高速鐵路減振無(wú)砟軌道施工技術(shù)探討

姜杰 JIANG Jie

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，太原 030024）

0 引言

高速鐵路建設(shè)己經(jīng)成為城市發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，我國(guó)的鐵路建設(shè)由普通鐵路、快速鐵路、城際鐵路、動(dòng)車、高鐵一步步的在提升，速度由60km/小時(shí)提升到350km/小時(shí)，速度的提升對(duì)線下基礎(chǔ)及道床的要求也在同步提升，為確保高速運(yùn)行下的列車安全，軌道、道床施工精度及標(biāo)準(zhǔn)成為技術(shù)難點(diǎn)，隨著我國(guó)高鐵施工技術(shù)的不斷提高，無(wú)砟軌道進(jìn)入高鐵領(lǐng)域，由最初的裝配式轉(zhuǎn)換成整體現(xiàn)澆施工，整體現(xiàn)澆施工采用自密實(shí)混凝土工藝可以消除路床、橋面、仰供等施工過(guò)程中的誤差，最終提高道床、軌道精度確保高速行駛列車的安全，本文就新建安慶至九江鐵路湖北段站前工程AJZQ-1標(biāo)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道施工方法、關(guān)鍵技術(shù)、監(jiān)控量測(cè)等進(jìn)行闡述。

1 工程概況

新建安慶至九江鐵路湖北段站前工程AJZQ-1標(biāo)起訖里程為DK265+288（皖鄂省界）～DK294+851.205，正線29.563km。其中正線路基5.547km，橋梁工程20.349km/11座（包括簡(jiǎn)支梁641孔，連續(xù)梁21聯(lián)，其中16聯(lián)雙線道岔連續(xù)梁），隧道工程3.667km/4座，車站2座（黃梅南站、孔壟北站）。

2 主要施工方案綜述

沉降變形觀測(cè)預(yù)評(píng)估通過(guò)后，方可開(kāi)展CPⅢ軌道控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和建網(wǎng)評(píng)估、開(kāi)始無(wú)砟軌道底座施工；沉降變形觀測(cè)期滿足設(shè)計(jì)周期要求后，進(jìn)行最終評(píng)估，終評(píng)估合格后且線外工藝性試驗(yàn)驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行軌道板鋪設(shè)及自密實(shí)混凝土施工。

CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)：鋼軌→鋼軌扣件→軌道板→自密實(shí)砼→隔離層→鋼筋砼底座板。

當(dāng)一個(gè)方向箱梁架設(shè)完成，并經(jīng)線下工程沉降變形預(yù)評(píng)估合格后，滿足底座板施工條件時(shí)，及時(shí)組織展開(kāi)施工。每個(gè)評(píng)估區(qū)段根據(jù)需要?jiǎng)澐侄鄠€(gè)作業(yè)面同時(shí)平行施工，作業(yè)面內(nèi)分工序流水作業(yè)。按先進(jìn)行梁面驗(yàn)收，施工底座板、安裝嵌縫板及嵌縫膠；再鋪設(shè)中間隔離層土工布，安裝凹槽彈性墊板；粗鋪軌道板；然后精調(diào)軌道板，壓緊軌道板；最后灌注自密實(shí)混凝土以及進(jìn)行嵌縫施工。無(wú)砟軌道施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 無(wú)砟軌道施工工藝流程圖

3 施工工藝及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

施工測(cè)量：CPⅢ控制點(diǎn)成對(duì)設(shè)置，距離按60m左右設(shè)置，且不大于80m，控制點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記且做好標(biāo)識(shí)及編號(hào)，高度為設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高+30cm。橋梁控制點(diǎn)設(shè)置在固定端支座上方防護(hù)墻上（因防護(hù)墻高度不滿足高度要求，需要在防護(hù)墻上設(shè)置輔助立柱），在各作業(yè)面通過(guò)沉降預(yù)評(píng)估以后，可依據(jù)復(fù)測(cè)后的精測(cè)網(wǎng)測(cè)設(shè)CPⅢ網(wǎng)平面位置，CPⅢ高程網(wǎng)在架橋機(jī)退出后及時(shí)跟進(jìn)測(cè)設(shè)。其測(cè)設(shè)方法、測(cè)量精度滿足《高速鐵路工程測(cè)量》3.5節(jié)的要求。

試驗(yàn)準(zhǔn)備：主要包括原材料料源考察與檢驗(yàn)、底座板混凝土配合比設(shè)計(jì)、自密實(shí)混凝土配合比的試配與選定、自密實(shí)混凝土配合比型式檢驗(yàn)、自密實(shí)混凝土工藝性試驗(yàn)、新材料新工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢驗(yàn)方法等工作。

施工前驗(yàn)收：無(wú)砟軌道施工前，必須提前進(jìn)行接觸面的驗(yàn)收交接，交接工作由我分部組織進(jìn)行。橋梁、隧道主控項(xiàng)目為砼底座區(qū)域平整度、高程、拉毛質(zhì)量以及預(yù)埋套筒位置及質(zhì)量；驗(yàn)收過(guò)程應(yīng)詳細(xì)記錄，并辦理交接手續(xù)。砼表面平整度不符合要求的需進(jìn)行打磨，不進(jìn)行找平層處理。路基主控項(xiàng)目砼底座區(qū)域平整度、高程以及填料壓實(shí)度；驗(yàn)收過(guò)程應(yīng)詳細(xì)記錄，并辦理交接手續(xù)。

沉降變形監(jiān)控量測(cè)：無(wú)砟軌道鋪設(shè)前按監(jiān)控量測(cè)方案進(jìn)行沉降觀測(cè)，對(duì)預(yù)制梁及連續(xù)梁進(jìn)行徐變觀測(cè)，及時(shí)向評(píng)估單位提供詳盡的觀測(cè)數(shù)據(jù)資料，由業(yè)主組織有資質(zhì)的單位進(jìn)行評(píng)估工作，符合相關(guān)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，確定無(wú)砟軌道的鋪設(shè)時(shí)間。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

施工便道：在線下工程施工時(shí)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況規(guī)劃施工便道，便道寬度7m。施工前要根據(jù)便道寬度、橫向便道的位置，將各道作業(yè)工序進(jìn)行分解，將作業(yè)時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，避免工序交叉造成施工便道堵塞，影響施工進(jìn)度。施工期間加強(qiáng)施工便道的維修、保養(yǎng)工作，確保施工便道暢通無(wú)阻。

3.3 底座板施工

清理線下基礎(chǔ)面，對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙核查預(yù)埋件設(shè)置情況及拉毛質(zhì)量，復(fù)核中線、標(biāo)高、平整度，確認(rèn)其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定后，方可進(jìn)行底座施工；梁面未拉毛或拉毛不符合要求的，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑿毛處理。基面應(yīng)平整、無(wú)積水底，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2。

圖2 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道施工前，必須提前進(jìn)行基面底座范圍內(nèi)的平整度、高程、拉毛質(zhì)量以及預(yù)埋套筒位置及質(zhì)量的驗(yàn)收交接。整改后報(bào)監(jiān)理單位最終驗(yàn)收。拉毛應(yīng)為橫向均勻設(shè)置，深度為1～2mm；預(yù)埋套筒的位置準(zhǔn)確無(wú)誤，套筒頂面無(wú)雜物。

在套筒失效情況下需在對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行植筋處理。

安裝梁面預(yù)埋鋼筋，規(guī)格型號(hào)為HRB400￠16mm的鋼筋，套筒長(zhǎng)度42mm，鋼筋接頭的擰緊力矩、連接套筒及鋼筋螺紋應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

同一底座單元混凝土必須不得中斷連續(xù)灌筑成型，按混凝土澆注前根據(jù)標(biāo)高、橫坡放樣的控制點(diǎn)進(jìn)行混凝土施工，達(dá)到控制點(diǎn)位振搗完成后及時(shí)進(jìn)行抹面并嚴(yán)格控制平整度。混凝土達(dá)到初凝后對(duì)抹面區(qū)域進(jìn)行光面，光面必須在混凝土終凝前完成。隨后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，可采用灑水或覆蓋土工布灑水進(jìn)行。拆模按照先拆除凹槽模板，后拆除側(cè)模，最后拆除伸縮縫模板的順序進(jìn)行，同時(shí)限位凹槽外形尺寸必須符合規(guī)范要求詳見(jiàn)表1。

表1 限位凹槽外形尺寸允許偏差

3.4 嵌縫施工

在安裝完嵌縫聚乙烯泡沫塑料板后，在伸縮縫頂面和兩側(cè)采用聚氨酯嵌縫材料進(jìn)行封閉。其中伸縮縫嵌縫材料采用聚乙烯泡沫塑料板，雨雪天氣不得進(jìn)行嵌縫施工。嵌縫具體施工步驟如下：

基礎(chǔ)清理：清除接縫內(nèi)的塵土、碎石等雜物，并采取必要的措施（吹風(fēng)機(jī)等）確保接縫的清潔干燥（縫內(nèi)有水或雜物將導(dǎo)致嵌縫材料與混凝土不密貼）。

界面處理：用抹刀或砂輪對(duì)接縫內(nèi)混凝土粘結(jié)面進(jìn)行打磨，除去混凝土表層浮漿、泡沫塑料等，清理干凈后安裝嵌縫板（聚乙烯泡沫塑料板）。

安裝嵌縫板：采用泡沫塑料板（聚乙烯）進(jìn)行嵌縫，安裝時(shí)將預(yù)先加工好的聚乙烯泡沫塑料板填充至底座板間伸縮縫內(nèi)，填充過(guò)程中注意塑料板居中（兩端距底座板兩側(cè)距離相等），以保證兩側(cè)嵌縫材料的厚度，然后涂刷界面劑。

界面劑涂刷：為防止界面劑施工中污染接縫兩側(cè)混凝土表面，使用雙面膠粘貼在混凝土表面進(jìn)行保護(hù)；在伸縮縫兩側(cè)混凝土上涂刷界面劑，以利于嵌縫材料與混凝土間密封。側(cè)面封閉：使用木板、膠帶等將接縫的兩側(cè)封閉，確保不出現(xiàn)漏料情況。灌注嵌縫材料：待界面劑表干后，使用嵌縫材料配套工具將其緩慢連續(xù)注入嵌縫內(nèi)且要保證飽滿，不得出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。嵌縫面修飾：使用刮刀均勻用力刮平嵌縫面，確保表面平滑，無(wú)氣眼和缺陷。

3.5 隔離層及減振墊層

3.5.1 底座板準(zhǔn)備

隔離層施工前需進(jìn)行底座板準(zhǔn)備工作，先采用刮刀或手錘清理板面粘結(jié)物及凸出物，清理完成后用高壓水進(jìn)行清洗確保表面干凈，限位槽內(nèi)若有積水采用高壓風(fēng)將其吹干。

3.5.2 隔離層施工

隔離層按設(shè)計(jì)要求使用土工布（厚度為4mm），寬度為2600mm。隔離層施工前需通過(guò)回彈或進(jìn)行混凝土試塊試壓確定底座板強(qiáng)度，待強(qiáng)度大于等于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后開(kāi)始施工，鋪設(shè)后采用厚塑布覆蓋，避免日曬、雨淋，隔離層施工完成后須及時(shí)進(jìn)行自密實(shí)混凝土灌注，間隔時(shí)間小于15d。

3.5.3 彈性墊層施工

彈性墊層設(shè)置在限位凹槽四周，鋪設(shè)彈性墊層應(yīng)在底座混凝土施工完成2天后進(jìn)行。彈性墊層材質(zhì)為“三元乙丙橡膠”，設(shè)計(jì)采用8mm厚。施工前首先進(jìn)行彈性墊層準(zhǔn)備工作，采用寬雙面膠按設(shè)計(jì)圖紙把彈性墊板固定在泡沫板上，其次要在限位凹槽內(nèi)放樣粘貼線，準(zhǔn)備工作完成后涂刷粘接材料進(jìn)行安裝。安裝過(guò)程中必須保證自身的平整度及與結(jié)構(gòu)物邊線棱角的平齊，相鄰兩塊墊層接縫用雙面膠進(jìn)行封閉。

3.5.4 減振墊采用面鋪方式進(jìn)行，設(shè)置在底座板下，自密實(shí)混凝土上。

3.6 自密實(shí)混凝土鋼筋安裝

網(wǎng)片定位完成后，對(duì)稱設(shè)置上層支承墊塊，支承墊塊用C40混凝土制成，上下均放置保護(hù)層墊塊，每平米不少于4個(gè)，保證鋼筋保護(hù)層的厚度及網(wǎng)片居中。

3.7 軌道板吊裝

使用專用吊具進(jìn)行軌道板吊裝施工，起吊裝備、專用吊具、鋼絲繩及相關(guān)配套工具必須按規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)檢查確保安全。吊耳與軌道板接觸面之間必須進(jìn)行防護(hù)，根據(jù)起吊重量設(shè)置能確保軌道板不被損環(huán)足夠厚的橡膠墊，設(shè)置完成后擰緊起吊螺栓準(zhǔn)備吊裝作業(yè)。軌道板起吊必須水平緩慢進(jìn)行，同時(shí)設(shè)置纜風(fēng)繩進(jìn)行方向調(diào)整及對(duì)位，防止晃動(dòng)、碰撞等不安全因素發(fā)生。

3.8 軌道板粗鋪

每塊板粗放支點(diǎn)應(yīng)為4個(gè)，支點(diǎn)材料為150mm×90mm×90mm厚硬雜木，硬雜木應(yīng)緊靠精調(diào)爪鋪放。

粗鋪前要確認(rèn)接地端子應(yīng)靠近防護(hù)墻一側(cè)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員按施工前放樣好的點(diǎn)位對(duì)位下落軌道板，特別是緩和曲線處軌道板，必須根據(jù)出廠編號(hào)逐一對(duì)應(yīng)進(jìn)行安裝作業(yè)。圓曲線處軌道板必須按對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行安裝。粗鋪時(shí)的平面定位精度為縱向偏差≦10mm，橫向偏差小于等于精調(diào)裝置橫向調(diào)程的一半。軌道板粗鋪時(shí)為確保安全，起吊設(shè)備必須由1人統(tǒng)一指揮，安裝工作輔助配合對(duì)位下落，為確保軌道板粗鋪質(zhì)量，粗鋪?zhàn)鳂I(yè)禁止雨天進(jìn)行。

3.9 精調(diào)軌道板

安裝精調(diào)爪，每個(gè)板安裝4個(gè)精調(diào)爪，精調(diào)爪在安裝前應(yīng)進(jìn)行橫向軸桿調(diào)整使其左右調(diào)整量相同，防止偏左或偏右造成的調(diào)整量不足影響精調(diào)質(zhì)量及進(jìn)度，準(zhǔn)備工作完成后開(kāi)始精調(diào)作業(yè)。調(diào)高精調(diào)爪抽出粗調(diào)支點(diǎn)處硬雜木。

標(biāo)架檢校，精調(diào)裝置及其配套裝置首次進(jìn)場(chǎng)上線時(shí)必須進(jìn)行標(biāo)架檢校，進(jìn)場(chǎng)后每日作業(yè)前也必須再次進(jìn)行檢校。單次作業(yè)未完成前或正在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常或出現(xiàn)較大偏差應(yīng)立即停止作業(yè)再次進(jìn)行檢校，確保合格后方可繼續(xù)作業(yè)。

CRTSⅢ型板精調(diào)系統(tǒng)在六個(gè)標(biāo)架的相互配合下進(jìn)行精調(diào)作業(yè)，其位置分別設(shè)置在正在精調(diào)軌道板的正二負(fù)二排承軌臺(tái)上。搭接進(jìn)行時(shí)需設(shè)置搭接標(biāo)架，標(biāo)架設(shè)置于搭接板臨近正在精調(diào)軌道板的第二排承軌臺(tái)上。

定向準(zhǔn)備結(jié)束后開(kāi)始精調(diào)作業(yè)，首先對(duì)軌道板上4個(gè)棱鏡進(jìn)測(cè)量讀取數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)軟件輸入正在精調(diào)軌道板設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)測(cè)讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算所得對(duì)應(yīng)棱鏡所示標(biāo)架的調(diào)整值，依據(jù)每個(gè)標(biāo)架調(diào)整值安排工人同時(shí)同向使用精調(diào)扳手對(duì)4個(gè)精調(diào)爪進(jìn)行調(diào)整。直止符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，再次測(cè)量確認(rèn)無(wú)誤后保存測(cè)量進(jìn)入下一塊軌道板精調(diào)，依次進(jìn)行。使用壓緊梁和可調(diào)螺桿等組成的門式架壓緊裝置進(jìn)行軌道板壓緊，螺栓擰緊力矩由揭板試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行控制。每塊軌道板上設(shè)置5道壓緊裝置。壓緊裝置以[14a槽鋼加焊5mm厚加勁板制作，壓緊裝置兩端焊接5cm槽鋼作為封邊模板固定裝置。門式架壓緊裝置利用預(yù)留孔插入鋼筋錨固于底座，插入鋼筋外露長(zhǎng)度控制在5-10cm左右。精調(diào)完成后，將壓緊裝置放到對(duì)應(yīng)位置用可調(diào)螺栓和底座側(cè)面打入的鋼筋將軌道板壓緊。

3.10 自密實(shí)砼施工

混凝土施工前60分鐘對(duì)板腔內(nèi)進(jìn)行噴水濕潤(rùn)，量測(cè)板腔濕度介于85－95%之間時(shí)進(jìn)行灌注。板腔內(nèi)噴水濕潤(rùn)可采用噴壺利用排漿孔實(shí)施，其余部位可灑水進(jìn)行，當(dāng)土工布和凹槽中存在積水時(shí)應(yīng)及時(shí)清理達(dá)到濕度要求后方可進(jìn)行自密實(shí)混凝土澆注，雨天不應(yīng)露天進(jìn)行自密實(shí)混凝土澆注施工。整塊軌道板必須不間斷一次完成澆注作業(yè)，防止出現(xiàn)灌注不飽滿現(xiàn)象，當(dāng)三個(gè)排漿孔出漿自流方向與自密實(shí)混凝土自身流動(dòng)方可向一致時(shí)方可停止?jié)沧ⅰ９嘧?yīng)采取“慢-快-慢”的方式進(jìn)行，直線地段軌道板灌注時(shí)間控制在8-10min之間，曲線地段軌道板灌注時(shí)間控制在10-12min之間。在灌注孔和觀察孔處應(yīng)設(shè)置防止自密實(shí)混凝土溢出的硬質(zhì)防溢保壓管。直線段設(shè)置30cm高的三通PVC管，曲線地段防溢管不宜低于超高側(cè)軌道板表面最高處。橫向接頭處設(shè)置集料盆，多余混凝土通過(guò)三通管流出。防溢保壓管拆除時(shí)間應(yīng)控制在澆筑完成3h左右，過(guò)早將導(dǎo)致自密實(shí)混凝土不密實(shí)，后期易產(chǎn)生離縫。

在自密實(shí)混凝土輕度凝固時(shí)，在灌注孔、觀察孔內(nèi)插入封堵混凝土連接S形鋼筋，抹面收平混凝土表面。

灌注時(shí)上浮力達(dá)到127kN，以碟簧壓縮量（約4.5mm）及壓緊力矩雙控的方式進(jìn)行壓緊，確保壓緊力的準(zhǔn)確性，以使軌道板的上浮量控制在允許范圍內(nèi)。

3.11 拆模及養(yǎng)護(hù)

為保證施工質(zhì)量及棱角完整性，混凝土采取帶模養(yǎng)護(hù)且≧3d，通過(guò)模板布滲水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到10.0MPa以上，且模板拆除不會(huì)造成混凝土表面及棱角損壞，方可進(jìn)行模板拆除。經(jīng)檢測(cè)混凝土達(dá)到終凝（膨脹已經(jīng)完成后）即可實(shí)施軌道板壓緊裝置和防側(cè)移固定裝置拆除工作。

模板及壓緊裝置拆除完成后，需切除自密實(shí)混凝土側(cè)面隔離層土工布，確保平齊及底座混凝土表面完整。

4 結(jié)束語(yǔ)

減振無(wú)砟軌道在新建安慶至九江鐵路湖北段站前工程AJZQ-1標(biāo)的實(shí)際施工過(guò)程中，從技術(shù)準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備開(kāi)始，按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求順序完成底座板施工、嵌縫施工、隔離層及減震墊層施工、自密實(shí)混凝土施工，通過(guò)粗鋪、精調(diào)等一系列嚴(yán)格控制，確保各個(gè)工序施工精度實(shí)現(xiàn)了高標(biāo)準(zhǔn)、高精度的軌道成型。施工過(guò)程中采用的相關(guān)技術(shù)及控制措施為同類施工條件下高速鐵路減振無(wú)砟軌道施工積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。