地鐵板式道岔鋪設技術研究及應用

李育朝

【摘 要】 隨著國內高速鐵路板式軌道的快速發展和先進的測量控制技術手段的使用，為地鐵軌道工程的施工和發展提供了一個全新的思路和模式。但是地鐵軌道不同于高速鐵路，在設計技術標準、工況邊界條件、環境減振降噪需求等方面存在著差異。為此，借鑒高速鐵路無砟軌道技術，上海地鐵嘗試在12號線設計了1組9號單開預制板道岔，論文以該工程實踐為背景，提出了地鐵道岔預制板合理的設計尺寸，開發了地鐵板式道岔數字化精調和自密實混凝土配合比設計、配置及灌注、板式道岔鋪設成套技術，可為地鐵板式道岔設計及施工提供借鑒。

【關鍵詞】地鐵板式道岔；自密實混凝土灌注；板式道岔精調

【中圖分類號】U213.2

【文獻標識碼】A·B

Research and Application of Subway Slab Turnout Technology Track

Li Yu-zhao

（China Railway First Group New Railway Laying Corporation Xianyang Shaanxi 712000）

【Abstract】With the rapid development of domestic high-speed railway slab track and the use of advanced measurement and control technology， it provides a new idea and mode for the construction and development of subway track project. However， the subway track is different from the high-speed railway， there are differences in the design of technical standards， working conditions boundary conditions， environmental noise reduction requirements. To this end， drawing on the high-speed railway ballastless track technology， the Shanghai subway to try in the 12 line design of a group of 9 single open prefabricated slab turnout， the paper to the engineering practice as the background， put forward the subway switch prefabricated slab reasonable design size， The design and configuration of the subway slab turnout digital fine adjustment and self-compacting concrete mix design， configuration and perfusion， slab turnout laying complete sets of technology， for the subway plate turnout design and construction to provide reference.

【Key words】Subway slab turnout；Self - compacting concrete；Slab turnout fine tuning

1. 概述

京津、京滬高速鐵路從德國引入18號、42號大號碼板式無砟道岔，道岔板在工廠內分段預制，現場機械化鋪設，精調到位后，灌注自密實混凝土，然后在其上鋪設道岔鋼軌件。經過工程實踐，先后在滬杭、鄭徐等高速鐵路項目得到推廣應用。地鐵道岔區整體道床澆筑混凝土方量較大，要求一組單開道岔一次澆筑成形，工人勞動強度大，混凝土澆筑過程中對已精調到位的道岔軌排會產生擾動，影響道岔幾何形位。考慮將高速鐵路板式道岔的理念引入地鐵，需要結合地鐵特殊的工況條件進行板長、板寬的設計，并開發配套的道岔板運輸、鋪設、精調工藝和配套的工裝。上海地鐵12號線嘗試設計了一組9號單開板式道岔，并在虹梅路站進行了試鋪，取得了良好效果。

圖1 地鐵預制道岔板軌道分塊示意

圖2 地鐵板式道岔道床結構斷面

2. 預制9號單開道岔板軌道結構設計

地鐵板式道岔根據地鐵使用道岔的特點和型號進行設計，板式道岔道床結構主要由道岔板、自密實混凝土層、隔離膜和底座組成。

（1）地鐵地下線整體道床道岔主要以9號道岔為主，根據9號單開道岔結構，同時考慮模板制作以及道岔板的生產、存放、吊裝、運輸，滿足軌排孔下料尺寸（27 m×3 m）要求。寬度或長度不大于3 m，60～9號單開道岔共分為9塊板，單塊板最大重量約6 t，板縫設計為100 mm，轉轍機安裝溝槽處采用420 mm，并預留凹槽（適用于軌枕式轉轍機）。道岔板岔前轉轍器部分為矩形，導曲線部分為梯形，岔后為梯形和不規則四邊形。

（2）經力學分析以及結構配筋設計，道岔板厚度確定為200 mm，并設置20 mm高的承軌臺，承軌臺寬度260 mm。

（3）承軌臺內預埋扣件套管，每個承軌臺內預埋的套管數量從4個到8個不等。

（4）每塊板上設置兩個自密實混凝土灌注孔，上口直徑為160 mm，下口直徑為140 mm，根據灌注要求，兩個孔距離為2.4 m。endprint

（5）考慮道岔板制造時脫模方便及施工時起吊使用，在每塊道岔板上布置了4組起吊套管，起吊套管統一布置在板的縱向。

（6）地鐵9號道岔板縱橫向限位采用凹槽方式。道岔板厚220 mm（包括20 mm承軌臺），自密實混凝土層厚102 mm（含4 mm的土工布隔離層），底座厚度180 mm，限位凹槽深80 mm。

（7）地鐵板式道岔道床平、斷面圖分別如圖1、圖2。

3. 預制9號單開道岔板軌道鋪設總體方案

道岔板為專項設計的標準定型產品，采用工廠化進行道岔板預制生產，加工成型的道岔板通過汽車運輸至鋪岔車站，通過地鐵預留的吊裝孔吊入需鋪岔的地下車站，采用吊裝運輸設備，運輸、吊裝至鋪岔位置，采用軌道基礎控制網及配套測量系統及工裝設備進行道岔板幾何位置調整，調整完畢后進行自密實混凝土層的灌注施工，最后道岔鋼軌及配件組裝及精調。道岔板基底臺座混凝土施工提前于道岔板鋪設前完成。

地鐵板式道岔施工基本工藝流程如圖3。

4. 預制9號單開道岔板軌道鋪設工藝及技術要求

4.1 道岔板組合拼裝試驗。

因道岔板預制和道岔鋼軌件、扣件生產不是同一個廠家，其制造均存在偏差，首次實施的預制板道岔，需要在鋪軌基地或廠家進行道岔板鋪設及道岔組裝試驗，各項指標滿足要求后，再運往現場進行鋪設。重點檢查道岔墊板位置安裝高度、鐵墊板的厚度、預埋尼龍套管孔位等是否滿足限差要求。同時注意拼裝板式道岔嚴禁多次重復在尼龍套管擰入扣件螺栓，尼龍套管擰入扣件螺栓時按要求涂油脂。

4.2 預制道岔板混凝土底座施工。

（1）根據調線調坡后的線路，測設道岔線路中心線、板縫位置線、道岔底座邊線、高程控制樁，作為基底鋼筋網綁扎、結構縫設置里程、限位凹槽設置位置、基底混凝土高程控制的基準。

（2）混凝土底座鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑等與普通預制板道床混凝土底座施工類似，這里需要注意的是凹槽模板安裝定位及控制，其縱、橫向位置允許偏差控制在2 mm以內，否則將會與道岔板下門形鋼筋發生沖突，影響道岔板鋪設。

4.3 預制道岔板鋪設邊線測設。

混凝土底座施工完成后，在其上測設道岔板鋪板邊線，給道岔板初步就位、鋪設土工布、自密實混凝土層鋼筋網片綁扎提供基準位置。

4.4 隔離層及彈性墊層鋪設。

在混凝土底座上按設計尺寸鋪設隔離層及凹槽周圍彈性墊層，隔離層鋪設前應將底座表面和限位凹槽清理干凈，鋪貼平整。

4.5 自密實混凝土鋼筋網片安裝。

鋪設鋼筋網片根據道岔板的分塊情況，以測量的邊線和板縫線為基準，進行鋼筋網片的布設。部分鋼筋在門形筋位置穿鋼筋，按設計要求設置。

4.6 道岔板運輸及鋪設。

4.6.1 道岔板的運輸。

道岔板由有岔車站上部預留的孔洞（一般為盾構端頭井）吊入地下車站，采用運輸及吊裝設備進行道岔板的鋪設。在吊裝運輸過程中，注意對道岔板的邊角的保護，道岔板長時間臨時存儲時，需采取措施防止道岔板的翹曲變形。

4.6.2 道岔板的鋪設及初步就位。

（1）道岔板鋪設前，應確認鋪設的土工布隔離層表面不得殘留雜物，綁扎的鋼筋網片位置正確。

（2）按照設計不同道岔板的先后布置順序，進行道岔板鋪設。道岔板鋪設前，應預先在基底表面放置支撐墊木，墊木位置應放在道岔板板端位置，放置四塊墊木做臨時支撐（墊木放置位置宜臨邊，在調節器起板后方便取出）。墊木高度按90 mm厚度加工（小于自密實混凝土層厚度，道床板自密實混凝土厚度102 mm）。

（3）作業面起吊設備配合進行道岔板的鋪設，以放樣的邊線和板縫線為基準進行落板并初步就位，軌道粗鋪精度控制：前后允許偏差10 mm，左右允許偏差10 mm（滿足調節器的調節范圍）。

4.7 道岔板精調及固定。

道岔板精調從岔后往岔前依次進行。道岔板精調依據軌道基礎控制網，采用全站儀和配套的道岔調板軟件進行測量和精調。道岔板上利用扣件尼龍套管作為棱鏡定位孔，全站儀實時測量同棱鏡交換數據，指揮人工利用三向調節器進行道岔板的精調。道岔板精調注意搭接測量，避免產生累積偏差。嚴格控制道岔板的前后位置（沿線路方向），尤其轉轍機安裝位置的道岔板。具體精調允許誤差如表1。道岔板精調完畢后，應檢查四角位置的調節器是否均處于受力狀態，可能存在精調器三點受力狀態，造成道岔板固定不牢固。道岔板精調到位后，進行壓板裝置和自密實混凝土封邊模板的安裝。

4.8 板下自密實混凝土灌注。

預制道岔板下自密實混凝土灌注揭板試驗采用普通預制板進行。揭板試驗合格后，按確定的施工配合比進行自密實混凝土的配置及灌注，灌注時，宜采用“慢——快——慢”方式，連續一次性完成單塊板的灌注。防溢管在自密實混凝土混凝土澆筑完成后3h后拔除，并在板面預留孔位置插入“S”型鉤筋，進行灌注口（或防溢孔）的混凝土收面。調節器及壓板支架應在自密實混凝土終凝后拆除。

4.9 道岔鋼軌件安裝及精調。

嚴格按照道岔鋪設圖進行道岔組裝，組裝道岔時嚴格控制道岔鋼軌與已成型道岔板的相對位置。道岔組裝完畢后，對道岔的軌道幾何尺寸進行檢查。對局部超標的地方，采用道岔鋼軌扣件進行調整。

5. 解決的關鍵技術及應用情況分析

上海軌道交通12號線虹梅路車站國內外首次在地鐵有岔站采用板式軌道結構，解決的關鍵技術如下：

（1）傳統的道岔整體道床采用軌排法現澆模式，道岔軌排依據道岔控制基標和加密基標人工通過L尺、弦線、軌距尺調整，現場一次澆筑混凝土工作量大，施工質量難以控制。新的方案采用預制板道岔，道岔板精調依據軌道基礎控制網通過調板軟件實現數字化精調，可大幅度提高道床的質量和后期道岔鋼軌件安裝精度。

（2）結合地鐵限界和現有鋪軌工裝配置能力，提出了合理的道岔板分段長度，總結了地鐵道岔預制板吊裝、運輸、鋪設、精調及自密實混凝土灌注成套施工技術。

（3）開發了適用于道岔區段的軌道板精調配套軟件和道岔板三向調整器，實現了道岔板數字化精調。

（4）道岔作為地鐵運用中的關鍵設備及容易出現故障的部件，板式道岔提高了道岔的整體框架性和道岔鋪設的精度，從建設全壽命周期考慮，減少后期運營維修工作量和事故出現的概率，有效地降低后期運營維護成本。

上海地鐵12號線于2015年12月19日運營通車，列車經過板式道岔區運行平穩安全，繼上海地鐵12號線后，上海軌道17號線公司標段應用了19組板式道岔。該技術將為地鐵板式道岔設計及鋪設提供很好的借鑒。

參考文獻

[1] 國家鐵路局，TB10621-2014 高速鐵路設計規范[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[2] 中華人民共和國鐵道部，鐵建設[2010]241號，高速鐵路軌道工程施工技術指南 [S]. 北京：中國鐵道出版社，2010.

[3] 安國棟，高速鐵路無砟軌道技術標準與質量控制[M]，中國鐵道出版社，2009，311-317.

[4] 李昌寧. CRTSⅢ型板式無砟軌道軌道板預制與鋪設技術[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

[5] 陳孟強. CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土施工關鍵技術[J].高速鐵路技術，2013，5：82-86.

[6] 李吉林. 高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道工程施工質量的管理與控制[D].四川省成都市：西南交通大學，2013.endprint