無(wú)砟軌道整體道床施工技術(shù)在某隧道的應(yīng)用

文／陳慧錦 中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司 陜西西安 710000

引言：

本隧道無(wú)砟軌道采用鋼筋混凝土道床板，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大、剛度和穩(wěn)定性，軌道荷載傳遞、擴(kuò)散功能顯著提高，下部結(jié)構(gòu)沉降變形減小，在高速行車或是在重載條件下，線路的長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，極大的降低了運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，是軌道結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)之一[1]。

在鐵路工程施工過(guò)程中，軌道工程屬于非常重要的組成部分，同時(shí)也是該項(xiàng)目施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要匹配更高水準(zhǔn)的施工技術(shù)來(lái)指導(dǎo)作業(yè)活動(dòng)的推進(jìn)。通過(guò)梳理本工程無(wú)砟軌道整體道床施工技術(shù)工程作業(yè)期間的工序流程和控制要點(diǎn)相關(guān)內(nèi)容，可以充分發(fā)揮出施工技術(shù)應(yīng)用效果，提高軌道工程的作業(yè)質(zhì)量[2]。

1、工程概況

1.1 線路概況

松陽(yáng)隧道采用彈性支承塊式無(wú)砟軌道，整體道床施工起訖里程為DK97+240～DK110+350，全長(zhǎng)13110m。隧道進(jìn)口至DK98+117.434 段906.434m 位于R=1600m的曲線上，隧道DK108+527.367～ DK109+433.907 段906.54m 位于R=4000m 的曲線上，其余地段為直線，設(shè)計(jì)行駛速度160km/h，無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)高度為600mm，采用套靴式彈性支承塊整體道床結(jié)構(gòu)，支承塊為廠家預(yù)制，扣件采用預(yù)埋鐵座式彈性可調(diào)扣件。隧道內(nèi)彈性支承塊式無(wú)砟道床由60kg/m(60N)鋼軌、彈條Ⅶ型扣件、預(yù)制C50 混凝土彈性支承塊、支承塊下墊彈性墊板、橡膠套靴及道床板等組成，軌道結(jié)構(gòu)高度為600mm。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)和項(xiàng)目總體規(guī)劃，本隧道整體道床采用軌排框架法施工[3]。

1.2 工程控制難點(diǎn)、重點(diǎn)

（1）施工任務(wù)重，工期緊，如何科學(xué)、合理地做好設(shè)備選型配套，組織均衡快速施工，確保質(zhì)量、安全、工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是難點(diǎn)。

（2）隧道施工多工序交叉作業(yè)，解決多工作面的協(xié)調(diào)施工，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)是工程節(jié)點(diǎn)工期完成的難點(diǎn)。

（3）無(wú)砟軌道施工精度要求高，更好的測(cè)量數(shù)據(jù)保證是施工中的重點(diǎn)。

（4）無(wú)砟道床對(duì)鋼筋之間絕緣性能要求高，施工中絕緣電阻必須滿足設(shè)計(jì)要求，絕緣卡綁扎質(zhì)量和絕緣電阻檢測(cè)是施工控制的重點(diǎn)。

（5）無(wú)砟道床整體性好，混凝土原材料、拌合、澆筑及養(yǎng)生是保證道床板強(qiáng)度的關(guān)鍵，是施工中控制的重點(diǎn)[4]。

2、無(wú)砟軌道整體道床施工規(guī)劃

本工程彈性支承塊式無(wú)砟軌道道床板每個(gè)施工單元?jiǎng)澐譃槭畟€(gè)作業(yè)區(qū)段：底板鑿毛區(qū)、底層鋼筋綁扎區(qū)、軌排組裝區(qū)、軌排粗調(diào)區(qū)、頂層鋼筋綁扎區(qū)、模板安裝區(qū)、軌排精調(diào)區(qū)、混凝土澆筑區(qū)、軌排架模板拆除區(qū)、混凝土養(yǎng)生區(qū)。

通過(guò)總體規(guī)劃和各工序總結(jié)，為保證施工質(zhì)量，各工序可分為以下流程：施工準(zhǔn)備（含無(wú)砟軌道前置性條件檢查確認(rèn)）→彈性支承塊式無(wú)砟軌道工藝性試驗(yàn)→工藝性總結(jié)→測(cè)量放樣→底板鑿毛、清理沖洗→底層鋼筋鋪設(shè)、植剪力筋→軌排組裝→軌排粗調(diào)→頂層鋼筋綁扎、絕緣電阻測(cè)試、接地鋼筋焊接→道床板模板安裝、固定→軌排精調(diào)和固定→道床板混凝土澆筑→道床板混凝土養(yǎng)生→檢驗(yàn)驗(yàn)收。

3、各工序情況及控制要點(diǎn)

3.1 施工前置性條件

（1）主體工程情況。隧道主體工程全部完成，基底處理完成，隧道內(nèi)施工無(wú)砟道床段落克缺及復(fù)驗(yàn)工作完成。

（2）測(cè)量情況。隧道沉降評(píng)估完成并出具沉降評(píng)估報(bào)告，工后沉降符合設(shè)計(jì)要求。CPI、CP Ⅱ、CP Ⅲ建網(wǎng)及評(píng)估完成。在對(duì)設(shè)計(jì)院提供的基樁控制網(wǎng)（CP Ⅰ、CP Ⅱ）、三等水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)后，全隧道基樁控制網(wǎng)(CP Ⅲ)布設(shè)和測(cè)量工作完成且符合要求并出具報(bào)告。

（3）人員情況。項(xiàng)目部管理人員配要求施工管理經(jīng)驗(yàn)豐富且數(shù)量滿足施工需要；勞務(wù)隊(duì)人員作業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富并經(jīng)培訓(xùn)考試合格，人員素質(zhì)及數(shù)量滿足施工需求。

（4）材料及機(jī)械設(shè)備情況。組建專業(yè)后勤保障隊(duì)伍，材料進(jìn)場(chǎng)且檢驗(yàn)合格并供應(yīng)充足，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。施工中所需機(jī)械設(shè)備均已進(jìn)場(chǎng)且報(bào)驗(yàn)合格，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，施工精度高，滿足施工生產(chǎn)需求。

（5）首件工程試驗(yàn)情況。無(wú)砟軌道首件工程施工完成，施工中總結(jié)的數(shù)據(jù)、優(yōu)化措施、小創(chuàng)新等滿足指導(dǎo)后續(xù)施工的條件，并簽訂施工前置條件檢查表。

3.2 施工準(zhǔn)備

（1）道床板施工前，需先按照6.6m 間距對(duì)每塊道床板端頭兩側(cè)進(jìn)行放樣，再按照放樣點(diǎn)位用墨線彈出每塊道床板四周邊線，然后將道床板施工前100～200m 隧底混凝土表面雜物、廢碴清除，并用高壓水槍沖洗干凈，最后對(duì)仰拱回填或底板表面采用鑿毛機(jī)進(jìn)行鑿毛處理。為便于定位道床板邊模，邊線內(nèi)側(cè)3cm 范圍內(nèi)不予鑿毛。平均鑿毛深度應(yīng)達(dá)到1.5mm～2.0mm，鑿毛率不低于總面積的75%。在鋪設(shè)道床板鋼筋網(wǎng)前再次對(duì)隧底用高壓水槍沖洗干凈，然后采用墩布或鼓風(fēng)機(jī)清理鑿毛凹坑內(nèi)積水，并保證濕度保持2h 以上?；浊謇硗瓿桑詸z合格并報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽認(rèn)[5]。

（2）基底驗(yàn)收合格后，按照每塊道床板尺寸，基底面上對(duì)軌道中線控制點(diǎn)測(cè)量放樣，中線點(diǎn)用水泥鋼釘和紅色油漆標(biāo)明，并記錄控制點(diǎn)準(zhǔn)確里程及坐標(biāo)值。為便于粗調(diào)，放樣點(diǎn)位和每塊道床板端頭里程向單元板內(nèi)錯(cuò)開0.3m。

3.3 底層鋼筋施工和軌排組裝

（1）道床板鋼筋總體采用鋼筋加工廠集中加工，隨車吊集中運(yùn)輸，施工現(xiàn)場(chǎng)安裝的施工方法。為減少洞內(nèi)作業(yè)以節(jié)約施工循環(huán)時(shí)間，底層鋼筋采取洞外綁扎成型洞內(nèi)定位安裝的形式。即：底層鋼筋先在洞外采取定位模具綁扎成型，再用平板車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，然后根據(jù)定位卡具吊裝就位，最后安裝C40 混凝土墊塊，保證底層鋼筋保護(hù)層厚度。

（2）底層鋼筋施工完成后，按照?qǐng)D紙及規(guī)范要求，并結(jié)合實(shí)際軌枕間距合理布置剪力鋼筋,使其位于相鄰兩軌枕中間并避免與道床板結(jié)構(gòu)筋相碰，以保證鋼筋間絕緣效果。剪力筋與結(jié)構(gòu)鋼筋凈間距小于2cm 的剪力筋應(yīng)進(jìn)行絕緣處理。然后將軌排上層鋼筋、支承塊箍筋按照設(shè)計(jì)位置擺放，待軌排就位后進(jìn)行安裝[6]。

（3）軌排組裝在組裝平臺(tái)上進(jìn)行，通過(guò)人工勻枕、扣件組裝、軌排架就位、擰緊扣件的順序進(jìn)行。具體施工順序?yàn)椋?/p>

A.組裝前對(duì)軌排框架、彈性支承塊枕承軌臺(tái)清理干凈。探后將支承塊使用專門吊具（每次起吊4 組支承塊）吊放在軌排組裝平臺(tái)上定位架內(nèi)；

B.人工按照組裝平臺(tái)上支承塊的定位線勻枕；

C.由熟練技術(shù)工安裝軌下膠墊和T 型螺栓；

D.人工配合龍門吊上軌（兩股鋼軌的一端頂靠在端頭對(duì)位鋼板擋頭上）；

E.復(fù)查支承塊間距，軌枕塊間距誤差控制在5mm 以內(nèi)；

F.安裝絕緣軌距塊、Ⅶ型彈條、平墊圈和螺母，用扭力扳手?jǐn)Q緊螺母，扣件安裝應(yīng)保證扣件各部位密貼和扣壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求；

G.再次復(fù)查軌枕間距（若間距偏差超過(guò)5mm 必須立即調(diào)整至合格）、軌距、錨固螺栓扭矩、扣件彈條與軌底之間的間隙。

注意事項(xiàng)：軌排組裝前，需采用木錘或橡皮錘逐個(gè)對(duì)支承塊和橡膠靴套的組裝密貼狀態(tài)進(jìn)行復(fù)檢，同時(shí)用鋼尺檢查相鄰彈性支承塊凸緣和套靴間隙，相鄰兩個(gè)支承塊間隙誤差不得大于2mm，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入組裝軌排工序；軌排組裝完成后采用測(cè)力扭矩扳手對(duì)扣件扭矩復(fù)核，確?？奂鞑课幻苜N和扣壓力符合設(shè)計(jì)要求；安裝絕緣軌距塊和軌距擋板時(shí)內(nèi)外側(cè)應(yīng)配套使用；支承塊軌底坡應(yīng)指向線路中心，頂面廠標(biāo)應(yīng)設(shè)于鋼軌外側(cè)，不得掛反支承塊。

3.4 軌排粗調(diào)、上層鋼筋施工、模板安裝

（1）軌排粗調(diào)。利用軌排架的豎向螺桿調(diào)整高程，利用軌向鎖定器調(diào)整偏距。調(diào)整時(shí)按照先中線后高程的順序循環(huán)進(jìn)行，高程誤差控制-10～0mm、中線誤差控制±10mm。相鄰軌排使用魚尾夾板連接，每接頭安裝4 套螺栓，初步擰緊，軌縫預(yù)留10～30mm。連續(xù)兩個(gè)軌排粗調(diào)完成后，檢查相鄰鋼軌接頭平順性，并進(jìn)行相應(yīng)的微調(diào)整直至滿足錯(cuò)牙不大于0.5mm，然后擰緊。注意要點(diǎn)：軌排架豎向螺桿底部應(yīng)增加墊片，防止螺桿損傷基底混凝土；軌排偏距調(diào)整過(guò)程中及時(shí)松動(dòng)螺桿，確保螺桿既受力又不彎曲不受損；相鄰軌排架連接后檢查接頭平順性，錯(cuò)牙不大于0.5mm。

（2）上層鋼筋和支承塊箍筋采用加工廠集中加工，隨車吊運(yùn)輸，人工現(xiàn)場(chǎng)安裝的施工方法。在軌排安裝到位后，采用絕緣卡綁扎支承塊箍筋、架立筋、縱橫向鋼筋，然后采用兆歐表對(duì)上下層每根鋼筋間的絕緣性能進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。注意要點(diǎn)：道床板鋼筋之間必須絕緣，絕緣電阻值不得小于2MΩ；上下兩層縱橫向鋼筋彎鉤若存在搭碰情況的，采用“一字型”絕緣卡或絕緣套管進(jìn)行鋼筋間絕緣處理；每塊道床板上層縱向鋼筋的中間1 根和外側(cè)2 根與橫向鋼筋的中間1 根為接地鋼筋，需進(jìn)行焊接并安裝接地端子；接地端子保護(hù)蓋應(yīng)在焊接前去下并待焊接冷卻后加蓋，防止保護(hù)蓋燒傷，導(dǎo)致澆筑過(guò)程中混凝土堵塞螺栓孔。

（3）鋼筋絕緣性能檢測(cè)。道床板鋼筋綁扎完成后，必須按照設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼筋網(wǎng)之間的采用兆歐表進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)，道床板鋼筋骨架檢測(cè)部位包括：上層縱向鋼筋、下層縱向鋼筋、下層橫向鋼筋、上層橫向鋼筋、下層縱橫向鋼筋與剪力鋼筋、每根鋼筋交相連的綁扎點(diǎn)。在使用儀器檢測(cè)前先通過(guò)目測(cè)檢查鋼筋有沒有直接搭接觸碰情況，絕緣卡安裝有沒有脫落現(xiàn)象；再用兆歐表進(jìn)一步檢查鋼筋間的絕緣情況。兆歐表檢測(cè)方法：調(diào)整儀表測(cè)量電壓（500V），使用絕緣電阻表對(duì)各層鋼筋間的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量；將縱向鋼筋作為測(cè)量基準(zhǔn)鋼筋，檢測(cè)每根橫向鋼筋和縱向鋼筋間的電阻是否合格。

（4）模板安裝。先按照道床板邊線安裝外側(cè)模板，然后采用“定位卡具+定位鋼板”安裝閉孔聚乙烯泡沫板，最后安裝C40 混凝土墊塊，保證保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。注意要點(diǎn)：模板下方與基底空隙應(yīng)采用泡沫膠填塞密實(shí)，防止漏漿爛根；接地端子端頭應(yīng)和模板密貼并做好標(biāo)記。

3.5 軌排精調(diào)

本工程精調(diào)采用徠卡LeicaTCRP1201 全站儀和安伯格GRP1000 測(cè)量小車對(duì)軌排架進(jìn)行。精調(diào)按照“定點(diǎn)定位，順序進(jìn)行，兩點(diǎn)一線”、“先中線后高程”的原則進(jìn)行，測(cè)量搭接段和順接段長(zhǎng)度均為2 個(gè)軌排架。精調(diào)順序如下：

（1）確定全站儀坐標(biāo)。全站儀采用自由設(shè)站法定位，通過(guò)觀測(cè)附近8 個(gè)固定在隧道邊墻上的控制點(diǎn)棱鏡，自動(dòng)平差、計(jì)算確定位置。全站儀設(shè)站的位置應(yīng)靠近線路中心，首先要考慮精調(diào)目標(biāo)距離，其次是與近處控制點(diǎn)的距離（一般應(yīng)超過(guò)20m）。開始測(cè)量前校準(zhǔn)一次，如氣溫變化迅速，可再次校準(zhǔn)；校準(zhǔn)后可在同一點(diǎn)進(jìn)行正反兩次測(cè)量，測(cè)量值之和應(yīng)在0.3mm 以內(nèi)。

（2）測(cè)量軌道數(shù)據(jù)。全站儀測(cè)量軌道精測(cè)小車頂端棱鏡，小車自動(dòng)測(cè)量軌矩、超高。

（3）反饋信息。接收觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)配套軟件，計(jì)算軌道平面位置、水平、超高、軌距等數(shù)據(jù)，將誤差值迅速反饋到精測(cè)小車的電腦顯示屏幕上，指導(dǎo)軌道調(diào)整。

（4）調(diào)整中線。采用專用開口扳手通過(guò)調(diào)節(jié)軌排左右兩側(cè)軌向鎖定器調(diào)整軌道中線。調(diào)整時(shí)左右各配備1 人同時(shí)作業(yè)。中線滿足要求時(shí)，及時(shí)將軌向鎖定器鎖定，避免精調(diào)后軌排中線方向發(fā)生位移。

（5）調(diào)整標(biāo)高。采用六角螺帽扳手旋轉(zhuǎn)豎向螺桿調(diào)整軌道水平、標(biāo)高。調(diào)整螺桿時(shí)要緩慢進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)一圈高程變化為1mm，調(diào)整后檢查螺桿是否受力，如未受力則擰緊附近的螺桿。調(diào)整時(shí)左右各配備1 人同時(shí)作業(yè)，提高精調(diào)效率。

（6）精調(diào)完成后，盡快澆筑道床板混凝土。如果軌道放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或環(huán)境溫度變化超過(guò)15℃，或受到外部條件影響，必須重新檢查或調(diào)整。

（7）前一站精調(diào)完成后，下一站精調(diào)時(shí)需要重疊上一站2 榀軌排架，必須滿足鋼軌的平順性。

（8）精調(diào)完成后按指定間距，在設(shè)站區(qū)間內(nèi)逐點(diǎn)采集數(shù)據(jù)并存檔記錄，待澆筑結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行復(fù)檢。

3.6 道床板混凝土澆筑養(yǎng)生、軌排架拆除等

（1）混凝土澆筑前對(duì)鋼軌、扣件、螺桿調(diào)整器和軌枕采取防護(hù)措施（增設(shè)軌枕防護(hù)罩、鋼軌和軌排架覆蓋等）；對(duì)澆筑道床板范圍的支承層或底座及軌枕灑水濕潤(rùn)?；炷吝\(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其坍落度、溫度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，坍落度應(yīng)控制在130mm～140mm 之間，入模溫度在5～30℃；新舊混凝土溫差不大于15℃。插入式振搗器用于道床板下部及軌枕四周的搗固，保證軌枕下方混凝土的密實(shí)。根據(jù)首件試驗(yàn)記錄，在一個(gè)部位振搗的時(shí)間為20～25s。作業(yè)時(shí)，使用2 臺(tái)振動(dòng)棒間隔2m 進(jìn)行振搗。前臺(tái)主要振搗區(qū)在下部鋼筋網(wǎng)和軌枕底部，后臺(tái)主要振搗區(qū)在軌枕四周和底部加強(qiáng)。搗固時(shí)應(yīng)避免搗固棒接觸排架和軌枕，防止移位超標(biāo)。

（2）表層混凝土振搗完成后，利用砼原漿抹面及時(shí)修整、抹面。直線地段的道床板頂面抹成1%人字坡，曲線地段按照超高漸變?；炷另斆鏄?biāo)高根據(jù)鋼軌表面至道床表面的固定間距控制。抹面完成后，及時(shí)清刷鋼軌、支承塊和扣件，防止污染。注意事項(xiàng)：支承塊四周混凝土頂面低于支承塊套靴下緣不少于2mm；混凝土初凝前、后分別將豎向螺桿松動(dòng)1/4 圈和3/4 圈，解除鋼軌全部扣件應(yīng)力；混凝土入模4 小時(shí)后重新擰緊鋼軌扣件螺栓，對(duì)澆筑后道床板進(jìn)行復(fù)測(cè)。

（3）初期養(yǎng)護(hù)采用噴霧器進(jìn)行霧化方式；后期養(yǎng)護(hù)采用土工布覆蓋噴水保濕方式；養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 天。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，禁止灑水養(yǎng)護(hù)，采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)措施。

（4）根據(jù)首件工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)来舶寤炷翝仓?3h，強(qiáng)度達(dá)到5MPa 可拆除軌排架。拆除順序?yàn)椋很壟沤宇^夾板、軌道扣件、軌向鎖定器、支腿架、軌排架、拆卸模板。確認(rèn)扣件全部松開后，吊裝軌排架至軌排組裝區(qū)并檢查軌排幾何尺寸，清理干凈后進(jìn)入下一循環(huán)施工。

（5）最后道床板在養(yǎng)護(hù)完成后，及時(shí)對(duì)伸縮縫用硅酮密封膠進(jìn)行填塞。封口時(shí)應(yīng)先沿預(yù)留2cm＊2cm 凹槽邊緣采用5cm 寬膠帶粘貼，再采用“注膠槍+刮刀”將硅酮密封膠填滿伸縮縫預(yù)留凹槽并刮平，然后將兩側(cè)5cm 寬膠帶揭下。注意要點(diǎn)：注入硅酮密封膠前應(yīng)涂刷界面劑，保證密封膠和混凝土粘合；注入密封膠時(shí)加強(qiáng)成品保護(hù)，防止污染道床。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在鐵路隧道工程的施工過(guò)程中，無(wú)砟軌道整體道床屬于經(jīng)常使用到的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，通過(guò)梳理該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需要注意的內(nèi)容，不僅可以確保節(jié)點(diǎn)質(zhì)量的合規(guī)性，而且能夠加快隧道工程的作業(yè)速度，提升工程作業(yè)質(zhì)量。