。

②隧道沉降觀測(cè)變形評(píng)估、CPⅢ、CPⅠ控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)精度滿足規(guī)范要求。

③軌道排架進(jìn)場(chǎng)后，確保軌排的方正度、軌排軌距、軌底掛籃橫坡滿足要求。

④嚴(yán)格按規(guī)定順序和扭矩要求組拼軌排，精調(diào)時(shí)必須嚴(yán)格控制精度誤差，這兩項(xiàng)工作質(zhì)量的高低將會(huì)直接決定鋪軌后的軌道精度。如果鋪軌后的精度不高，則需要大量更換異型配扣件來(lái)滿足精度要求，造成工期延后、成本增加。

⑤澆筑道床混凝土?xí)r，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)支承塊底部的搗固，避免支承塊底部混凝土不密實(shí)而影響整體混凝土質(zhì)量。

⑥床混凝土澆筑完畢，在解除軌排系統(tǒng)鎖定前，采集軌排各項(xiàng)幾何參數(shù)，將前后數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析軌排澆筑混凝土前后的產(chǎn)生差異的原因，制定解決方案，控制澆筑成型道床混凝土的精度。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，彈性支承塊式無(wú)砟軌道在金臺(tái)鐵路上的應(yīng)用，由于施工準(zhǔn)備充分，技術(shù)工作到位，提高了整體施工水平。通過(guò)對(duì)施工流程進(jìn)行把控，落實(shí)質(zhì)量控制工作，為整個(gè)軌道施工進(jìn)度提供了保障，并由此總結(jié)出以下4點(diǎn)施工過(guò)程中的建議。

①道床混凝土頂面高度必須低于支承塊翼緣橡膠套靴下不少于1 mm，否則該處支承塊靠近線路內(nèi)側(cè)處邊角地帶易受剪力而發(fā)生破壞。

②道床混凝土完成第一次采用木抹抹面后方可剪斷支承塊與橡膠套靴間綁扎帶，過(guò)早剪斷綁扎帶有可能會(huì)造成支承塊與套靴間脫空，通車之后在列車荷載下，此處周邊的支承塊有發(fā)生斷裂的可能。

③為防止道床側(cè)面爛腳跟的發(fā)生，在底板鑿毛時(shí)，縱向模板邊線預(yù)留3 cm，防止邊摸底部不平而漏漿，對(duì)底部不平的地方，采用泡沫膠進(jìn)行封堵。

④伸縮縫泡沫塑料板的固定，采用5 mm鋼板與塑料板密貼，并在相鄰軌枕間采用定制鋼筋卡具固定，混凝土初凝之前拔出鋼筋卡具（圓鋼）和鋼板，可防止塑料板變形，具體如圖6所示。

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