小型流水線預制工藝在彈性支承塊式無砟軌道結構中的應用

甄文

摘 要：簡要介紹了流水線預制彈性支承塊方案選定的背景及方法，并通過分析，總結出一套簡易成熟，具有較高經濟、社會效益的工法，為今后隧道無砟道床用軌枕預制積累了一定的寶貴經驗。

關鍵詞：隧道；流水線預制工藝；彈性支承塊；無砟軌道

中圖分類號：U213.2+44 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.157

1 概述

新建呼準鄂鐵路為客貨混運重載鐵路，其中，ZESG-3標段東勝隧道全長7 684.3 m。根據鐵總要求，隧道內軌道結構除進口500 m段落外，均采用27T軸重彈性支承塊式無砟軌道結構，并作為試驗段進行研究、施工，為國內首用。

本隧道共需彈性支承塊47 740塊，成品外觀及內在質量要求極高。根據工期要求，2016-11底前（4個月）預制完畢，12月底前完成鋪設。且根據本地區往年氣候規律，10月即進入寒冷期，氣溫對混凝土施工非常不利。綜合考慮上述因素，并根據項目實際條件，確定采取工廠化小型流水線預制工藝進行彈性支撐塊的生產工作。

2 方案確定

以需要性、科學性、創造性、可行性為原則，以嚴謹的科學態度，采用調查法、比較法及經驗總結法，結合項目實際生產規模及工期要求，有針對性地搜集既有鐵路項目類似彈性支承塊或其他型號彈性支承塊的預制生產情況、工藝工法，對現有生產水平、經驗進行系統的了解，并對調查搜集到的大量資料進行綜合、分析、比較、歸納，在經過對市場各大鐵路設備生產廠家的調查、咨詢后，通過多次方案論證、比選，確定了初步的流水線預制生產方案。后邀請行業內知名專家進行評審，在專家評審意見的基礎上及生產過程中，對該方案不斷改進、總結、完善，最終形成一套系統、科學、高效的小型流水線預制工藝。

該流水線預制施工工法具有系統化、規模化、標準化特點，使得27T軸重彈性支承塊預制從鋼筋安裝、混凝土灌注、振動成型、養護養生到拆模清模、套靴墊板安裝，最終到成品的整個過程，均足以滿足產品外形尺寸及內在質量的高要求。

3 流水線機具、模具特點

3.1 流水線預制機械設備組合配置

小型流水線預制生產工藝自動化程度較高，主要投入以下設備工裝。

3.1.1 手動布料機

手動布料機為彈性支承塊混凝土澆筑的設備，具有自動行走、手動布料的特點。行走電機功率1.5 kW，配備料斗（1.2 m3）、減速機、斗門、手動開門機構、滑線、走行輪、鋼軌等設施。

3.1.2 振動臺

振動臺主要用于彈性支承塊混凝土的振搗，振搗時間可根據試驗參數設定，能夠有效保證振搗質量。振動臺電機功率為30 kW，配備同步箱、料斗振動臺面板、彈簧、底座、傳動軸、機械激振器等設施。

3.1.3 輸送輥道及自動吊架

輸送輥道為生產線上縱向運輸組合模具的設備，兼作拆、裝模板的工作平臺；自動吊架為生產線上橫向吊裝組合模具的設備，配合桁吊吊裝組合模具進出蒸養池、上下輥道。

3.1.4 翻模機及脫模臺

翻模機的主要功能是在拆除側模后，將組合模具翻轉至脫模臺上，使彈性支承塊頂面朝上，便于脫模；脫模臺的原理是依靠自由落體運動來使彈性支承塊下落脫模，相比人工脫模，3.2 彈性支承塊模具的設計制作

彈性支承塊生產模具為組合式鋼模，由整體底模框架和小塊側模組合構成；每套組合式鋼模可生產10塊混凝土支承塊。由于支承塊的外形精度要求高，模具應具備足夠的強度和剛度。每套模板自重約1.5 t。

預埋鐵座采用螺栓固定在鋼模底部，使鐵座預埋位置牢固準確；鋼筋籠定位采用小型工裝，有效保證鋼筋保護層厚度，防止磕碰鐵座。

4 工程質量控制

4.1 生產原材質量控制

預制用水泥、骨料、減水劑、摻和料、鋼材等均應符合相關規范、標準規定及設計要求，生產（出廠）合格證、試驗報告單等單據齊全，運輸及現場存放等均需符合要求。

4.2 配套構件技術要求

鋼筋加工尺寸需符合設計要求，且經檢驗合格后方能投入使用。中度以上銹蝕的鋼筋網片不得使用，如果存放時間過長出現銹蝕，需除銹后方能使用。

扣件預埋鐵座符合Q/CR 481—2015的規定。

橡膠套靴和微孔橡膠墊板原材料不應摻用再生膠，且所有原材料應有生產廠家出廠合格證明書和復檢報告單，同時應有入廠檢驗報告單。表面應潔凈平整，修邊整齊，不應出現任何分裂、剝落或剝離現象，顏色應均勻，外形尺寸應符合設計圖紙規定。

4.3 彈性支承塊外觀尺寸、外觀質量控制

支承塊外觀質量和各部尺寸，用精度不低于1 mm的量具測量。

混凝土強度等級的評定、混凝土抗壓強度試驗、預埋鐵座抗拔力試驗、軌枕靜載抗裂強度試驗等均應按相關規范標準及設計要求進行，確保支承塊質量應符合設計圖紙《新建準格爾至鄂爾多斯鐵路隧道地段彈性支承塊式無砟軌道結構設計》《客貨共線鐵路試驗工點隧道內彈性支承塊式無砟軌道用部件》（研線1602）和《客貨共線鐵路隧道內彈性支承塊式無砟軌道用部件技術條件》（暫行）的規定。

4.4 彈性支承塊養護、養生質量控制

4.4.1 蒸汽養護

采用3+2+5～7+2的養護節奏，即靜停3 h，升溫2 h，恒溫5～7 h，降溫2 h。靜停從最后一模灌注完開始算起。升溫從靜停結束即可開始，升溫速度不大于20 ℃/h。恒溫溫度控制為55～60 ℃。降溫速度小于20 ℃/h。養護室要密封，不能漏氣。蒸養時，均勻、緩慢地升降溫度，以保證支承塊表面與枕芯溫度一致，防止裂紋產生。蒸養完成時，支承塊表面溫度與環境溫度溫差不能大于15 ℃。

4.4.2 保濕養護

拆模后的支承塊要由質檢員立即檢查外觀和外形質量，合格品、次品、廢品要分別碼放。合格品需繼續進行7 d的保濕保溫養護，堆碼覆蓋噴淋養生，覆蓋帆布封閉。噴淋時間和次數根據現場實際情況來定。

4.5 彈性支承塊廠內套靴墊板安裝質量控制

施工前，先將保濕養護完成后的支承塊靜置1 d時間，以保持干燥，然后分批次運送至套靴安裝區分塊攤開，底面向上，便于打磨及安裝。

安裝前，要檢查外觀和外形質量，遇有底面平整度不合要求、漏漿凸緣等情況，要由人工使用手持式電動角磨機打磨，不合格品不能安裝。

橡膠套靴及塊下墊板上的灰塵用潔凈抹布清除干凈，然后在橡膠套靴及塊下墊板上分別刷3道4 cm寬的膠（位置對應），把橡膠套靴和塊下墊板先粘在一起，用橡皮錘敲擊，使之黏接牢固，不留空隙。刷膠后要等5～10 min才能粘支承塊或橡膠套靴和塊下墊板，具體時間視膠的品種而定。

5 流水線預制生產優點分析

通過項目實施，針對27T彈性支承塊小型流水線預制施工采用了相關工藝數據，總結了相關經驗。該工法具有如下優點：①彈性支承塊模具采用整體底模+小塊側模的組合形式，通過側模改裝便可生產其他形式的軌枕，可替換程度高。②脫模平臺采用氣囊加橡膠墊的組合形式，在最大程度上降低了彈性支承塊在脫模過程中的機械損傷。③彈性支承塊鋼筋籠定位采用小型工裝，可有效保證鋼筋保護層厚度，防止磕碰鐵座。④由于采用整體底模+小塊側模的組合形式，支撐塊的預制工作可以多個（本工法為10個）為一組，同步進行鋼筋籠安裝、混凝土灌注、振搗、養生、拆模等工作，質量可控。⑤小型流水線作業平臺，各施工場地集中、工序銜接緊湊，便于集中管理，提高生產效率，保證產品質量。

6 經濟、社會效益分析

通過嚴格的過程控制、科學的施工組織，使得彈性支承塊生產的內在及外觀質量滿足設計要求。與傳統施工工藝相比，該工法可操作性強、簡易成熟，解決了彈性支承塊質量控制的施工難題，提高了勞動效率，縮短了施工周期，降低了施工資源的消耗，具有較高的環保、經濟和社會效益。該工法在國內尚屬首次使用，填補了現階段此方面的技術空白，為今后隧道無砟道床用軌枕預制積累了一定的寶貴經驗。