高速鐵路雙塊式無砟軌道軌排法施工通用性研究

萬 鵬

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600)

1 概述

鄭西高鐵、武廣高鐵均采用的是雙塊式無砟軌道結構，并且已經開通運營，但兩條長大線路無砟軌道道床施工大部分采用的是國外的技術裝備。隨著我國高速鐵路的發展，雙塊式無砟軌道施工技術的成熟，軌道排架法逐步成為雙塊式無砟軌道施工的主導技術，先后在大西客運專線和蘭新第二雙線占據了大部分市場。在經過不斷改進之后，單托梁式軌道排架能夠適應路基、橋梁、隧道以及一些特殊結構的道床施工，軌道精度大大提升，降低了軌道在聯調聯試階段扣件的更換率，降低了施工成本［1，2］。

2 通用型軌道排架結構組成

組合式軌道排架主要包括工具軌、托梁、調整裝置、縱模板4部分，用于懸掛雙塊式混凝土軌枕，形成道床排架結構。軌道排架優點在于可嚴格控制軌距、軌底坡、軌枕間距3項主要幾何尺寸指標，用機械方式固定，減少了施工調整時間，保證了施工質量［8］。

軌排采用單梁結構如圖1所示，混凝土抹面方面，作業空間大;同時單梁結構對于曲線段的施工誤差最小，能夠更好地適應曲線超高的調整，軌排的調整更加方便［5］。

圖1 軌排主要組成部分示意

旋轉調整裝置中的高低螺桿，調整軌道水平、超高。通過扳手操作調整裝置中的角度調節螺栓可以無級調整高低螺柱的垂直度(角度變化范圍，滿足軌道0～175 mm超高)，從而始終使螺柱框架保持垂直狀態。這樣保持支撐螺桿與底面垂直穩固，并便于軌排脫模、確保精度、符合高速鐵路整體道床的要求［8］。

3 雙塊式無砟軌道通用型排架法施工技術

3.1 通用型排架主要機構原理

(1)軌排框架

軌排框架是組合式軌排的主要骨架，包括排架工具軌和排架托梁，主要作用是模擬實際的線路情況，將軌枕塊精確地布置在指定位置。施工時將軌枕塊通過扣件按照設計間距固定于排架工具軌上，通過精調使線路的方向和高程符合設計要求，澆筑完混凝土并達到規定強度后即可將扣件松開。

(2)中間基準器

軌排托梁中心的中線基準器，是用于粗放時軌排中線與所鋪設線路中線的對中，盡量將偏差控制在4 mm以內，方便之后軌排的精調。軌排調整機構見圖2。

圖2 軌排調整機構

(3)楔形夾板

每根排架工具軌與托梁連接處各有2塊楔形夾板，鋼軌兩側各1塊，將鋼軌夾緊。同一根鋼軌兩側的楔形夾板的斜面一側均背對鋼軌，將A、B兩塊楔形夾板同時敲向斷面內，鋼軌則向右移動，2塊楔形夾板同時敲向斷面外，鋼軌向左移動。可以此來調整軌排中2根鋼軌的軌距和直線度。

(4)高低螺柱及框架

通過軌排高低調節器可以調整軌排軌面高程和螺柱的垂直度。通過扳手操作軌排上的角度調節螺栓可以調整高低螺柱的垂直度，以此始終使螺柱與支撐面保持垂直狀態。使用扳手操作高低螺柱可以調整軌面高程。同時，在精調過程中，調整角度調節螺栓，始終使螺柱框架保持垂直狀態。順時針旋轉螺栓，高低螺柱向外傾斜，相反，高低螺柱向內傾斜［8］。

3.2 通用型排架法施工應注意的問題

(1)斷面尺寸

不同線路具有不同的斷面尺寸，主要考慮線路中心距、橋梁防護墻間距、隧道襯砌半徑以及隧道底板寬度。例如，大西線線間距5 000 mm，防護墻間距8 800 mm，隧道內底板寬度9 400 mm，貴廣線線間距4 800 mm，防護墻間距9 000 mm，隧道內底板寬度9 200 mm，軌道排架的防護墻側軌向調節器以及模板支撐都依賴于此尺寸的變化。不同線路支撐長度會有所調整。另外，隧道襯砌半徑尺寸會影響鋪裝機組的尺寸，特別是跨度和高度的變化。

解決方案:在模板支撐以及軌向調節器后部加加長座，能夠適應一條線路的施工。

(2)高程及超高設置

不同線路的設計超高值或者軌頂高程有些差別。例如，蘭新線道床底面距離軌頂550 mm，而大西線、貴廣線、合福線以及成渝線為515 mm，超高值這幾條線路也略有差別。根據超高值來確定排架托梁與模板間隙，主要是考慮隧道最大超高。

解決方案:道床板模板考慮為分層設置，最多分2層，中間通過螺栓固定。高程不同對整體軌道高度影響，導致路基軌向調節器略有差別。

(3)隧道中心水溝

在有中心水溝的隧道內，為固定軌向調節器中部不能打釬，只能在水溝兩側進行打孔。而在水溝對側打釬使得隧道內中部通道受阻，通過性差，而且施工現場凌亂不美觀。

解決方案:在水溝內側打釬，軌向調節器變短，橋梁上長度不夠，需要加支撐座，保證通用性的同時，實現文明施工。

(4)軌枕間距及線路轉換

軌枕間距對軌排的利用率有重要的影響。從目前幾條線的軌枕間距來看，軌道排架利用率最高的為合福線以及成渝線。線路不同，軌枕間距可能不同，某條線路能夠使用的排架變換線路后可能不能使用。

解決方案:其中以650 mm為模數的排架可以通用，但是其他模數的排架可能需要調整。

(5)路基、橋梁、隧道頻繁轉換

貴廣、合福及成渝線有些項目為路基、橋梁及隧道頻繁轉換施工，對無砟軌道施工產生一些影響。尤其是鋪裝機組的上下轉換，以及軌行式門吊的軌道倒運。

主要解決辦法:鋪裝機組設置變跨裝置，設置上下臺階裝置，設置導軌裝置。

3.3 通用型排架路橋隧施工案例

以大西客運專線中鐵十一局施工現場為例，橋梁防護墻間距8 800 mm，線路間距5 000 mm，隧道內底板寬度9 400 mm。標準32 m簡支梁段軌枕布置變化在一端設置，變間距為5×620 mm+5×600 mm，標準24 m簡支梁、路基以及隧道軌枕間距都是650 mm。隧道內無中心水溝。

路基單工作面施工180 m(300 m軌排)，根據目前已經應用的情況，采用6500型號的排架即可滿足要求，優化的軌道排架長度，能夠將效率發揮到最高，節省設備采購費用，方便工人操作，不用做改動即可應用到橋梁和隧道施工(圖3、圖4)［9］。

梁上單工作面140施工延米(300 m軌排)。橋梁段施工主要考慮32 m/24 m簡支梁，48 m/64 m/80 m/100 m連續梁以及各種特殊長度的梁型，將軌道排架固定在2～3種以內的長度，根據不同的長度調整滿足施工要求。

該項目配置的排架長度為6500型排架以及6700型排架，其中24 m簡支梁施工排架順序為6500型+6500型+6500型+5200型，其中5200型排架為6500型拆分下來的。32 m簡支梁施工排架順序為6500型+6500型+6500型+6500型+6700型。鋪裝機組設置跨度可調裝置，滿足在隧道和橋梁上跨度的變化。

其中部分調整長度滿足各種不規則軌枕間距的施工。采用單元式布置方式，道床板及梁之間的縫隙大小對其布置沒有影響，形成長軌排，降低其順坡影響，減少短波不平順，軌排精調結束后由兩側的軌向調節器鎖緊固定，保證其軌道精度，如圖5、圖6所示。

隧道單工作面施工150延米(300 m軌排)。隧道內道床板屬于上部超高，為整體道床，縱模板與軌排分開，施工效率高，灌注混凝土時不會影響軌道排架的精度。隧道仰拱施工超欠高路面較多，軌排高程調整后，模板與地面密貼，單元軌排施工不僅能保證單元內施工，還能延伸施工長度。而且模板與軌道排架具有充足的空間，方便抹面，軌向調節器以及模板支撐采用與橋梁相同的方式［11，12］，如圖7、圖8 所示。

圖3 路基軌排及模板支撐

圖4 路基段排架施工

圖5 橋梁段排架施工

圖6 橋梁軌排調節器及模板支撐

圖7 隧道內排架施工

圖8 隧道內軌排調節器及模板支撐

4 結論

實踐證明，高速鐵路的施工與成套施工設備是密不可分的。從軌枕預制到鋪設，施工設備起到了決定性的作用。因此，應當深入優化雙塊式無砟軌道的配套設備，簡化施工，完善設備接口，形成一套連續有效的施工方法，為以后雙塊式無砟軌道施工打下深厚的基礎。

“工具軌法”為代表的雙塊式無砟軌道施工只是在某個節點環節應用了相應的施工設備，有些設備接口不明確。而所謂“簡易機具法”大量使用人力的現象還普遍存在。以“軌排框架法”為代表的高速鐵路雙塊式無砟軌道配套施工設備模塊化操作性強，標準化施工容易實現，最大程度F縮短了施工周期，取得了可觀的經濟及社會效益，并為類似工程施工開拓了思路，提供了借鑒。

［1］趙國堂.高速鐵路無砟軌道結構［M］.北京:中國鐵道出版社，2005.

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