淺析黃草山隧道雙塊式無砟軌道施工技術

■羅楨琦 ■廣西路橋工程集團有限公司，廣西 南寧 530000

1 工程概況

黃草山隧道無砟軌道全長6621米，DK79+311～DK85+932全長6621m，其中DK79+311～DK79+316、DK85+927～DK85+932為無砟軌道過渡段共10m。整個隧道設計為人字坡，坡度分別為13．5‰、9．0‰、3．0‰。隧 DK79+653．78 ～ DK80+870 段和 DK79+653．78 ～DK85+932位于R=7000m的左偏曲線上，隧道左偏曲線偏角為áZ=8°19'04″和 áZ=13°16'58″，其余地段位于直線上。試驗段采取工具軌法施工工藝施工，施工隊伍由無砟軌道專業隊負責。其中將無砟軌道專業隊分為兩個施工班組分別進行隧道左線、右線的無砟軌道的施工。試驗段分兩次施工，分別于2011年5月10日和5月13日完成DK85+300～DK85+150和DK85+150～DK85+000兩段的施工。

2 工程主要技術標準

2．1 鋼軌及扣件

正線鋪設100mU75V、60kg/m全長淬火無孔新軌。

正線扣件基本軌采用WJ-8A型彈性扣件，無砟軌道過渡段基本軌采用WJ-7A型扣件、輔助軌采用扣板式扣件。

2．2 軌枕

采用SK-Ⅱ型雙塊式軌枕及無砟軌道過渡段軌枕。軌枕在廠內預制，其質量符合相關技術要求，一般情況下，軌枕間距650mm，每公里鋪設1540根，特殊情況下，可根據實際情況調整，軌枕間距控制在600mm～650mm。

2．3 軌道結構高度

隧道內雙塊式無砟軌道結構高度為515mm，分無砟軌道過度段、距洞口200m范圍內和距洞口200m往內三種地段位置分別采用不同的設計圖。

2．4 道床板設計

道床板采用C40鋼筋混凝土現場澆筑，標準道床板寬2800mm，厚260mm。隧道范圍內道床板連續澆筑，在結構縫處斷開，在仰拱回填層上鉆深250mmΦ40孔，用耐疲勞高強粘結劑置入4*8排M24銷釘。

2．5 道床排水

隧道內設中心排水溝，直線地段道床頂部設0．7%的橫向排水坡排向中心溝;在曲線設置超高地段，在道床板頂部設置不小于0．7%的排水坡。

2．6 曲線超高設置

曲線超高設在道床板上，采用外軌抬高的方式，實設超高值根據設計單位給定的超高值設定。

2．7 道床板絕緣及接地設計

除縱、橫向基底鋼筋交叉點按規定進行焊接外，其余縱向鋼筋與橫向鋼筋(含軌枕桁架橫向鋼筋)的交叉點均設置絕緣卡做絕緣處理。在道床板澆筑前應對絕緣性能進行測試，滿足相關技術要求后方可澆筑混凝土。

無砟軌道中的接地鋼筋利用道床內的結構鋼筋，每線軌道設三根縱向鋼筋，利用道床板上層軌道中心和最外側兩根鋼筋;對于單元道床板內設一根橫向接地鋼筋;對于連續道床不超過100m設置一根橫向接地鋼筋。縱橫向接地鋼筋交叉點應焊接，接地鋼筋不得構成電氣環路。接地鋼筋與其它鋼筋交叉時應進行絕緣處理;道床板接地每100m形成一個接地單元，接地單元中部“貫通地線”單點“T”型可靠連接，接地單元之間的接地端子不連接。

3 無砟軌道施工技術及流程

3．1 施工總體方案

根據工程自身特點，本工程總體施工部署為:試驗段共投入12對工具軌，每根工具軌長12．5m，從黃草山隧道出口直線段DK85+300為起始里程，左線先施工250m無砟軌道試驗段(含5m無砟軌道過渡段)，先施工125m，然后進入下一循環后125m試驗段的施工。為優質、高效、按期完成管段內的施工任務，項目部專門成立組成“無砟軌道領導小組”，組長由項目經理擔任，副組長由副經理和總工程師擔任。項目部設工程部、安質部、機運物資部、財務部、計劃合同部、中心實驗室和辦公室“五部二室”，全面負責管段內無砟軌道的組織、管理和實施。

3．2 施工準備及物流組織

在無砟軌道施工前，隧道鋪底按高程復測結果采用打磨機對基底砼面進行鑿毛處理，并用高壓水清理干凈。根據設計及施工進度情況，計算確定所需的軌枕及鋼筋數量。根據現場進度，分批進料，確保施工的正常進行。鋼筋以及軌枕需驗收合格后方可卸車，并且需按要求堆放在制定地點。

鋼筋在加工棚加工，按照每施工循環用量用農運車運至洞內施工作業面，縱向筋按單位長度用量卸放在道床底板上，橫向筋及架立筋擺放在兩側水溝蓋板上，按不同型號分類擺放整齊，底部采用方木墊起，上用彩條布覆蓋，并對各種型號進行標識。軌枕按照標識好的指定位置堆放整齊、平穩，1層4根，每垛4層，層間用10×10cm方木支撐，枕垛應綁扎牢固，兩枕垛之間要求的最小間距為0．5m。

3．3 鋼筋、軌枕以及工具軌的鋪設布置

按照設計圖紙布置底層縱向鋼筋和橫向鋼筋，縱向鋼筋根據不同里程段采用Φ18或Φ20螺紋鋼，橫向鋼筋采用φ16螺紋鋼。待鋼筋布置完畢后安裝絕緣卡，要求每一與縱向連接處都有絕緣卡。

軌枕布置前應對軌枕進行檢查，傷損掉塊、桁架變形的軌枕不得使用。軌枕采用人工散布，專人對所擺放的軌枕位置進行調整，使其與標識線吻合。與此同時，布置過程中需確保同組軌枕間距誤差不大于±5mm，左右偏差不大于±10mm，兩組軌枕間距偏差不大于±10mm，并應保持軌枕基本平順，與線路中心垂直。

安裝工具軌前應進行測量，并對承軌槽和扣件進行清理，變形超標的鋼軌不得使用。隨后采用12．2m和12．8m的工具軌搭配12．5m工具軌排布，使接頭避開軌枕位置。每12人一組進行人工鋪設，首先將單根鋼軌先抬放至要擺設區段旁邊，用方木墊起，采用鋼刷、抹布或鑿子對軌底及軌頂進行清理，清理完成后擺放就位，采用扳手將扣件螺栓預緊。

3．4 軌排的組裝與粗調

工具軌安裝完成后，采用方尺對枕距進行精調使軌枕方向垂直于鋼軌。在工具軌上和控制扣件螺栓上作出中心標識，并采用方尺按中心標識垂球控制軌枕間距，起道機、撬棍調整枕距。調整完成后安裝絕緣墊塊，初擰扣件螺栓，擰緊程度以手擰不動為宜，施擰時先同步擰鋼軌內側兩螺栓，然后同步擰鋼軌外側兩螺栓，待軌枕間距調整完成后進行扣件螺栓施擰，形成軌排。其中，必須確保軌距調節后為鋼軌的真實軌距，避免鋼軌扭曲或傾斜。

在完成軌排組裝后對其進行粗調，粗調前需對枕距、軌距及軌道落槽情況進行檢查，確定其符合要求后方可進行粗調。隨后利用起道機抬升軌排51cm，并按軌道中心位置標識調整軌道中心。最后安裝螺桿調節器托盤，利用起道機、螺桿調節器按“先標高、后中線，再復核標高、中線”的順序循環完成軌排的粗調工作。粗調后中心線偏差應在3mm內，高度應低于設計標高約3～5mm。

3．5 橫向限位器及模板安裝

為防止軌道在調整后因外力干擾造成滑移，須在在軌道一側設置橫向限位裝置用來鎖死軌道。橫向限位器每隔2根軌枕安裝一個，同時每軌頭處安裝一個鎖死軌頭。橫向限位器采用地錨或斜撐形式，地錨形式是采用絲桿與軌枕底鋼筋桁架中一根橫向鋼筋焊接相連，雙螺帽固定，從而達到橫向限位的目的;斜撐形式是用可調節絲桿兩端分別支撐在側溝和工具軌上，通過調節絲桿來實現精調。

安裝模板時采用定型鋼模，底部采用木楔塊調整角度以保證模板豎直。模板使用前應先打磨，涂刷脫模劑，隨后按放樣點位在鋪底層植入鋼筋，卡住模板底，模板外側用角鋼或鋼管加斜撐，內側加撐桿加固。模板安裝后內側面的允許偏差為:頂面高程，±5mm;寬度±5mm;中心位置2mm。

3．6 混凝土澆筑及養護

混凝土澆筑前，先采用噴霧器噴水濕潤軌道下部結構、軌枕表面、軌枕塊側面及底部。并采用防護罩覆蓋軌枕、扣件、螺桿調節器、軌距撐桿。澆筑時，采用輸送泵澆筑，泵管沿模板方向鋪設在水溝電纜槽蓋板上，隨著澆筑的進行，逐節拆除泵管;同時，必須待混凝土完全漫過下一個軌枕底邊緣時，方可移動料槽進行下一格澆筑，防止軌枕底部有汽泡形成空洞，形成質量隱患。緊接著進行人工整平、抹面以及清刷鋼軌和軌枕。

混凝土澆筑完成半小時到1小時之間，松動螺桿調節器1/4圈，使軌排下降不超過1mm，消除桁架彎矩和混凝土豎向沉陷產生的間隙;2小時后，松開魚尾板、軌距撐桿、調節螺桿、軌枕扣件螺栓1/2圈，釋放混凝土凝固過程中產生的溫度應力及收縮應力，防止混凝土與鋼軌變形不同步，造成混凝土拉裂、軌槽被拉動;24小時后可松掉全部約束，拆除螺桿調節器和軌距撐桿。

混凝土澆筑完成后需進行養護，養護時采用覆蓋無紡布灑水養護，無紡布覆蓋要注意到邊到角，并盡量與混凝土面密帖，專人專班灑水保濕養護。覆蓋養護時間不少于7天，混凝土養護時間不少于14天。

4 施工技術要點及注意事項

(1)由于道床板一旦施工成型，進行拆除或重新施工相當困難。因此需在無砟道床施工前，做好“四電”預埋件(特別是過軌預埋件)的清理工作。

(2)引入CPⅢ施工基標精密控制網、高精度的絕對定位測量控制手段，高度重視測量儀器的選用、測量方法的掌握和數據結果的綜合評判。

(3)抓好施工過程控制，保證無砟軌道施工質量(關鍵是道床板砼質量及軌道的幾何尺寸，三度:強度、尺度、平整度)。

(4)由于空間狹小，組織平行作業受限，必須合理安排各施工工序銜接組織。其中，收面抹光及后期清理工作時間緊、工作量大，需合理安排人員來確保混凝土施工質量達到高標準。

(5)由于洞內濕度較大，半成品鋼筋不宜過早放入洞內，否則容易致使鋼筋生銹并對絕緣電阻測試不利。

(6)為確保施工精度及抹面效果，每次軌排組裝前需對扣件及軌排進行全面清潔。

5 結語

黃草山隧道無砟軌道地屬剝蝕低山地貌，是一項專業技術非常強的工程，要求過硬的專業知識和豐富的工作經驗。在施工過程中，嚴格按照作業指導書合理銜接各項工序，并加強材料和機械管理以確保工程進度和質量;同時引入CPⅢ施工基標精密控制網確保施工精度。黃草山隧道無砟軌道施工順利完成，經檢測全部滿足驗收標準要求。

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