高速鐵路無砟軌道施工技術難點探討

朱相如 沈前進

（中交二航局第四工程有限公司，安徽蕪湖 241000）

0.引言

就目前的情況來看，這種軌道結構是一種新的結構形式，既不會對環境造成破壞，也不會造成太大的污染，而且隨著科技的發展，軌道的強度越來越大，軌道的維護費用也越來越低，維修基金的使用率也越來越高。在修建高鐵的過程中，應選用無砟軌道結構。但是，在這種技術的應用中存在著許多困難，因為它的技術還不夠成熟，所以在使用中會出現一些不穩定的情況，需要進一步的科學的改善。因此，對高鐵無砟軌道的施工技術進行科學的分析與把握對提高其施工質量具有重要意義。

1.高速鐵路無砟軌道施工技術

1.1 無砟軌道測量

無砟軌道施工中，施工階段的測量工作主要有線下施工測量、無砟軌道鋪設測量、完工測量3部分，施工階段的測量工作主要是對控制網進行復查，對控制網進行加密。在無砟軌道鋪軌施工中，CPⅢ控制網的布置是施工中的重點，其測量結果必須滿足導線的精度要求，并在CP I、CPⅡ控制點進行測試。導線的長度不應大于2km，點距應為150m～200m，而中心線應為3m～4m。在鋪設無砟軌道前，控制臺必須安裝鋼筋混凝土樁，以保證其精度不會受到周圍環境的影響。高程測量是以二等水準點為基準的精確水準測量來進行，水平線應在2km以內[1]，工程完工后的測量工作重點是基礎樁身的維護和軌道的幾何尺寸的測量。

1.2 無砟軌道底座板放樣

底座板放樣是采用全站儀和水準儀進行。平直段的底板邊界可作多孔放樣，并在模板上設置施工墨線。據此，可根據梁的長度測量基板工作縫，并繪出基板。基板工作縫墨線在彎曲表面處要有折線，以襯底工作縫為單位，測量襯底邊線和工作縫墨線。基板放線的基準點應設置在基板的側面。每一個參考點都要決定高度和平面的相對位置，并在地面上做相應的標記，以支持基板的模板。

1.3 底座板混凝土施工

底座板混凝土澆筑前，必須事先澆透底層的地面，并徹底清除模板區域的雜物和積水。混凝土必須經監理方確認并滿足要求后進行澆筑。在澆注時，必須對混凝土的性能進行嚴格的控制，以避免過早離析和坍落度的流失。在振搗時，應使用插入夯棒進行振動，以防止漏振、振動，在振搗時不要太接近模板，并認真檢查模板支撐的穩定性及接縫是否緊密。認真地檢查模板支架的穩定性和接頭是否密封，以防泥漿滲漏。混凝土澆筑完畢后，必須對裸露的混凝土進行收面。由于底板的高度對后續澆筑的砂漿厚度有很大的影響，所以一定要嚴格控制。底座板應該用土工布或塑料膜包裹，并在混凝土澆筑后12h內用養護液或灑水潤濕。

1.4 自密實混凝土的澆筑

泵送混凝土在高層和大型建筑物中得到了廣泛的應用。在橫向、縱向輸送過程中，采用泵送方式可以有效地提高施工效率，但對自密實混凝土的施工提出了很多要求。泵送對混凝土的影響較大，其和易性的改變將使其工作性能下降，從而影響施工質量。為減小泵送對混凝土高流動性的影響，必須采用減慢泵送速率的方法[2]。防止過多的空氣進入，會影響混凝土的外觀、抗壓強度及使用壽命。在澆注時，應注意防止分層，減少通風，充分利用自密實混凝土的自密實作用，以最大限度地維持混凝土的整體粘合性能，以達到最優工作狀態，并確保其自密實成型。在高強度的工作特性消失前，必須進行自密實混凝土的泵送和澆注。

1.5 軌道板精調

認真地檢查標架和棱鏡的位置，并在精調整軟件中對現場的測量元素進行檢驗。軌道板的空間位置由精密調節軟件中的完全測量得到，如果有誤差，則會對軌道板進行修正。一旦初步安裝完畢，就必須進行單點的測量。經精密調整后，還要對所測得的測量數據進行進一步的檢驗，如某些棱鏡的全部測量值超出了誤差的范圍，則應采取單點法進行修正，并進行整體測量。在確認全部測量結果是否滿足規定后，對精調資料進行保存和記錄。

2.高速鐵路無砟軌道施工技術難點分析

2.1 注重對無砟軌道剛度的均勻化管控

為了保證高鐵無砟軌道基礎的穩定，必須重視對其進行均勻性控制，包括路橋、路隧、岔區等不同部位過渡段的剛度均勻性。目前，我國對無砟鐵路通過渡段的施工步驟、長度和施工工藝進行了明確的規定，相關人員要根據具體情況對施工單位進行監督，使其符合相關法規。通過這種措施可以避免橋梁過渡段剛度差異造成的不平整。此外，為了保證軌道剛度的均勻性，必須進行結構設計，并對扣件系統和岔區軌道的剛性進行有效的檢驗，以達到相應的設計要求[3]。

2.2 加大對施工精度的管控力度

在高速鐵路建設中，為了保證其安全運行，必須加強對其施工精度的控制。以往的測控技術已不能適應目前高速鐵路工程的要求，相關單位應加強對高精度的檢測手段和技術，提高其施工精度。在建造的過程中，要保證它的穩定性和舒適性，一次就能完成。但在實際施工過程中，許多施工人員都會因為使用不當而導致無法保證高鐵的質量和安全。為了提高工程的精度，為了保證測量數據的準確性，必須使用軌道檢測小車，并滿足有關施工規范。在測量的過程中，測量點的長度要控制在25m～75m，測量段和順階段的長度在6.23m～22m。同時，要正確使用有關的儀器和設備，充分利用它們的儲存功能對有關的資料進行精確的記錄，進行科學的分析。另外，在進行精密控制時，應將軌道檢測車放置在需要調整的軌道上，并正確地利用全站儀，實現對車輛棱鏡點的跟蹤，并將軌跡的具體位置顯示出來，糾正與設計方案不符的問題，提高工程的精確性。為了獲得精確的測量結果，在使用軌道測量車進行精密測量時，必須滿足定點定位、兩點一線、由遠到近的要求，并將測量點的距離、平差的精度、同點的絕對測量誤差等因素綜合考慮[4]。在不受陽光照射的情況下，測點10m～80m的數據具有較高的精度，最好的長度為2m～6m，順階段的數據最好為0.2m～0.4mm。在進行測量時，要對測點的位置、資料的記錄進行合理的分析與判斷，并對其進行綜合考慮和分析。

2.3 做好對無砟軌道基礎沉降情況的有效控制工作

與以往的有砟軌道相比，在目前的高速鐵路項目中，無砟軌道的施工質量和結構的平衡性都比較高，但在實際施工過程中，往往會遇到地基的沉降問題。為了減少此類問題所帶來的傷害，必須完成以下幾個方面：首先，施工人員要精確地計算出相關的軌道參數，包括軌道的尺寸、偏差、安裝位置等，將這些參數納入到設計中可以提高整個工程的工作效率；其次，對路基結構形式的改善，保證了路基的更換和現澆施工的順利進行；最后，加強對有關資料的收集和管理，總結有關施工的經驗，了解工程建設中的優勢和不足，并進行改進[5]。

2.4 確保施工材料質量管控的合理性

在高速鐵路無砟軌道建設中，施工材料的優劣對其影響很大，因此，在建設過程中必須加強對自密實砂漿施工材料的質量控制，保證其性能的正常發揮。相關的采購人員在采購建材之前，必須了解各種灰泥的規格和品質。但是，在使用的時候，卻會受到環境的影響。因此，應選用優質水泥、砂漿作為首選，以減少因施工環境溫度、濕度變化而產生的不利影響。在保證建筑材料的質量符合要求的前提下，建筑施工單位必須對建筑材料的采購、運輸等環節進行有效的監督，保證砂漿和水泥材料的質量，并對其組成成分進行科學的分析，使計量材料工作得以順利進行。同時，結合國內外已有的高速鐵路無砟軌道自密實心混凝土的使用經驗，針對不同地區的原料特點合理選擇合適的摻和劑，采用適當的添加劑來調節其性能，并在實驗室內進行實驗，使其達到設計要求。根據揭板實驗的最后成果確定了自密實混凝土的實際配比和施工性能指標。

2.5 做好控制無砟軌道鋪設位置精準度的工作

高鐵具有快速、高穩定性的優點，因此，在軌道施工中對軌道的定位精度有著很高的要求。在高鐵線路的建設中必須加強對線路的誤差控制，嚴格控制線路軸線，并按“粗調—準調—用螺栓”的方法進行鋪軌。但是，現在由于鐵軌的長度太長了，而且鐵軌的膨脹系數也太大，所以當工人們調整鐵軌的精度的時候往往會出現一些偏差。在這種情況下，錯誤的發生概率會大大增加，從而對高鐵的工程質量和列車的安全產生不利的影響[6]。解決以上問題的解決辦法是：一是要精確測量無砟軌道的位置，在測量過程中，要確保在鋪設軌道前進行放線、離線測量、施工結束后的測量和放線的精度，確保誤差不超過毫米，有效降低施工中累積誤差對工程質量的影響，在測量放線時，應注意控制網的布置，采用三角形高程控制網，以全作業面為基礎有效降低累積誤差所造成的影響。同時，采用全站儀和水平儀進行測量，提高測量結果的精度，確保無砟軌道施工的精度。

2.6 做好無砟軌道尺寸控制的工作

在無砟軌道施工中，如何對其進行合理的施工尺寸進行控制是目前我國鐵路工程中亟待解決的問題。根據以往的經驗，在高鐵建設前應加強對軌道結構尺寸的控制。所有的無砟軌道的尺寸誤差都要控制在一個合理的范圍內，并且要對軌道軸線和線性精度進行精確的控制，以確保工程的順利進行。要解決以上問題，必須從3個方面著手：首先，要嚴格控制鐵路設備的制造質量，建設單位要盡量向制造軌道零件的廠家提供詳細的信息，確保制造廠商所制造的零件能夠達到工程建設的需要；其次，在軌道安裝施工時，絕緣段與軌枕的間距應為75mm以上，而非軌距應為600mm～1900mm，以確保軌道施工的可靠性；最后，在不使用軌道的情況下，對軌道部件進行拋光，使軌道的平直偏差小于0.3mm，同時，在相鄰軌道的施工中，橫梁的偏差不能超過0.2mm，從而確保軌道結構的合理，提高軌道施工的精度[7]。

2.7 自密實混凝土灌注

在灌注施工期間，應加強對灌注設備的檢驗，了解設備的工作狀況。對板孔進行噴霧濕潤，防止出現積水，并檢查微調裝置、緊固裝置和模板施工是否緊密，在導軌板四角各安裝4個防浮式百分數計，在曲線段低側各安裝2個防側傾百分計。將百分表置零，記錄灌漿前后資料的偏差，若超過，應立即與監理工程師協調。在進行自密實混凝土澆筑前，必須先測試攪拌溫度、坍落度、膨脹時間、含氣量、泌水量等攪拌參數，以滿足施工要求。鑒于灌漿車輛的運送時間，鐵路灌漿工程應在2h內完工。在自密實混凝土灌注施工中，直段出料的速率可以采取“快—慢—快”的方法，而在彎道段則可以采取“快—慢—慢”的方法。在12min內，每一塊鋼軌都必須澆注完畢。用小型漏斗和其他觀測孔檢測混凝土液滴的位置，并檢測出混凝土的流速。若有水流不暢，應適時地調節下料速度。在混凝土從排氣管中均勻地流出，并填滿排氣口坡道后，四邊形插板就能閉合。在混凝土澆筑完畢后，直段防溢混凝土的頂面應高于頂板頂部25cm，彎曲部分應高于頂板頂部25cm，并應及時清除剩余的混凝土，以確保施工的干凈。自密實混凝土在模具養護3d后，必須在脫模后立即噴灑養護液，并以塑料膜覆蓋混凝土，并在14d內完成自密實混凝土的養護[8]。在拆下壓實混凝土后，應及時進行復測，復試結果符合要求，可以保留。如發現超過規定的允許偏差，應立即拆板，并對隔離層、軌道板鋪設、自密實混凝土進行再灌注。

3.結語

在高鐵項目中，無砟軌道施工是必不可少的一部分，它的穩定性和平順性是保證高速列車安全運行的重要因素。同時，從今后的發展趨勢來看，無砟軌道建設是必然的，為了推動我國鐵路建設的可持續發展，必須對施工中的關鍵部位進行科學的運用，找出其中的難點和關鍵部位，并加以有效改正，有助于確保高鐵無砟軌道施工的質量達到相關要求。