淺談隧道彈性支承塊式無砟軌道彈性支承塊預制技術

唐成明

摘要：本文主要研究對象是陽安二線鐵路隧道，深入地探討了彈性支承塊式整體道床彈性支承塊預制的施工過程與工法，此外還詳細闡述了支承塊的預制、組裝工藝，蒸汽養護方法，創新施工方法，提高施工質量等，為以后施工同類工程提供了借鑒指導意義。

關鍵詞：無砟軌道彈性支承塊預制技術;施工方法

1工程概況

陽安二線鐵路陽平關至勉西段新建地段長度大于1公里的隧道共13座鋪設彈性支承塊式無砟軌道，里程DyK003+181.1～DyK069+351，鋪設無砟軌道單線長度38.609公里，本工程為單線鐵路，設計時速120km/h，采用鋼軌為60kg/m新鋼軌。作為關鍵部件的彈性支承塊式無砟道床，道床上的彈性支承塊具有0.6m的間距，此外，在每千米的長度上彈性支承塊共計1667對，本段線路共有129800塊彈性支承塊，C50的混凝土強度等級。在不計墊板和套靴時，其單塊的重量為95.6Kg，各塊混凝土的用量均為0.035立方。其主要的組成部分包括橡膠套靴、彈性墊板、預埋鐵座扣件以及C50鋼筋混凝土等。基于該預制工作，概括了與之相關的施工方法及工藝流程，以提高預制質量，所得成果可以為其它工程提供一些必要的施工經驗。

2彈性支承塊技術標準

在該扣件中所用的是彈性整體軌道部件通用圖，其圖號：壹線（10）3025A，圖中各軌道部件均為新型非標準件，部件質量必須符合（彈性整體道床暫行技術條件）（壹線J2004-）2010年修訂版有關規定要求。C50支承塊結構圖如下圖所示。

3場地規劃

彈性支承塊預制場地設在寧強縣大安鎮1號拌和站內。占地面積約8000m2，其中生產區設長100米、寬20米、高9米的封閉廠房，軌枕預制生產區分為七大區域：鋼筋原材料堆放區，鋼筋籠加工及綁扎區，混凝土灌注振搗區，蒸汽養護池，模具拆裝區，緩存保濕養護區，支承塊打磨和套靴組裝區。成品碼放區設在室外，混凝土由1號拌和站供應。蒸汽養護區建蒸汽養護池一個，為了使養護池密閉性更好，不漏氣，溫度損失降到最低，達到更節能環保目的，將蒸汽池設為地上0.6米，地下2.4米。蒸汽養護池尺寸為：長10米*寬6米*深3米，養護池內平均分成5個小養護池，中間隔墻用砌磚隔開。每個小蒸汽養護池尺寸為長2米*寬6米*深3米，每個

小蒸汽養護池內可放置支承塊60塊，分6層放置，每層10塊。5個小蒸汽養護池一次可放置300塊。

4主要施工機具設備

主要機具設備見下表1。

5支承塊施工工藝

清理模具→噴涂脫模劑→安裝預埋鐵座→安裝鋼筋籠→合模→混凝土澆筑和振搗→底面摸平收面→蒸汽養護→模具翻轉拆模→吊運至緩存區保濕養護3天→支承塊底面打磨→安裝橡膠套靴及塊下墊板→透明膠帶封口及打包綁扎帶→運送到成品區自然養護等工序循環依次進行。施工工藝流程如下。

（1）鋼筋籠制作。在綁扎鋼筋骨架時，應當參考圖紙的要求來展開。需要采用專用的模架來進行鋼筋籠的綁扎，綁好的鋼筋籠放入鋼筋籠卡具中，再將鋼筋籠卡具整體放入模具中，利用鋼筋籠卡具控制保護層厚度，以獲得所需的保護層厚度。詳見下圖：鋼筋籠卡具和模具。（2）清理模具。在使用模具之前，應通過鋼絲磨頭來拋光其內表面，同時通過扁鏟來去除邊緣部分以及上口部位所存在的浮灰，再用空壓機風槍將表面灰塵吹干凈。之后，需要區別其表面區域保持干燥狀態，再進行脫模劑的噴涂。將機油涂抹到上框內側，將黃油涂抹到倒角部位，便于脫模。（3）安裝預埋鐵座。在安裝預埋鐵座之前，應當對其外觀進行仔細檢查。應當遵循《彈性整體軌道暫行技術條件》（其具體的編號壹線為J2004）來進行。在安裝過程中，具體如下：首先應當在卡槽螺母之上固定配套螺栓;需要確保模具的底平面和預埋鐵座之間保持良好的垂直度，兩側預埋鐵座間距控制在187㎜，誤差控制在+1mm或-0.5mm。當間距與垂直度兩方面的指標均滿足相關的要求之后，應當逐漸將螺栓上緊，之后再進行復測，復測合格后才能進行下道工序。（4）安裝模板。預埋鐵座安裝完成并檢查合格后，將模具上框下蓋組裝一起，用螺栓上緊。安裝模板時要注意模板的下蓋和上框按編號一一對應，不能隨意調換順序。（5）混凝土澆筑。混凝土由1號拌合站供應，混凝土出站前應檢查混凝土的坍落度、和易性的質量指標，符合要求后方可出站。在進行混凝土的灌注操作之前，應當對模具進行仔細檢查，以確保其已經清理過，同時需要確認鋼筋籠已經通過專用卡具來完全放置好，并且具有良好的牢固性。當已將混凝土運至施工現場之后，需進行坍落度的檢查，坍落度應控制在60mm-80mm，并做好試件留樣，每個工作班留同條件養護試件3組。采用變頻振搗器來澆筑混凝土，此時所用的是分層澆筑方法，在混凝土澆筑的過程中需要同時進行振搗，先低頻后高頻的方式進行，邊振搗邊加混凝土邊初步抹平，混凝土應從模具中間加入，以避免鋼筋籠發生移位現象。其振動的總用時應當在4分鐘左右。在已經完成了混凝土振動操作之后，需要再次抽出鋼筋籠卡具。若混凝土已經攪拌好的時間大于半小時，需棄用，以嚴格確保混凝土的質量。（6）底面摸平收面。混凝土灌注滿模具上口后再用鐵抹子抹平，混凝土面應壓平收光，表面平整度小于或等于1㎜。禁止混凝土超過模具上口。（7）蒸汽養護。蒸汽養護采用全自動溫控系統，熱源采用蒸汽鍋爐。鍋爐用水為飲用自來水通過全自動軟水器處理后的水，使用軟化后的水防止鍋爐結水垢。對于蒸汽養護的時間，其具體的制度為2-2-7-2，也就是：靜停2小時，升溫2小時，恒溫7小時，降溫2小時。在靜停的過程中，需要確保環境溫度應當大于或是等于5攝氏度，其時間應當從完成了最后一模灌注之后算起。之所以進行靜停，其目的是使混凝土可在蒸汽養護前具有良好的水化程度，由此確保它具有良好的初始結構強度，并且避免其在溫度升高之后結構發生不同程度的破壞，因此靜停期非常重要。升溫從靜停結束即可開始，需要采取均勻升溫的方式，升溫速度不大于20℃/小時。如果過高升溫的速率，那么對于混凝土結構所帶來的破壞作用將會相應增加，因此限制合理的升溫速度才能確保混凝土結構的質量。恒溫溫度控制為50℃-55℃，養護人員隨時觀察溫度情況，溫度不符合要求時要及時調整，恒溫期為強度增長的重要時期，但是如果其長期處于高溫條件中，同樣會降低養護強度，因此要嚴格控制混凝土養護恒溫期的最高溫度。降溫時必須保證降溫均勻，降溫速度小于20℃/小時，根據檢測的溫度，可開啟軸流風機，實現抽風降溫。如果采用偏高的降溫速度，將導致外部溫度和枕芯溫度之差增大，形成了比較顯著的應力，嚴重的會導致混凝土表面開裂，降溫速度過小則會延長施工的時間，從而影響施工周期，因此必須在規范規定的合理降溫速度范圍內，才能確保混凝土結構質量。采用全自動溫控系統，溫度運行記錄可隨時打印查閱。養護結束后，支承塊表面與養護池外溫差不大于20℃。在已經完成了混凝土的澆筑施工之后，其強度需要達75%的設計強度，同時強度值應當超過38兆帕，由此才可脫模，否則，需要合理地增加養護時間。支承塊蒸汽養護完成脫模后，支承塊應在緩存區遮光保濕養護至少3天以上。（8）拆模。養護結束時取出一組試件送至試驗室試壓，根據規范要求可知應當在強度超過75%（38Mpa）之后才可脫模。在進行拆模的過程中，需要將用于預埋鐵座固定的長螺栓首先卸下來，之后將槽口中小鐵板取下來，接著將用來進行模型固定的所有螺栓均卸下。然后，需要使模型蓋朝著上方，將它和框之間的縫隙撬開，以拆掉模具蓋。在完成了拆模之后，應當馬上檢查支承塊的外觀情況，分析相關的尺寸指標，合理地劃分廢品與合格品，進行整齊的碼放。檢查合格的支承塊運至保濕緩存區，應在緩存區遮光保濕養護至少3天以上，保濕養護非常重要，為支承塊后期強度增長起到了重要作用。（9）支承塊底面打磨、橡膠套靴和塊下墊板粘結組裝、透明膠帶封口、打包帶安裝及成品堆放與運輸。緩存區遮光保濕養護3天以上合格的支承塊才能進行套靴組裝。組裝之前需要仔細檢查其底面的平整度，若

發現它超過1毫米，那么就需要打磨底面，使其滿足平面度的要求。在安裝塊下墊板和橡膠套靴之前，應當進行外觀質量的仔細檢查，如果其不合格，將不可進行安裝操作。當通過了檢驗之后，則可以利用氯丁型萬能膠來使之牢固地粘為一體。之后，將氯丁型萬能膠液涂抹到支承塊與橡膠套靴的底部區域，共計三道，此外，還將氯丁型萬能膠液涂抹到套靴帽檐的內側，共計1道，其印痕寬度在4厘米左右。采用橡膠套靴、橡膠墊板以及支承塊來進行組裝，需要確保所得到的彈性支承塊具有良好的牢固度。在已經貼好了上述幾個主要部件之后，在橡膠套靴與支承塊帽檐交界處采用透明膠帶封口，防止灰塵、雨水、進入套靴內，此外，還采用塑料打包帶來進行承軌臺兩外側的綁扎操作，共計2道，在此過程中應當保證有良好的牢固度，由此使在開展整體道床施工的過程中，上述部件間能夠實現良好的無縫隙粘合效果。當已經完成了支承塊組裝工作之后，應當將它們碼放成垛，以2根木條支墊放于支承塊兩側，需要確保墊木的頂面超過預埋鐵座共計15毫米，同時，上層和下層的墊木需要保持同位，墊木尺寸為60mm*60mm*1000mm，碼垛層數不超過5層。其場地的基底需要有良好的平實度，并且設置了所需的排水設施，通過墊木來架空底層。應當避免支承塊受到水的浸泡，在進行堆放或是運輸的過程中，需要整齊地碼放支承塊，將木方鋪墊在不同的層間。需要將必要的防曬及防水設施設置于在成品堆放區域中覆蓋，不應有雨水、灰塵進入套靴內。進行運輸的時候，需要盡可能地避免發生磕碰現象，在搬動的時候需要保證動作輕緩。（10）支承塊成品尺寸應符合下表要求。

6結束語

彈性支承塊式整體道床是一種新型的軌道基礎結構，彈性支承塊式無砟軌道相比于雙塊式無砟軌道和板式無砟軌道以及有砟軌道來說，彈性支承塊式無砟軌道具有造價低、彈性及減震性能好、養護維修便捷、免維修或是少維修等優勢，因此在軌道基礎結構領域有良好的應用潛質。彈性支承塊是無砟道床中最重要的構件，對支承塊預制施工精度，施工質量要求非常高。在本論文中深入地分析了該施工技術，可為其預制施工工藝的進一步發展，提高預制質量，提供了指導、參考作用。對以后的類似工程有一定的借鑒意義。

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