深圳地鐵不同減振等級預制板軌道施工綜述

蔣建政 周華龍 劉錦輝 周昌盛

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都 610031; 2.深圳市地鐵集團有限公司，廣東深圳 518026)

我國城市軌道交通建設發展迅速，自1969年北京地鐵1號線開通運營到2018年底，我國大陸地區城市軌道交通運營里程已達5 761.4 km，其中地鐵運營里程為4 354.3 km[1]。2019年9月，國務院發布了《交通強國建設綱要》。可以預見，在未來較長一段時間內，我國城市軌道交通建設仍將處于高速發展的階段。

軌道起著保證車輛安全、平穩、舒適運行的作用，其施工質量和建設工期將嚴重影響整條線路的建設進度。因此，如何保證軌道高質量、高效率完工對于地鐵建設至關重要。目前，已有許多關于地鐵軌道施工的研究，劉道通等[2]認為，宜采用鋁熱焊接材質不同的鋼軌，采用架軌法施工能夠有效保證庫內立柱式軌道施工精度；劉錦輝等[3]介紹現澆橡膠隔振墊道床施工工藝；孫洪強[4]結合哈爾濱地鐵建設經驗，從減振軌道選型、土建施工和減振軌道性能評價三方面提出軌道減振的建議。李江濤等[5-9]介紹用于現澆鋼彈簧道床施工中的散鋪法和預制鋼筋籠法以及預制短板鋼彈簧和半預制短板鋼彈簧道床施工工藝；曹德志[10]以上海地鐵12號線370 m普通預制板軌道試驗段為背景，介紹了普通預制板的應用現狀；徐歷英[11-12]介紹了現澆鋼彈簧浮置板道床施工技術。針對減振墊預制板軌道，楊秀仁等[13]在預制板制造、預制板軌道設計理論及智能化施工裝備研制等方面進行了研究，并在廠內試驗段測試了研制的預制板軌道智能化施工裝備性能。郝曉成等[14-15]認為，與現澆整體道床相比，地鐵板式軌道降低了輪軌橫、垂向力，有利于行車安全。

綜上所述，以往研究多集中于減振軌道選型、土建施工和減振軌道性能評價等方面，鮮有關于地鐵預制板軌道施工工藝的研究。實際上，受施工場地和施工人員主觀操作誤差的影響，施工時難以有效控制現澆整體道床軌道的質量，且易于造成材料浪費。而預制板在工廠標準化、批量化生產，能夠有效控制預制板的生產質量和效率。以下基于深圳地鐵6號線工程實踐，系統介紹不同減振等級預制板軌道的施工工藝，為后期預制板軌道大規模應用于地鐵建設提供技術支撐。

1 深圳地鐵6號線軌道工程背景

深圳地鐵6號線全長37.626 km，其中，高架線長24.616 km，地下線長5.647 km，設計最高行車速度為100 km/h。高架線附近存在大量敏感建筑物，為此，采用了不同減振等級軌道和聲屏障的綜合措施，以有效控制列車在高架線上運行時所產生的噪聲。深圳地鐵6號線高架線全部采用預制板軌道，長度分別為3.5 m、4.1 m、4.7 m。限于篇幅，僅對高等減振軌道中的3.5 m長預制板進行介紹(如圖1所示，中等、普通減振軌道結構也與之相似)。其中，圖1(a)是用于高等減振軌道中的橡膠隔振墊預制板示意，圖1(b)是橡膠隔振器預制板示意。圖2(a)為橡膠隔振墊預制板軌道，圖2(b)為鋼彈簧預制板軌道。由圖1、圖2可知，深圳地鐵6號線采用的預制板軌道簡潔、美觀、大方，該預制板采用限位凸臺和板間剪力鉸限位，其結構形式不同于文獻[5-8，10]涉及的預制板軌道結構，主要區別在于后者涉及的預制板軌道通過基底限位凹槽、板底預留門型筋和預制板兩側二次澆筑混凝土限位。

圖1 高等減振軌道用預制板示意

圖2 施工中的預制板軌道

2 高等減振預制板軌道

深圳地鐵6號線采用的普通及中等減振預制板軌道由鋼軌、扣件系統、預制板、土工布、自密實混凝土層、限位凸臺等組成。其中，普通預制板軌道應用于地下線，并未用在高架線上。此外，不同于普通、高等減振軌道和特殊減振軌道，中等減振軌道通過雙層非線性減振扣件實現一定程度的減振降噪。普通及中等減振預制板軌道施工工藝與高等減振預制板軌道相似，不同之處在于前者不存在預制板和橡膠隔振墊復合。

深圳地鐵6號線采用的高等減振軌道有2種形式，即橡膠隔振墊預制板軌道和橡膠隔振器預制板軌道。分別由鋼軌、扣件系統、預制板、橡膠隔振墊或橡膠隔振器、自密實混凝土層(基底)、限位凸臺等組成。施工步驟主要有：基底施工、預制板鋪設和限位凸臺澆筑。

2.1 橡膠隔振墊預制板軌道施工

(1)預制板和隔振墊復合

工廠制造的預制板設計強度、外觀質量和尺寸偏差經檢驗合格后，粘貼橡膠隔振墊(包括限位凸臺緩沖墊及澆筑孔緩沖墊)，橡膠隔振墊需粘貼牢固且四周不得有縫隙；此外，橡膠隔振墊邊緣需采用橡膠密封條密封，以防止異物進入橡膠隔振墊與預制板之間的空隙。粘貼橡膠隔振墊后的預制板如圖3所示。

圖3 粘貼橡膠墊后的預制板

(2)基底施工前期準備

土建單位交付作業面后，鋪軌單位需要組織專業的測量人員復測土建結構，復測結果滿足設計要求后，方可進行基底施工。

①預制板初鋪放樣

根據設計單位提供的線路資料，測量人員測量、計算并在橋梁底板上放樣出每塊預制板的鋪設位置。

②梁面鑿毛

對軌道中心線兩側一定范圍內的現澆梁進行表面鑿毛(鑿除預制梁表面的浮漿)，完成后將梁面清理干凈，經檢查合格后進行下一步工序。

③鋪架機安裝

鋪架機走行軌中心線必須與線路中心線一致，其軌頂標高應高于道床面。走行軌支架和支腿均采用膨脹螺栓和扣板固定。膨脹螺栓應設置在橋面無預應力鋼筋處。此外，走行軌必須超前基底鋪設，以便轉運建材和垃圾。

④基底鋼筋的綁扎

在鋪軌基地加工基底鋼筋，將加工后的成型鋼筋運輸至作業面，并在現場進行綁扎。

⑤采用吊車將預制板吊裝上橋，按照測量放樣的中線、邊線及板縫位置粗鋪預制板；粗鋪精度應該控制在調節器調節范圍內，粗調完畢后，應采取必要的防水措施。

(3)預制板精調

預制板粗鋪完成后，需要及時使用精調支座調整預制板的安裝精度。為提高精調支座利用率和預制板精調作業效率，保障施工進度，施工現場采用如圖4所示的精調支座。預制板精調完畢后，需要在預制板四周安裝封邊模板、抗上浮支架，設置排氣孔槽，曲線地段還需安裝防側向位移支架。

圖4 軌道板精調器

(4)自密實混凝土澆筑

①澆筑自密實混凝土前，需要再次檢查預制板固定狀態，保證調節器無松動、封邊裝置固定牢靠且密封良好、預制板抗上浮支架調節螺桿無松動。此外，還需要檢查自密實混凝土拌合物性能是否滿足要求。自密實混凝土從預制板中心孔澆筑。預制板前后凸臺孔及模板四角作為澆筑自密實混凝土時的排氣孔及觀察孔。

②澆筑孔周圍的預制板板面需要鋪設土工布，以防止混凝土污染。

③自密實混凝土澆筑

選用具有自轉功能的混凝土專用運輸車運輸自密實混凝土，盡量減少自密實混凝土轉載次數和運輸時間。澆筑自密實混凝土時，確保漏斗中的混凝土量能夠實現單塊預制板基底一次性澆筑且漏斗中的自密實混凝土不出現中斷和漩渦。當模板四周排氣孔排出的自密實混凝土出漿溶度與進漿溶度一致時，應及時封閉排氣孔。

自密實混凝土澆筑完成后，需要再次檢查預制板的幾何狀態。若預制板幾何位置變化較大，則需要增加壓緊裝置或防側移裝置，以矯正預制板幾何位置。預制板幾何位置符合要求后，需要及時采用土工布對澆筑完成的基底進行覆蓋，圖5為待澆筑的橡膠隔振墊預制板軌道。

圖5 待澆筑的橡膠隔振墊預制板軌道

(5)模板拆除

自密實混凝土澆筑完成后，其強度、溫度達到一定要求后才可以拆除模板、壓板裝置及精調爪。拆除模板后，應對混凝土進行必要的養護，并在自密實混凝土達到一定強度后進行下一步工序。

(6)鋼軌及扣件安裝

鋼軌、扣件運輸至作業面后，安裝鋼軌、扣件，復核及調整軌道幾何尺寸。施工完成后，按照GB/T 50299—2018《地下鐵道工程施工及驗收標準》驗收。

2.2 橡膠隔振器預制板軌道施工

橡膠隔振器預制板軌道采用的橡膠隔振器主要由帽形預埋件、橡膠彈簧、調高墊板、限位柱組成，如圖6所示。其中帽形預埋件需要在預制板制造時精確預埋在預制板板底。

圖6 橡膠隔振器及帽型預埋件示意(單位：mm)

(1)基底施工

土建單位交付作業面后，鋪軌單位需要組織專業的測量人員復測土建結構，復測結果滿足設計要求后，方可進行基底施工。

①預制板基底放樣

②梁面鑿毛

應對軌道中心線兩側一定范圍內現澆梁表面及預制梁表面未拉毛位置進行鑿毛。完成后，將梁面清理干凈，經檢驗合格后進行下一步工序。

③鋪架機安裝

鋪架機走行軌中心線必須與線路中心線一致，其軌頂標高應高于道床面。走行軌支架和支腿均采用膨脹螺栓和扣板固定。此外，走行軌的鋪設必須超前基底鋪設，以便轉運建材和垃圾。

④基底鋼筋綁扎

在鋪軌基地加工預制板基底鋼筋，加工完成后的成型鋼筋運輸至作業面，并在作業現場綁扎。

⑤基底模板安裝

模板安裝前，需要檢查模板的平整度和清潔度，驗收合格后方可澆筑基底混凝土。

⑥基底混凝土澆筑

澆筑混凝土前，需要再次檢查鋼筋、模板、標高等是否符合設計要求。檢查合格后，從基底一側開始按順序澆筑混凝土；施工時要嚴格控制基礎面標高并預留設計頂升量；收平混凝土抹面后及時復測承載橡膠隔振器的混凝土部位標高，以保證基底混凝土表面平整度符合設計要求。施工完畢后，及時清理散落的混凝土。混凝土澆筑完成后，及時進行混凝土養護。

(2)預制板鋪設

①預制板放樣

根據測量基標，將每塊預制板輪廓(4條邊線)及橡膠隔振器的位置放樣在基底表面上；然后測量橡膠隔振器中心處對應的混凝土表面平整度是否滿足要求；平整度滿足要求后，再測量其標高，并計算所需調高墊片厚度。

②橡膠隔振器安裝

橡膠隔振器中的限位柱為柱狀物，其下部埋入基底內，上部嵌入調高墊板及橡膠隔振器限位支座內以約束調高墊板及橡膠彈簧的橫向位移。限位柱上方安裝一定數量的調高墊片以滿足設計標高，再安裝橡膠彈簧，安裝后的橡膠隔振器如圖7所示。

圖7 橡膠彈簧安裝示意

③預制板鋪設

生產出的預制板其設計強度、外觀質量和尺寸經檢驗合格后運至鋪軌基地。首先，根據設計資料將預制板運送至對應的工作面，現場粘貼凸臺緩沖墊。鋪設預制板時，采用鋪架機將預制板吊至基底上方，初步調整預制板位置，確保預制板輪廓和測量投影邊線重合；然后將預制板落在橡膠隔振器上，完成落板后，復核預制板的鋪設位置并檢查每個橡膠隔振器是否都處于受力狀態，如果有橡膠隔振器不處于受力狀態，應采用專用精調器調整。

圖8展示了橡膠隔振器預制板軌道的施工現場。圖8中區域A是已經完成了鑿毛處理的橋梁梁面、區域B是澆筑完成的基底、區域C則是安裝完預制板后的橡膠隔振器預制板軌道。

圖8 橡膠隔振器預制板軌道施工現場

(3)限位凸臺澆筑

澆筑混凝土前需做好密封措施，防止混凝土泄露到預制板與基底的空隙中；澆筑時應防止凸臺預埋鋼筋與粘貼的凸臺緩沖墊抵觸，混凝土應澆筑至預制板頂升后板頂面高度。限位凸臺澆筑完成后，采用土工布覆蓋、灑水養護。待完成所有工序后，清除浮置板板底異物并安裝密封條；最后安裝鋼軌及扣件。按照GB/T 50299—2018《地下鐵道工程施工及驗收標準》驗收。施工完成后的橡膠隔振器預制板軌道如圖9所示。

圖9 施工中的橡膠隔振器預制板軌道

3 特殊減振預制板軌道施工

深圳地鐵6號線特殊減振軌道采用鋼彈簧預制板，其施工過程與橡膠隔振器預制板軌道的施工過程類似。主要區別在于：①鋼彈簧預制板軌道基底采用RPC混凝土澆筑；②預制板鋪設完成后，安裝鋼彈簧隔振器，然后進行預制板頂升作業，再安裝和精調鋼軌、扣件；最后進行混凝土限位凸臺澆筑。主要施工步驟如下。

(1)基底施工

①預制板基底放樣

②基底處理

③混凝土限位凸臺鋼筋綁扎

鋼彈簧預制板軌道的基底采用RPC混凝土澆筑，里面含有大量鋼纖維，不存在基底鋼筋綁扎作業，但需要在限位凸臺處設置預埋鋼筋。

④模板安裝

⑤基底混凝土澆筑

鋼彈簧預制板軌道基底混凝土采用RPC混凝土。澆筑完成后需要檢查基底混凝土表面平整度是否符合設計要求，再復查安裝鋼彈簧隔振器處對應的混凝土表面標高。

(2)預制板鋪設

①鋪設預制板

②鋼彈簧隔振器安裝

使用專用工裝在需要安裝水平限位器的基底混凝土表面鉆孔，清理棄渣后安裝水平限位器、隔振器，如圖10(a)、10(b)所示。安裝隔振器時需要核對其平面位置，并注意過渡段前2塊預制板應采用大剛度隔振器。

③預制板頂升

采用專用千斤頂頂升預制板，頂升前應將道床清理干凈，測量軌道實際標高；按照設計要求增減調平墊片，控制預制板頂升高度。鋼彈簧隔振器安裝位置滿足設計要求后，固定調平墊片，防止鋼彈簧預制板軌道在使用過程中調平墊片發生移動，如圖10(c)、圖10(d)所示。頂升完畢后安裝剪力鉸。

圖10 鋼彈簧隔振器安裝流程

(3)限位凸臺混凝土澆筑

安裝完成預制板和隔振器后，再安裝和精調鋼軌、扣件，然后澆筑限位凸臺。

①限位凸臺模板安裝

繞預制板限位凸臺一周安裝模板，模板下部應緊貼基底，防止混凝土進入預制板和基底之間的空隙。

②限位凸臺彈性墊層安裝

用彈性墊層環繞限位凸臺一周。彈性墊層與基底接觸的四周用玻璃膠密封，與凸臺鋼筋之間設置混凝土墊塊，保證彈性墊層位置在混凝土澆筑時不發生變化。

③澆筑混凝土。

④拆模后及時養護混凝土限位凸臺。

(4)安裝密封條

①蓋上鋼彈簧隔振器外套筒頂蓋，上緊頂蓋緊固螺栓，避免雜物進入破壞鋼彈簧隔振器。

②在預制板兩側、板間連接縫安裝密封條。

4 結論及建議

介紹了深圳地鐵6號線不同減振等級預制板軌道施工工藝，該施工工藝涵蓋多種減振等級預制板軌道，具備良好的可靠性和成熟性，已經大規模成功應用于深圳地鐵6號線預制板軌道施工。相較于傳統現澆混凝土整體軌道，預制板軌道施工便捷、施工精度高、減少了現場大量人工作業，但是工程實踐中需要注意以下幾個問題。

(1)澆筑限位凸臺時，凸臺預埋鋼筋容易與粘貼在限位孔上的彈性材料抵觸，此時可以采用混凝土塊隔離預埋鋼筋和彈性材料，保證凸臺預埋鋼筋有足夠厚度的混凝土保護層。

(2)澆筑橡膠隔振墊浮置板軌道自密實混凝土時，需要嚴格控制混凝土性能和澆筑流程，避免橡膠隔振墊與基底表面脫空。

(3)基底混凝土澆筑完畢后，其表面出現不滿足設計要求的局部凸出或凹陷時，應采用挖掉局部不符合要求的混凝土再進行澆筑的方式整修。