杜斌
(中鐵上海設計院集團有限公司工程經濟處 上海 200070)
在城市軌道交通軌道工程建設中,道床從結構和形式上可分為碎石道床和整體道床。碎石道床普遍應用于路基段及車場線軌道。整體道床常見的有整體灌入式、軌枕式、彈性支承塊式等結構形式。
板式無砟軌道是我國近年來高鐵建設采用的新技術,具有線路穩定、剛度均勻、軌道平順、耐久性高、維修工作量小等優點,技術含量高,施工工藝復雜,屬于高鐵施工核心技術。高鐵板式無砟軌道技術的成功應用為軌道交通預制板道床的發展提供了依據。因此,預制板道床成為了城市軌道交通發展新方向,研究城市軌道交通預制板式道床技術及工程造價有其重要意義。
預制軌道板道床結構由自上而下由鋼軌、扣件、預制軌道板、調整層(自密實混凝土)、限位結構(門型筋+凹槽)、中間隔離層和鋼筋混凝土基底組成。板式軌道的設計和施工,主要集中了精密測量、制作質量、先進的成套設備、軌道精調等新技術,采用自密實混凝土,便于施工,且環境適應性及耐久性較好。可工廠化、預制化、機械化施工,軌道質量高,由于預制板施工工藝復雜,其造價相對較高。
1.1.1 軌道板
軌道板采用單元分塊式非預應力結構,混凝土強度等級C50,承軌臺不設擋肩。軌道板尺寸分為4700mm×2300mm×200mm及3500mm×2300mm×200mm兩種。
1.1.2 自密實混凝土
軌道板與基底間設置自密實混凝土結構調整層,用于地下線時強度等級不低于C35,用于高架線時強度等級不低于C40;一般厚度80mm,設置單層鋼筋網。
1.1.3 中間隔離層
自密實混凝土與基底間設置中間隔離層,采用4mm聚丙烯無紡土工布。
1.1.4 基底
基底為鋼筋混凝土結構,地下線時強度等級C35,高架線時強度等級C40。
1.1.5 限位結構
軌道板下設門型筋,基底采用雙凹槽方案,凹槽長700mm×寬400mm×深80mm,凹槽內設10mm厚三元乙丙橡膠墊層。
1.1.6 預制板道床的優點
(1)實現了城市軌道交通軌道設計的標準化和模塊化。
(2)帶動相關配套制造及施工機具的技術更新,形成“構件工廠化預制、現場機械化裝配”的施工模式,推動建筑工業化模式及PC技術在地鐵上的應用,為國內地鐵板式軌道的發展奠定基礎。
(3)充分利用機械化作業,提高了施工精度,減少了現場人工工作量,有效改善了作業環境、降低了勞動強度,提高了工效,滿足以人為本和環境保護的社會理念。
(4)采用軌道板精調技術,較傳統施工方法技術革新,較大地提高了軌道精調的質量,為地鐵軌道高平順性和旅客高舒適度提供了基礎的技術保障手段。
(5)采用預制構件現場裝配結構,降低了勞動作業強度,避免了人為因素、環境因素、管理因素對工程質量、施工安全的影響。
(6)為地鐵軌道的可維修性、可更換性提供了基礎。尤其針對特殊不良地質條件下,對地鐵道床的整修更換、處理,提供了可行性和更為便利條件。對地鐵道床結構沉降的處理,道床進行道床結構的更換及更新,提供了更為可行的條件和基礎。
普通現澆道床結構自上而下由鋼軌、扣件、軌枕和鋼筋混凝土道床組成。道床主要工作內容包括鋼筋綁扎、立模、澆筑混凝土、養護等。現澆道床具有維護工作量少、結構簡單、整體性強及表面整潔、造價較低等優點,在國內外軌道交通項目上均已大量使用。但是,其主要依靠人工及小型機具,施工速度慢,施工精度受施工作業面及環境影響較大。結合既有線改造經驗,普通現澆道床存在病害,改造實施工程量大,對線路運營影響較為突出。
經表1統計,軌道交通項目地下段普通現澆道床指標約為144萬元/鋪軌公里,預制板道床指標為314萬元/鋪軌公里。預制板道床指標較普通現澆道床要高170萬元/鋪軌公里。

表1 部分地區地下段道床指標統計
預制板道床施工工藝復雜,主要有基底鋼筋綁扎、基底伸縮縫及限位凹槽模板安裝、基底混凝土澆筑及養生、隔離層土工布鋪設定位、填充層鋼筋網片綁扎、軌道板粗鋪、軌道板精調、軌道板扣壓及復測、自密實混凝土模板安裝、自密實混凝土灌注、模板拆除、混凝土養生等工序。鋪設每公里預制板需混凝土1510方,鋼筋152.6t,起吊套管2038個,土工布2530m2,彈性墊板2038塊。
現澆道床每公里需混凝土1790方,鋼筋36.74t。
預制板道床指標比現澆整體道床高出約170萬元/鋪軌公里。主要是因為預制板道床增加了預制板安裝、自密實混凝土、中間隔離層、基底及限位結構等的費用。
道床費用由人工費、材料費、機械使用費和措施費、間接費及稅金等構成,各項費用所占比例如表2所示。
由表2可以看出,道床的材料費占70.2%~80.08%,是影響工程造價的主要因素。

表2 現澆道床和預制板道床費用構成及所占比例
綜上所述,雖然預制板道床造價相比現澆道床要高,但是,預制板道床實現了城市軌道交通軌道設計的標準化和模塊化,在國家戰略裝配式綠色施工政策下,采用預制板式道床將成為了城市軌道交通施工技術的發展方向,可實現施工機械化、工廠化、裝配化的快速優質安全的綠色環保目標。