摘 要:針對路橋隧頻繁轉換的雙塊式無砟軌道軌枕存放過程中的問題,重點討論了雙塊式無砟軌道軌枕的布置,對路橋隧等不同工況下提吊運輸軌枕提出三種方案并進行了比較分析,為我國路橋隧頻繁轉換狀態下雙塊式無砟軌道軌枕存放的施工研究提供參考。
關鍵詞:路橋隧轉換;雙塊無砟軌道;軌枕存放
無砟軌道具有軌道穩定性高、剛度均勻性好、結構耐久性強、維修工作量顯著減少和技術相對成熟等特點,在高速鐵路中被廣泛采用。目前國內數條高鐵均采用的是雙塊式無砟軌道,軌枕運輸和存放是無砟軌道施工組織的關鍵環節,在很大程度上影響著無砟軌道的施工質量和進度。其最大的難題就是要提供物流通道。結合路橋隧頻繁轉換的施工現場,重點對雙塊無砟軌道軌枕物流組織在路基、橋梁以及隧道內運輸、安放、吊運鋪設等方面進行探討,希望能為以后的其它無砟軌道施工提供一些建議和啟發。
1 不同工況下的線路特點
以貴廣線為例,貴廣高鐵全長861.7公里,隧道209個,總長度456.022公里,僅僅隧道就超過全長的一半,達到53.2%,橋梁210公里,橋隧共660多公里。大部分線路分布復雜,路橋隧頻繁轉換,有的項目橋梁下面沒有施工便道,只能通過隧道或者短路基來進行物流組織。在無砟軌道道床大規模施工的時候,軌枕如果不預先存放,那么很容易產生怠工現象,因此,考慮將軌枕跺預先存放至線路上,存放一定數量的軌枕,將會對施工組織帶來巨大的收益。圖1-3分別是路基、橋梁、隧道三種不同的典型施工工況斷面。
通過三種不同工況的斷面可以看出,路基段屬于下部超高,水硬性支撐層占據了較大的空間,中間空間只有1400mm空間,其軌枕跺寬度及長度(1500mm×2400mm)均不能放進此位置,即使放在此處也要考慮CPIII的測量。因此,路基段軌枕需要放在線路邊坡,橋梁防護墻間距9000mm,防護墻外側凈寬為1400mm左右,空間范圍也不能滿足要求,如果拆散軌枕跺,將會帶來很大的施工困難,如果放置在線間,考慮到底座板施工的問題,如果預存只能將軌枕跺放置在線間。隧道內可以有兩種選擇,可以將軌枕放置在線路一側,也可將其放置在兩側的水溝電纜槽上。在類似于貴廣線這種隧道占有比例較大的情況,軌枕存放對施工的影響較大。
2 軌枕布置情況說明
由于雙塊式無砟軌道施工需要大量的預制軌枕塊,預制軌枕塊需要一個較大的臨時存放場地,租賃場地需要較大費用,尤其是長大隧道施工時,斜井封閉或者運輸通道不通時,單靠每天的施工存放量是不夠的,一旦出現道路封閉的情況,就會出現怠工現象,造成工期拖延。軌枕塊如果提前進入現場可保證施工的順利進行,并且軌枕存放至施工現場可以盡早適應周圍環境,有利于混凝土澆筑。
2.1 軌枕跺放在隧道底板上線路一側
隧道內雙線施工時,軌枕堆放在一側線路,另一側線路為物流通道,軌枕堆放預留一天施工進度。軌枕堆放一定距離預留會車條件(如圖4所示)。隧道內軌枕間距650mm,每公里雙線軌枕數量3080根,按每垛5層,每垛5根計算,共123垛。每垛尺寸2400mm×1500mm,軌枕按鋪設時位置擺放,每垛間隔5.4m,可存放其它軌料,每200m預留一處會車空間,會車處軌枕垛間隔30m。軌枕擺放預留首段施工清理、鑿毛范圍,預留長度不小于每天施工進度。
此種方案的優點:軌枕提前運輸進隧道,在隧道內線路一側擺放整齊。每間隔上圖一段距離擺放一定數量的軌枕。不需要每天往隧道內拉軌枕,不需要開辟新的軌枕臨時存放場以及倒運軌枕。
不利的因素:長大隧道需要解決軌枕運輸,掉頭和裝卸的問題。大車進去調不了頭,需要轉換成小車,并且利用調車平轉橋來實現,而且需要增加軌枕塊裝卸的設備。軌枕跺不能太高,如果軌枕跺在三層以下不會影響CPIII的測量。CPIII點距離底板1300mm,五跺軌枕塊高度約1600mm高以上。如果堅持放5跺軌枕塊高度超過1300mm必須要將軌枕跺的縱向位置要求嚴格,才能避開測量的棱鏡路徑。
2.2 軌枕跺放在隧道兩側水溝蓋板上線路一側
軌枕跺放在隧道兩側水溝蓋板上線路一側(如圖5所示),按照650mm軌枕間距計算,每公里雙線隧道需要大約3080根軌枕,按照每跺軌枕25根計算,共需要123跺。如果根據施工速度計算,按照每天施工150m計算,需要19跺,每跺寬度1.6m,長度2.4m,按照每5m一跺考慮,大概95m左右,在施工范圍內。預留55m的物流倒運空間。
此種方案的優點:軌枕提前運輸進隧道,在隧道兩側水溝蓋板上一側擺放整齊。每間隔上圖一段距離擺放一定數量的軌枕。不需要每天往隧道內拉軌枕,不需要開辟新的軌枕臨時存放場。不占用隧道內空間,但是需要倒運軌枕。
不利因素:長大隧道需要解決軌枕運輸,掉頭和裝卸的問題。大車進去調不了頭,需要轉換成小車,而且需要增加軌枕塊裝卸及倒運的設備。同時要求軌枕順向碼放,不能太高;如果CPIII點布置在二襯上,需要計算好路徑和空間,如果CPIII點布置在水溝側壁上,則無需考慮;需要將軌枕塊吊下,并且轉向;受到隧道復測進度的影響。
3 鋪裝機組的不同配置
雙塊式軌枕采用鋪裝機組吊裝上線,根據軌枕堆放在線間位置或者水溝蓋板上的不同,龍門吊分為上行式與下行式,;下行式龍門吊走行在隧道線路道床板兩側的空間內,走行高度需要高過隧道踏步,從隧道轉向橋梁的時候需要變換跨度(如圖6所示)。
此種方案的優點:對于隧道橋梁頻繁轉換的情況,不需要上下臺階,直接通過,只需要變換跨度即可,跨度變化可采用雙排法蘭板,通過千斤頂頂起,變化跨度。門吊可以做成懸臂式,可倒運水溝上的軌枕。上行式龍門吊走行在水溝蓋板上,對應的軌枕跺碼放在隧道底板上線路一側
上行式龍門吊需要走在隧道內的水溝蓋板上。不需要變換跨度,但是需要解決橋隧上下臺階的問題。為解決此問題,根據需求采用附著式升降機構(如圖7所示)協同作業。升降機構能夠保證鋪裝機組在15分鐘內順利通過橋隧或者是路隧的結合處。
汽車吊配合運輸軌枕(如圖8所示),利用汽車吊本身的特點進行吊裝和運輸機動靈活,缺點是工序之間干擾比較大,這樣就會誤工,尤其是在澆筑混凝土的時候,因為混凝土罐車是施工中的重中之重,所以其他運輸車輛必須給其讓路,而這之中只能進行鋼筋及模板安裝作業。
4 結束語
綜上所述,無砟軌道I,Ⅱ線物流組織的方案可以排列出多種組合,根據不同工況下的斷面尺寸,軌道排架的幾何尺寸,CPIII點位置及測量的時機以及施工組織都使軌枕的放置成為困擾施工現場的一大問題,能夠解決好軌枕存放問題對施工工期,施工質量的保證起到了關鍵性的作用。在實際施工中物流組織的選擇可根據現場地形、現有設備、機械裝備等條件進行靈活的組合并選取合適的軌枕安放位置,最終達到投入最大化和工效最優化的目標,在此分析了貴廣線的一些特點希望能夠為以后施工的軌枕存放方法提供借鑒。
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作者簡介:袁勇(1970,11-),男,高級工程師,本科,畢業于中國地質大學管理工程專業,主要從事鐵路施工與管理的研究。