高速鐵路CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道精確快速鋪設技術

樊立志

（中鐵三局集團第五工程有限公司，山西 晉中030600）

1 引言

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道作為高速鐵路的一種重要結構形式，是鐵道部在全面引進消化、吸收國外先進高速鐵路施工技術的基礎上二次開發的創新項目，是解決高速鐵路無砟軌道在綜合施工和應用中的重大技術創新，具有軌道結構高度降低、工程結構整體性能好、變形積累緩慢、有利于高速行車的優點。作為一種較為先進和安全的高鐵施工主流軌道形式，目前已在世界許多國家得到廣泛應用。京張鐵路新保安高架特大橋46 號墩至453 號臺共13.416km，設計采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道板結構，是全線的重點控制性工程。針對CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道工序復雜繁多的特點，施工中創新應用八階段平行流水作業法，并開發了底座板高程、平整度控制和道床板橫坡精度控制裝置，達到了底座板和道床板平整度和高程的雙重精準控制；同時，施工中采用智能設備對底座板和道床板混凝土進行智能養護，大大提高了混凝土養護施工質量，確保了CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道施工質量[1]。

2 工藝原理

1）CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道按照“八階段平行流水作業法”施工，多個工作面同步施工，每個工作面按底座鋼筋、底座模板、混凝土澆筑、隔離層與彈性墊板、道床鋼筋、道床模板、布枕精調、混凝土澆筑8 個施工階段順序流水作業，各道工序互不影響，雙線同步實施，有效提高工程施工速度。

2）底座板高程及平整度控制裝置主要是利用在模板體系上加裝方鋼作為走行軌道，利用刮杠實現高程及平整度的雙重控制，其具有操作簡單方便、實用性高的特點（見圖1）。

具體實施方式如下：底座板模板安裝完成后，將與底座板等長鋼管安裝在凹槽模板上方，用G 型卡固定，根據水準測量數據及刮杠高度調整鋼管頂面高度，當混凝土澆筑時，利用2 人操作刮杠，實現混凝土頂面高程及平整度一次成型，滿足施工要求。

圖1 底座板高程及平整度控制工裝

3）道床板橫坡精度控制裝置由水平儀和走行架組成（見圖2），走行利用精調后的鋼軌作為走行軌道在軌排架橫梁之間走行；水平儀按照設計要求對道床板頂面位置全斷面定位，避免施工中各類工裝的干擾，實現排水坡和平整度的雙重精準控制。

圖2 道床板橫坡精度控制裝置

4）無砟軌道可調性橫向模板裝置：CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道底座板、道床板全部采用分塊式澆筑的方式，相鄰兩塊底座板間設置結構縫，為解決橫模安裝加固及拆除空間狹窄、操作難度大的問題，研發了可調性橫模工裝。可調性橫模工裝利用X 型卡的伸展及收縮來實現結構縫處相鄰橫模的支撐及放松（見圖3）。

圖3 無砟軌道可調性橫向模板裝置

5）在傳統精調軟件的基礎上增加了軌道靜態測量實時監控功能，使精調數據實時傳輸到電腦終端并做出精度分析，實現“一人精調，多人監督”的目的；在軌道精調檢測方面，在傳統精調軟件的基礎上增加了軌道幾何形態分析功能，實現了施工前后測量數據以幾何曲線圖表形式體現并將精調過程數據及時存儲、上傳的目標。

6）底座板養護采用灑水覆蓋節水保濕養護膜（見圖4），節水保濕養護膜作為新型保水養護材料，一次吸水飽和可保濕7d 以上，大大節省了養護用水量及降低勞動強度，并且避免了因養護不及時造成的混凝土開裂等問題。節水保濕養護膜主要由高分子吸水材料及保水材料合成，底座板混凝土澆筑完成后在底座板表面澆水，保證表面潤濕且限位凹槽內全部灌滿，頂面鋪設節水養護膜，有效提高底座板養護質量。

圖4 節水保濕養護膜

7）道床板智能養護工裝由溫度傳感片、路由器、網關、水箱、自動控制裝置等組成，在道床板養護時安裝濕度傳感器，覆蓋土工布、漏管、塑料布并綁扎牢固，自動監控裝置將通過傳感片無線傳輸啟動養護設備開關，避免因人為因素造成的混凝土養護不及時問題，確保混凝土施工質量。道床板智能養護工裝可實現實時監控道床板養護環境濕度，當環境濕度低于設定值后，其將自動啟動養護設備（見圖5），且可將監測數據實時傳輸到現場管理人員手機上，便于隨時監控。

3 關鍵工序施工工藝及操作要點

3.1 鋼筋加工及安裝

1）鋼筋下料加工嚴格按照設計尺寸和要求進行，保證鋼筋保護層厚度滿足驗標要求。

2）鋼筋安裝時嚴格按照設計圖紙進行綁扎，保證鋼筋間距在允許偏差范圍之內。

圖5 道床板智能養護設備

3.2 模板安裝

1）底座板施工采用高模低筑法施工。根據彈出的模板邊線，精確安裝側模板、結構縫端模板和抗剪凹槽模板，保證模板平順、整齊。

2）側模板及支撐桿件每2m 安裝1 套支撐體系，每處用2根支撐桿件，分別固定在模板頂部及下部，調節模板豎直。結構縫端模板用X 型卡、G 型卡配合木楔子進行精確固定。保證模板穩定性。

3）模板與混凝土接觸面必須清理干凈，并涂刷隔離劑。模板安裝后，往往還要調整模板的安裝尺寸，以滿足模板安裝允許偏差要求。模板底部與底面接觸縫隙用砂漿或其他密封材料密封。

3.3 底座驗收及清理

1）底座板驗收工作必須嚴格，發現問題及時整改，無法整改的進行返工處理。保證底座板外形尺寸及限位凹槽尺寸符合驗收標準要求。

2）用吸塵器或高壓水槍對底座板進行清理，必要時配合鐵鏟、打磨機、硬毛刷等，保證土工布鋪設范圍內底座板表面無油漬、結塊和砂石類磨損性顆粒物。

3.4 隔離層土工布鋪設

1）將土工布一端對齊梁端，預留50mm 富余量，以避免因褶皺等因素導致土工布鋪設長度不足。將土工布從梁端開始順鋪，表面平整、無褶皺，寬度方向無蛇形彎曲。

2）鋪設后的土工布不能出現褶皺和破損。

3）在綁扎道床板鋼筋前，檢查隔離層土工布應平整完好，出現問題立即整修。

3.5 彈性墊層鋪設

1）清理限位凹槽，要求凹槽四周線條規則順直，表面無凸起、結塊和磨損性顆粒物，采用打磨機、毛刷、吸塵器或高壓水槍等工具進行。

2）按照設計尺寸將橡膠板嵌入泡沫板中，并用膠帶單側粘貼，使橡膠板與泡沫板固定，且無離縫。

3）用萬能膠將彈性墊板粘貼在凹槽四周，注意首先粘貼短邊，然后粘貼長邊。彈性墊板下端與凹槽底部密貼，上端與底座板頂面齊平。

4）涂刷萬能膠時要在凹槽四周和彈性墊板未黏膠帶的一側滿布涂刷，根據萬能膠的性能等待10～20min 后用橡皮錘使彈性墊板與凹槽側壁密貼。槽內4 個下角，用橡皮錘無法作業，要用方木塊一一頂實。

3.6 軌排精調

1）結合施工現場客觀條件（如氣溫、大霧、雨雪因素）來決定線形調整時間。一般情況下，在混凝土澆筑之前2h 進行。調整長度比當班計劃澆筑段長度保持不少于50m 距離。

2）軌排精調時，精度控制在0.3mm 之內，同時，必須確保前后兩枕之間偏差變化率控制在0.3mm 之內，以此來減少后期長軌精調和扣件的更換量。

3）前一站調整完成后，下一站調整時需要重疊上一站調整過的8～10 根軌枕。順接過渡從第一個軌排架開始，相鄰軌枕高差應小于0.2mm。

3.7 混凝土澆筑

1）精調結束后應在12h 內進行道床板混凝土澆筑，否則需重新精調。

2）澆筑混凝土前對基面進行灑水濕潤，但不能積水。

3）灌筑完成后，及時收漿抹面，混凝土要至少3 次抹面壓光。

4）嚴格控制松扣件和移軌排時間，保證最后一次收面不受影響。

5）混凝土收面壓光完成，及時養護。混凝土強度達到2.5MPa 以上時拆模，拆模時不得損傷混凝土表面和棱角[2]。

4 技術先進性

1）施工中創新性地提出了八階段平行流水作業施工法，通過優化施工組織，實現多個工作面同步施工，確保各主要工序互不影響，大大提高工程施工速度。

2）開發了底座板高程及平整度控制裝置，通過在模板體系上加裝方鋼作為走行軌道，利用刮杠實現高程及平整度雙重控制，操作簡單方便，實用性高。

3）研發了由水平儀和走行架組成的道床板橫坡精度控制裝置，達到了排水坡和平整度的雙重精準控制。

4）研發了一種底座板X 型可調性橫模裝置，大大提高了相鄰兩塊底座板間結構縫施工精度和速度。

5）軌道精調和道床板混凝土養護施工中引入信息化技術，確保精調數據實時監控分析和混凝土自動養護，實現施工智能化。

5 結語

京張鐵路新保安高架特大橋，采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道板結構，是全線的重點控制性工程，在綜合考慮工期、安全、質量、環境的情況，在施工中對CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道鋪設綜合施工技術進行了深入研究、總結，通過優化傳統施工工藝，研發應用底座板高程及平整度控制裝置、道床板橫坡控制裝置、無砟軌道智能養護系統等工裝、工藝，有效提高了無砟軌道澆筑及外觀質量，各項指標符合規范和設計要求，保證了關鍵工序的施工質量、進度和成本的和諧統一，贏得了建設單位、監理單位以及社會各界的好評，效益顯著。