齊 悅,邸銀橋
(鄭州鐵路職業技術學院,河南 鄭州 451460)
無砟軌道鋪設施工技術的應用可保證建成后的軌道符合時速200km以上列車的通行要求,并且具備良好的防塵環保特性,值得廣泛推廣。我國最早的無砟軌道為長達1km的南疆線支承塊式道床,而后在1995年開始研究彈性道床結構。無砟軌道因其良好的結構性能,被廣泛應用于各地區軌道建設項目中,由此解決了以往道砟飛濺的問題,保障軌道運行安全。
無砟軌道是指無道砟軌道,是在原有道砟鋪設的基礎上利用混凝土結構實現鋼軌的順利鋪設,由此在保障列車行駛安全與正常行駛速度的前提下減少粉塵污染,進而有效解決傳統有砟軌道的道砟飛濺問題。從無砟軌道施工經驗中可知無砟軌道具有下列優勢:
(1)性能突出。有砟軌道鋪設道砟是為了降低軌道振動率、吸收摩擦熱,而無砟軌道可在展現出絕緣特性的同時將摩擦熱傳遞至軌道跨距中,以此達到吸熱目的。另外,無砟軌道的安全性能良好,不易受道砟飛濺的影響而出現車身損壞等問題;尤其是無砟軌道自帶的支承結構,可保證軌道與軌距之間擁有良好的協調性,延長使用年限。
(2)易于維修。與有砟軌道相比,無砟軌道因其穩定性突出且耐久性好,故維修率偏低。從我國2009年運行的武廣鐵路與2011年運行的上海虹橋高鐵軌道實際維修記錄中可知,無砟軌道可適當提升列車舒適度,并且減少維修作業次數。
無砟軌道的確具有顯著的應用優勢,甚至在遂渝鐵路中達到了232km的時速試驗要求,但在實際施工過程中,無砟軌道存在一定的施工難度。最為明顯的是,在無砟軌道地基建設期間難以控制其沉降程度,導致無砟軌道鋪設施工作業期間受到扣件性能的影響而增加了運行風險。為了進一步增加地基穩定性,應從質量與經濟性指標方面選擇適合的扣件系統,進而為后續無砟軌道鋪設施工環節的順利進行提供保障。
此外,地基沉降還受到扣件剛度、荷載作用點、砂漿彈性模量等因素的影響,進而產生不同的地基力學分析結果,對鋪設施工帶來干擾。因此,施工人員需明確掌握每一項施工步驟的施工技巧,便于加強對地基沉降規律的有效把控。
無砟軌道鋪設施工技術作為一項全新的軌道施工技術,與原有有砟軌道測量要求已然出現不匹配狀況。若依舊依靠傳統測量技術,將無法保證無砟軌道測量精度符合具體的施工要求。因此,應立足于高新測量基礎優選高精度測量工具。例如客運專線鐵路在應用無砟軌道施工技術時,應以二等水準測量精度作為標準,促使無砟軌道測量精度達到預期要求,避免受測量精度的影響而導致無砟軌道測量放樣操作中出現誤差偏大問題從而降低施工質量。
無砟軌道雖具備顯著的穩定性、平順性,但由于無砟軌道實施整體化施工,進而增加了平整度的把控難度。平整度是列車飛速行駛的重要依托,若在無砟軌道鋪設施工中無法具備適宜的施工條件,會對列車行駛安全與速度造成阻力。因此,應在穩固的平整度基礎上開展無砟軌道鋪設工作。
無砟軌道道岔施工階段的縫隙把控與長軌條施工質量的控制是當前施工作業中的重要難題。施工人員需按照區間分段、無縫施工的方式使軌道線路具備突出的協調性,以此為無砟軌道鋪設施工技術的應用創造便捷條件,最終可展現出無砟軌道的優勢,保障無砟軌道施工質量[1]。
無砟軌道鋪設施工作業期間,若地基沉降值遠高于20%的沉降設計值,需查明引發地基沉降的根本原因,以免對無砟軌道鋪設質量造成負面影響。通常,無砟軌道鋪設施工應遵從具體的鋪設流程,落實施工內容。以114.511km(單線長)道床長度、16.56km一般路基地段長度的滬昆鐵路客運專線杭州至長沙標段項目為例,其無渣道床類型為GRTSⅡ板型,在無砟軌道鋪設施工過程中應按照下述步驟逐一完成鋪設任務。
(1)承壓作業。因其屬于橋梁無砟軌道項目,為了達成高精度施工要求,需先對橋梁間高程差予以調整,使其與無砟軌道保持良好的協調性。在混凝土承壓作業中,需將承壓層與銷子距離差值控制在50cm以上,防止出現承壓層受損問題。至于支承結構可參照立模施工標準運用直立與斜立混合施工方法落實混凝土支承層施工內容。
(2)運輸作業。在無砟軌道鋪設施工環節,需結合施工需求優選適宜尺寸的無砟軌道板。該項目中以9t為具體尺寸,根據施工現場實際條件將軌道板分別運輸至鋪設區域內,避免在運輸作業中發生損壞現象增加施工經濟損失,從而提升施工安全性。
(3)精調作業。待混凝土澆筑施工3d后需對軌道板進行精調鋪設,在精調初期可先行采用粗放式鋪設法將其置于軌道內部,保證誤差值在0.5mm以下,之后再加以精調實施二次澆筑作業。
(4)連接作業。無砟軌道板需在混凝土澆筑后進行有效連接與科學剪切,以免表面形成縫隙導致列車在高速行駛下發生危險。在選用砂漿材料時,其抗壓強度需高于9MPa;而接縫的砂漿材料,其強度應高于20MPa。為了增加軌道板的完整性,還需借助錨固用膠對軌道板實施密封處理,以實現對無砟軌道質量的合理控制[2]。
在無砟軌道鋪設施工技術的應用實踐中,應以高精度測量手段為主實施測量放樣操作。一般在測量軌道板底座時,應將混凝土邊模的中線位置允許偏差保持在±2mm內,其頂面高程偏差應在±5mm左右;至于鋪設誤差,中線位置應為2mm,軌道板臨近接縫承軌臺高程差應在±2mm。待確定好測量偏差后,應對軌道板的安裝位置予以精準定位,一般在半徑低于3500m的軌道板安裝作業中,施工人員應按照先調高承軌臺、后處理偏差高度的順序逐號鋪設,以免出現鋪設失誤問題。常見的測量方式有GPS測量法,它是運用建立GP控制點的方式實現無砟軌道的精準測量。兩個控制點的間距不宜超出200m或低于150m,而軌道線路中線應在3~4m,以免出現測量偏差較大等現象[3]。
在GPⅠ與GPⅡ控制點測量操作中,標準如下:GPⅠ、GPⅡ衛星高度角宜高于15°,GPⅠ時段長度測量時間應≥90min,GPⅡ應≥60min,其中觀測室段數應分別為2個與1個,以此增加測量結果的可靠性。此外,施工人員在測量期間,還應避免在GPS接收機10m范圍內使用電子設備,以免使信號干擾降低測量精度。測量作業完成后,將其作為無砟軌道鋪設施工依據建設軌道項目,由此提升無砟軌道鋪設施工質量。
在無砟軌道實際鋪設環節,是將混凝土瀝青混合料作為道床主體結構,以此在完整的軌道結構下實現良好的穩定性與耐久性。因而,應進一步控制混凝土澆筑效果。
首先,需切實做好準備工作,在混凝土澆筑初期需用清水對軌道軌枕進行灑水養護操作,次數應保持在3~4次,便于在濕潤狀態下達到最佳澆筑效果。
其次,施工人員需選擇適合的外加劑等材料,并將軌道坍落度設置在70~140mm,以免超出額定標準引起混凝土澆筑質量不達標現象。施工人員在確定好混凝土配合比后,需在軌道板固定牢靠后將軌枕置于混凝土中,并將距離混凝土面的內外間距分別保持在75mm、85mm,其誤差在3mm左右。
再次,施工人員應借助方尺對混凝土澆筑表面的平順度進行檢測,每隔1m的落差不宜高于2mm。
最后,施工人員應對無砟軌道板扣件進行調松處理,在扳手的輔助下調松螺栓,時間需與混凝土固結時間及其性能保持一致。同時,還應依據棉布袋等養護設施對無砟軌道的道床實施養護,使其在灑水養護下降低開裂風險,最大程度上提升軌道床混凝土澆筑質量,使無砟軌道鋪設施工技術展現出真正優勢。
無砟軌道長軌條的鋪設是無砟軌道鋪設施工項目中的重要部分,應注重鋪設的科學性。以長度為500m的長軌條為例,在長軌條鋪設施工項目開始前,應用挖掘機實施有效運輸,按照5m的標準布置運輸滾輪,兩個滾輪的橫向間距應在1435m左右;之后運用長軌滾輪運輸的方式將長軌條運輸至指定位置,以此在降低人力運輸壓力的基礎上提高鋪設效率。為了保證無砟軌道鋪設工作的順利進行,長軌條的運輸速度應保持在30km/h,并注重長軌條吊裝的安全性,防止受長軌條鋪設質量的影響使無砟軌道出現高風險。
此外,在長軌條鋪設過程中,施工人員還需在無砟軌道鋪設施工現場擺放橡膠墊板以及動力裝置;在長軌條運輸環節,施工人員應借助動力裝置的力量在滾輪抽出后將長軌條置入軌道槽內部,并且跟隨運輸進度開展下一分段的鋪設工作。在無砟軌道長軌條鋪設作業期間,施工人員還需準確記錄里程到達時間、接頭錯開量、軌道溫度變化等信息,將其作為無砟軌道鋪設施工技術實踐應用效果的依據,對整個軌道鋪設質量予以評估,繼而為后續無砟軌道鋪設施工項目提供寶貴的施工經驗。
綜上所述,無砟軌道鋪設施工技術是無砟軌道施工項目中的重要內容,相關人員應采取有效措施落實好鋪設施工內容,以提升軌道施工質量。應從無砟軌道鋪設流程、無砟軌道測量準度、混凝土澆筑效果、長軌條鋪設等方面著手,促進我國軌道事業的可持續發展,為后續高質量無砟軌道施工項目的建設創造有利條件。