地鐵隧道鋼彈簧浮置板道床隆起地段軌道線路整治方法研究

嚴孝軍

中鐵建昆侖地鐵投資管理有限公司，四川 成都 610000

1 變形觀測

地鐵隧道管片受地下水、周邊地層沉降等因素影響易造成局部變形，軌道道床緊貼隧道管片，整體為柔性結構，管片變形情況將直接傳遞至道床。地鐵隧道變形多表現于局部隆起而導致軌道道床抬高，管片變形趨于穩定是病害整治的前提，因此對變形部位的持續觀測是必要的。

在隆起段落隧道每一環管片及對應道床每根軌枕承軌臺上設置觀測基準點，持續觀測管片、道床變形，分析變形是否一致，現狀是否穩定。采用管壁后注漿或管壁上部加壓等措施使變形穩定，然后統計穩定的變形數據，為制訂整治方案提供依據，若仍處于變形不穩定狀態則需繼續加固處理并持續觀測3個測量周期以上直至穩定。

2 調整方法及控制要點分析

地鐵線路臨近或者穿越居民樓、學校、醫院等建筑物時需設置鋼彈簧減振道床，若隆起部位正好位于鋼彈簧浮置板道床地段，軌道線路整治方案較普通道床需綜合考慮的因素更為復雜，整治難度也更高。

地鐵運營后線路已定型，無法從設計角度進行大規模線路調整，因而單從施工角度而言，鋼彈簧浮置板道床線路調坡整治方案可行的有如下三種：調整扣件系統、打磨軌枕承軌面、調整浮置板頂升量。調整扣件系統是軌道線路設計調整的常規手段，適用于各類道床線路調坡處理；打磨軌枕為扣件系統調整的補充手段；調整浮置板頂升量是結合鋼彈簧浮置板道床特有性能實施的。

2.1 扣件系統調整方法

以地鐵常用扣件之一DZ-Ⅲ扣件系統為參考，高程最大調整量為0～+30mm，普通道床與鋼彈簧浮置板道床均使用該扣件，因此通常小于30mm的隆起范圍均可考慮直接采用扣件調整順坡。

DZ-Ⅲ扣件系統從鋼軌底面往下依次由軌下墊板、鐵墊板、板下墊板、調高墊板組成，需要調整軌面高程時主要通過調整調高墊板厚度進行。調高墊板分為A、B兩種型號，A型調高墊板厚度有1mm、2mm、3mm三種，B型調高墊板厚度有5mm、10mm兩種，需要調高5mm以下時采用A型墊板及其組合，需要調高5mm以上時采用B型及AB型組合。調整時調高墊板放置于板下墊板下面，一次不宜超過3層，10mm以下的調整量不宜超過2層。相較于B型調高墊板，A型調高墊板無須將扣件錨固螺栓取出即可進行更換，操作更為簡便。

根據測量數據，從隆起最高點開始向兩側順坡，最高點高程不變，為保證線路平緩性，每兩根軌枕高程降低1mm，軌枕間距為625mm，順坡坡率為0.08%，直至將隆起最大高程消耗完成。

2.2 軌枕承軌面打磨方法

以DZ-Ⅲ型扣件配套短枕為參考，道床成型后軌枕面高于道床混凝土面10～20mm，最大可打磨至與道床混凝土面齊平，短軌枕承軌面上原設置有1/40軌底坡，打磨后需保證原有軌底坡不變。

軌枕預埋套管長度為130mm，錨固螺栓螺桿長度為165mm，扣件結構高度為56.5mm（軌下墊板16mm、鐵墊板18mm、板下墊板10mm、調距扣板12.5mm），正常錨固情況下錨固螺栓螺桿伸入預埋套管深度為109.5mm，套管底部剩余空隙20.5mm，因此軌枕承軌面理論最大打磨量為20mm，超過該打磨量將影響扣件錨固，需定制錨固螺栓并進行受力驗算。

道床軌枕承軌面通常較道床混凝土面高2～4cm，因表面橫向排水坡及施工誤差略有差別。打磨時采用專用混凝土打磨機具，根據統計數據預先確定每個承軌臺的打磨量，打磨分粗磨和精磨兩個階段，粗磨打磨至預設標高2mm以下。精磨主要為了精確控制打磨面的平整度，同時為還原短軌枕預設1/40的軌底坡，需邊打磨邊用軌底坡測設儀糾偏，確保打磨后軌底坡在1/50～1/30。

精磨完成后需在打磨面上一次涂刷防腐、絕緣材料，以降低打磨對軌枕使用功能及耐久性影響，涂刷時應均勻無氣泡。

2.3 浮置板頂升量調整方法

現國內常用的鋼彈簧浮置板設計頂升量為30mm，每個浮置筒位置根據實測標高略有差異，通過改變浮置筒內調整墊片數量達到改變頂升高度的目的，可在滿足浮置板減振降噪功能的前提下適當減少墊片數量，減少頂升高度以降低道床標高。

鋼彈簧浮置板道床標準板長度為25m，道床結構分為底座基底和道床板兩部分，道床混凝土施工時設計預留頂升量為30mm，即混凝土澆筑時軌頂標高較普通道床地段低30mm，混凝土達28d強度后再頂升至設計標高。

頂升前在浮置筒內套筒頂板與承載擋塊底部之間豎向空隙處分別放入不同厚度的調整墊片，直至兩者之間的豎向間隙無法放入1mm墊片為止，消除內外套筒間的縫隙，使頂升前整塊道床板內套筒的頂升高度處于同一水平面上。

浮置板道床頂升主要通過調整浮置筒內墊片數量及厚度以達到高程調整目的，調整墊片有1mm、2mm、3mm、10mm四種型號，頂升操作分為4個循環，前3個循環分別放入厚度為5mm、12mm的墊片，結束后即進行板面高程測量。第4個循環根據測量結果在浮置板供應商專業技術指導下確定放入調整墊片高度（一般為2～3mm）將軌面高程調至0～2mm。4個循環頂升作業結束后實測浮置板上每個浮置筒測量點的高程，與初始高程復核并歸檔保存，此測量數據作為軌道精調及日后運營維護的參考依據。

鋼彈簧浮置板道床在列車高速運行情況下板面振幅為5～7mm，為保證少量細小雜物進入道床后鋼彈簧的性能不受影響，建議頂升量不小于20mm，且在完成減量頂升后重新對浮置板道床板面減振功能進行驗算或做減振測試。

3 案例分析

實際施工過程中可根據隧道隆起變形量的大小選擇上述方法中的一種或是組合進行線路坡度調整，通常0～30mm的變形采用扣件系統調整即可，30～50mm的變形可采用打磨軌枕或調整浮置板頂升量進行扣件系統調整的補充，大于50mm的變形需采用多種方法結合進行調整。

現以某地鐵隧道鋼彈簧浮置板道床地段隆起最大高程55mm、隆起段長度約23m為例，結合上述整改方法確定調整措施如下：

（1）在浮置板供應商的配合下將調整范圍內的2塊浮置板道床完全卸壓處于自然狀態，然后重新頂升至20mm，理論上較設計降低10mm，頂升到位后采集軌道數據、實測高程降低值，反算軌枕打磨量及順坡調整率。因鋼彈簧浮置板道床剛度特別大，不能直接從已頂升的30mm狀態卸載至20mm，必須卸載后重新頂升，否則無法達到高程調整效果。

（2）通過計算，預計軌枕承軌面打磨量為20mm，需打磨的軌枕數量為54塊。先拆除扣件并將鋼軌撥移至承軌臺以外，然后組織專業人員對軌枕承軌面進行打磨，技術人員全程現場盯控。初打磨至預設高程2mm以下后對每根軌枕高程、軌底坡進行精確測量，然后對超限部分進行精磨，保證每根軌枕軌底坡滿足設計規范要求。正式打磨前，最好在隧道外進行打磨試驗，提高打磨操作熟練度及打磨精度。

（3）對打磨后的軌枕承軌面進行表面界面劑的涂刷以及涂刷防腐及絕緣材料。

（4）將鋼軌復位，實測浮置板頂升量調整及軌枕打磨后高程降低量，計算理論順坡率及順坡長度后對軌道線路進行順坡調整。實測采用上述手段調整后上浮地段軌道最高點仍高于設計值27mm。浮置板頂升量降低10mm，軌枕承軌面打磨20mm，理論總降低值為30mm，理論上仍高于設計值25mm，實測為27mm，考慮施工誤差及耦合因素偏差2mm屬于可控范圍，可根據現場采集的數據進行最終高程擬合。通過板下調高墊板進行軌道順坡調整，每隔1根軌枕降低1mm，往大小里程各順坡直至剩余隆起高程消耗完成為止。

（5）為減小列車運行過程的離心力，地鐵軌道在曲線段設置有超高，通常采用半超高設置即曲線內股較中心線高程降低1/2設計超高，曲線外股較中心線高程抬高1/2設計超高，高程調整過程必須擬合原有超高，因此會造成左右股調高量不一致。擬合后的高程誤差應控制在2mm以下，調整順坡率小于1‰，同時軌距、方向、超高、正矢等軌道數據應滿足規范要求。

（6）調整完成后收集頂升數據，組織檢算減震效果是否滿足原設計要求。采用軌檢小車對軌道靜態、動態數據進行平推檢查，確保各項軌道參數滿足規范驗收要求。

4 結束語

扣件系統調整方法成熟穩定，操作簡單、便捷，是軌道調整線路的首選方案，適用于任何軌道道床形式，缺點是只能調高不能調低。軌枕承軌面打磨屬于不可逆操作，在線路調整過程中受限界、順坡率等因素影響，因此必須在降低軌面高程時使用，且對操作工人要求高。浮置板頂升量調整實施難度大且需對減振降噪功能進行驗算。鋼彈簧浮置板道床段隧道隆起時應根據現場變形量大小、隆起段落長短、行車限界、線路限速要求等情況合理選用上述方法中的一種或組合進行缺陷整治。