新建鐵路板式軌道全天候施工技術

楊 忠，趙 健，林 茂，劉振江

(1.中國水電集團，北京 100048;2.西南交通大學 土木工程學院，成都 610031;3.中國水電七局有限公司，成都 610031)

新建鐵路橋上CRTSⅡ型板式軌道由聚脲防水層、兩布一膜滑動層、高強度擠塑板、鋼筋混凝土底座板、填充層砂漿、軌道板、扣件和鋼軌等組成。除軌道板在工廠內預制生產外，其它結構均需在現場施工完成。由于防水層中的底涂和聚脲層、兩布一膜、擠塑板、粘結劑、填充層砂漿等對施工作業環境非常敏感，濕度、溫度、風、雨雪、粉塵等均能導致施工質量難以控制或施工難度加大，甚至無法施工。南北走向的鐵路全長1 318 km，沿線氣候變化大:北段多5℃以下的冬期施工，南段雨季時間有3～4個月;夏季施工有2～3個月，大風天氣有20多天。全線橋梁比例達到80.4%，橋上CRTSⅡ型板式軌道施工成為工期和質量控制性工程。為此，本文提出全天候施工理念，即在橋上創造一個工廠車間的作業環境，減小氣候變化對施工的影響，在確保施工質量的同時保證施工進度。介紹了具有保溫、散熱、防雨雪和抗風等功能的橋上施工棚設計及應用情況。

1 CRTSⅡ型板式軌道全天候施工要求

CRTSⅡ型板式軌道對施工的環境要求如表1所示［1-3］。因此人工營造的全天候施工環境在春、夏季施工時能防雨、防風、防曬、保濕、防塵，秋季、冬季施工能保溫、防風、防雨雪、防塵。在各種惡劣的環境下能正常進行防水層、兩布一膜、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、混凝土養護、灌注填充層砂漿等工序作業，具體需要滿足以下要求:

1)滿足防水層、兩布一膜、底座板施工、灌注填充層砂漿施工設備的空間要求。

2)能保證施工作業環境的溫度不低于5℃，采光良好，白天施工時有充足的自然光。

3)能夠防曬、通風，保證作業溫度不超過40℃。

4)滿足防火、防煤氣中毒、防化學品中毒的相關規范要求。

5)能承受30 cm厚的積雪壓力，抵抗6～8級大風。

6)經久耐用，適于周轉，經濟合理。

表1 無砟軌道施工環境要求

2 結構設計和配置原則

2.1 結構設計

如圖1所示，以3 m為一個標準節段，11個節段為一組(以32 m梁為標準單元)，兩端設分段式封擋，封擋中間設人行通道門簾。

采用圓弧形棚頂，骨架采用φ50 mm×1.8 mm無縫鋼管，表面鍍鋅或涂漆處理，每個標準節段兩側各設3根立桿。所有骨架按標準件加工，在現場用三通、四通進行插接式連接，連接處用螺栓和蝶型螺母固定。

圖1 橋上移動工廠內部結構

走行輪采用鋼制或塑料制V型槽輪，直徑以8 cm為宜，直接安裝在棚架立桿上，每個節段6個。為保證整體移動，預裝走行軌道，軌道采用∠50×50×5角鋼。當軌道安裝在防護墻上時棚架跨徑為9.12 m，當軌道安裝在防護墻外側時跨徑為10.42 m。

棚面采用夾棉篷布。面布為滌淪草綠色防水帆布，內夾絕熱用巖棉、礦渣棉(密度≤150 kg/m3，導熱系數≤0.044 W/m·K)，里布為白色阻燃布。兩側面開450 mm×890 mm的窗戶，頂部兩側居中設兩個1 500 mm×600 mm的透明窗。窗戶及透明窗用PVC透明軟塑料板封堵，窗外有遮擋布簾，用粘扣固定。每兩節施工棚頂設一處排氣管道專用口，用于底座板混凝土和水泥乳化瀝青砂漿的施工棚還需增設專用下料口。側面篷布長2.4 m，要在滿足設計凈空的前提下保證完全覆蓋防護墻并有不少于20 cm的壓邊。

為保證抗風能力，在棚面上設專用繩扣，并配纜風繩(圖2)。纜風繩固定在梁面預埋的A墻鋼筋上。篷布邊腳用重物壓邊固定，保證大棚抗風能力。

圖2 抗風措施

因各地氣候差異較大，為盡可能地節約成本，在開展CRTSⅡ型板式軌道全天候施工作業時，可根據不同的氣候條件有針對性地進行調整。如南方無冬季施工要求時，可選擇防水較好的塑料板材做棚面，在北方冬季影響更大的地區通過增加骨架剛度和加厚棚面來實現保溫效果。

2.2 配置原則

按每個作業面能形成一個完整的流水作業線進行配置，通過保證每道工序的全天候作業環境來保證整個無砟軌道施工區段的施工，主要配置方案如下:

1)無砟軌道板底座板:1組兩布一膜/擠塑板 +2組綁鋼筋/立模 +2組澆筑+2組養護，共7組231 m長。

2)無砟軌道鋪設:1組預處理+2組灌注填充層砂漿+2組養護，共5組132 m長。

3 全天候施工工藝

3.1 施工工藝流程

CRTSⅡ型板式軌道工藝流程如圖3所示。

圖3 CRTSⅡ型板式軌道施工流程

3.2 施工棚安裝和移動

由于采用定型骨架設計，且各構件質量較輕，現場由人工直接組裝即可。施工棚采用角鋼作為走行軌道，軌道預先安裝在橋梁防護墻外側(不影響CPⅢ測點)或防護墻與豎墻之間的溝槽內，路基則直接安裝在表層基面上，以保證施工棚在走行時可整體滑動，不偏移不變形。

各道工序結束后施工棚可向前移，一組施工棚可一次整體同時移動，移動時兩側各用3人同時同向推動前行。移動前要檢查軌道安裝是否穩固、要確認前方無障礙物、要解除所有纜風繩。

3.3 環境調節和控制

施工棚在冬季氣溫較低和雨季濕度較大時，必須采取措施改善棚內的環境條件。冬季棚內升溫以煤爐為主、熱風機為輔，一般一組棚內放置3～4個煤爐。煤爐排氣管橫向延伸約6 m后再向上直排，使燃煤熱量盡可能多的保留在棚內。箱梁體內采用熱風炮加溫，每孔梁內配1～2臺。棚內分區域懸掛溫度計，基面采用紅外線測溫儀量測，設專人進行量測、記錄、整理、分析，各項措施見圖4。

雨季封嚴各節段連接扣，保證雨水不進入棚內，采用熱風機加熱除濕，保證梁體基面濕度要求。大風天氣注意系好纜風繩并用重物將棚布壓邊，保證棚體穩固。夏天可掀起側面棚布進行通風散熱。主要環境調節設備配置見表2。

圖4 梁體升溫措施示意

表2 冬期施工設備配備

夏期施工時，如圖5所示，一般情況下可以打開兩邊的窗戶通風，調節棚內溫度不超過40℃。

圖5 夏期施工施工棚防曬及通風

3.4 施工要點

1)低溫施工防水層、擠塑板、兩布一膜時應提前對棚內和梁體基面進行升溫，當基面達到5℃以上時再進行涂膠鋪設。要注意膠體與基面同時預熱，保證膠體有合適的黏稠度，以便涂抹均勻。涂膠前應用熱風機干燥基面。

2)當綁扎鋼筋和立模、拆模所需材料就位后，立即滑移施工棚到作業區。棚內溫度保持在5℃以上，有一個較好的作業環境，以利工作效率的提高。

3)澆筑底座板混凝土和灌注填充層砂漿時應雙線同時進行，在篷布上開設專門的下料口，澆筑完成后立即恢復封閉。

4)冬季澆筑的混凝土強度達到設計強度1/3(底座板10 MPa，支承層5 MPa，一般為2 d時間)前保持棚內溫度在10℃左右，之后可用棉被覆蓋養護并將保溫棚前移。

5)混凝土養護期間注意溫度和濕度的控制，宜加蓋塑料薄膜保濕。

6)夏期施工時宜采取早晚開窗通風、中午關閉窗戶的方式。

4 應用情況

新建鐵路三標段地處山東境內，無砟軌道施工初期正值冬季，同時還伴有大風、雨雪天氣。全天候施工技術首先選泰安境內的大汶河特大橋做試點，通過調整棚內升溫措施，在最低氣溫達－16℃時依然持續保持了10℃左右的棚內溫度。試驗成功后現已在全管段內全面展開。2009年底山東境內出現了暴雪和多次雨夾雪天氣，棚頂積雪最厚達到20 cm，同時還多次出現了5～6級大風天氣，但施工棚并未壓塌或吹翻。沒有因雨雪水浸濕梁面施工區域，很好地抵御了風、雨、雪等不良天氣的侵襲。因棚內一直處于正溫狀態，滿足了各項結構的施工規范要求，人員也有一個比較舒適、安全的作業環境，使無砟軌道施工基本未受外界環境變化的影響。同時，減少了停工和窩工，也有利于成本控制。目前CRTSⅡ型板式軌道全天候施工技術已在新建鐵路全線推廣應用(圖6)。

圖6 天津特大橋施工現場

5 結語

施工棚的保溫、防風、防雪、防曬、通風等功能都經過精心的設計，能夠滿足相應的要求。實際使用效果也比較理想，減少了惡劣天氣對于施工的不利影響。對確保無砟軌道的全天候施工質量、加快施工進度提供了有力的保障。

［1］中華人民共和國鐵道部.科技基［2009］88號 客運專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道滑動層暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［2］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運專線鐵路無砟軌道支承層暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［3］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.