無砟軌道整體道床施工技術在某隧道的應用

陳慧錦

【摘要】本文以某隧道的無砟軌道道床板施工工程為例，梳理彈性支承塊式無砟道床在實際施工中的總體規劃布局、技術控制要點和相關施工具體內容，包括無砟軌道施工前置條件、基礎準備、鋼筋施工、軌排組裝、軌排粗調和精調、模板安裝、混凝土澆筑、道床板養生等，通過總結本次無砟軌道施工中的應用、注意要點和有關經驗，可以積累彈性支承塊式無砟軌道整體道床施工資料，為施工體系的不斷完善提供有效參考。

【關鍵詞】軌排;彈性支承塊;無砟道床

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.033

引言：

本隧道無砟軌道采用鋼筋混凝土道床板，結構強度較大、剛度和穩定性，軌道荷載傳遞、擴散功能顯著提高，下部結構沉降變形減小，在高速行車或是在重載條件下，線路的長期穩定性好，極大的降低了運營維護成本，是軌道結構的發展趨勢之一。

在鐵路工程施工過程中，軌道工程屬于非常重要的組成部分，同時也是該項目施工的重點和難點，需要匹配更高水準的施工技術來指導作業活動的推進。通過梳理本工程無砟軌道整體道床施工技術工程作業期間的工序流程和控制要點相關內容，可以充分發揮出施工技術應用效果，提高軌道工程的作業質量。

1、工程概況

1.1線路概況

松陽隧道采用彈性支承塊式無砟軌道，整體道床施工起訖里程為DK97+240～DK110+350，全長13110m。隧道進口至DK98+117.434段906.434m位于R=1600m的曲線上，隧道DK108+527.367～ DK109+433.907段906.54m位于R=4000m的曲線上，其余地段為直線，設計行駛速度160km/h，無砟軌道結構高度為600mm，采用套靴式彈性支承塊整體道床結構，支承塊為廠家預制，扣件采用預埋鐵座式彈性可調扣件。隧道內彈性支承塊式無砟道床由60kg/m（60N）鋼軌、彈條Ⅶ型扣件、預制C50混凝土彈性支承塊、支承塊下墊彈性墊板、橡膠套靴及道床板等組成，軌道結構高度為600mm。根據施工組織設計和項目總體規劃，本隧道整體道床采用軌排框架法施工。

1.2工程控制難點、重點

（1）施工任務重，工期緊，如何科學、合理地做好設備選型配套，組織均衡快速施工，確保質量、安全、工期目標的實現是難點。

（2）隧道施工多工序交叉作業，解決多工作面的協調施工，實現均衡生產是工程節點工期完成的難點。

（3）無砟軌道施工精度要求高，更好的測量數據保證是施工中的重點。

（4）無砟道床對鋼筋之間絕緣性能要求高，施工中絕緣電阻必須滿足設計要求，絕緣卡綁扎質量和絕緣電阻檢測是施工控制的重點。

（5）無砟道床整體性好，混凝土原材料、拌合、澆筑及養生是保證道床板強度的關鍵，是施工中控制的重點。

2、無砟軌道整體道床施工規劃

本工程彈性支承塊式無砟軌道道床板每個施工單元劃分為十個作業區段：底板鑿毛區、底層鋼筋綁扎區、軌排組裝區、軌排粗調區、頂層鋼筋綁扎區、模板安裝區、軌排精調區、混凝土澆筑區、軌排架模板拆除區、混凝土養生區。

通過總體規劃和各工序總結，為保證施工質量，各工序可分為以下流程：施工準備（含無砟軌道前置性條件檢查確認）→彈性支承塊式無砟軌道工藝性試驗→工藝性總結→測量放樣→底板鑿毛、清理沖洗→底層鋼筋鋪設、植剪力筋→軌排組裝→軌排粗調→頂層鋼筋綁扎、絕緣電阻測試、接地鋼筋焊接→道床板模板安裝、固定→軌排精調和固定→道床板混凝土澆筑→道床板混凝土養生→檢驗驗收。

3、各工序情況及控制要點

3.1施工前置性條件

（1）主體工程情況。隧道主體工程全部完成，基底處理完成，隧道內施工無砟道床段落克缺及復驗工作完成。

（2）測量情況。隧道沉降評估完成并出具沉降評估報告，工后沉降符合設計要求。CPI、CPⅡ、CPⅢ建網及評估完成。在對設計院提供的基樁控制網（CPⅠ、CPⅡ）、三等水準網進行復測后，全隧道基樁控制網（CPⅢ）布設和測量工作完成且符合要求并出具報告。

（3）人員情況。項目部管理人員配要求施工管理經驗豐富且數量滿足施工需要;勞務隊人員作業經驗豐富并經培訓考試合格，人員素質及數量滿足施工需求。

（4）材料及機械設備情況。組建專業后勤保障隊伍，材料進場且檢驗合格并供應充足，滿足現場施工需求。施工中所需機械設備均已進場且報驗合格，設備運轉良好，施工精度高，滿足施工生產需求。

（5）首件工程試驗情況。無砟軌道首件工程施工完成，施工中總結的數據、優化措施、小創新等滿足指導后續施工的條件，并簽訂施工前置條件檢查表。

3.2施工準備

（1）道床板施工前，需先按照6.6m間距對每塊道床板端頭兩側進行放樣，再按照放樣點位用墨線彈出每塊道床板四周邊線，然后將道床板施工前100～200m隧底混凝土表面雜物、廢碴清除，并用高壓水槍沖洗干凈，最后對仰拱回填或底板表面采用鑿毛機進行鑿毛處理。為便于定位道床板邊模，邊線內側3cm范圍內不予鑿毛。平均鑿毛深度應達到1.5mm～2.0mm，鑿毛率不低于總面積的75%。在鋪設道床板鋼筋網前再次對隧底用高壓水槍沖洗干凈，然后采用墩布或鼓風機清理鑿毛凹坑內積水，并保證濕度保持2h以上。基底清理完成，自檢合格并報現場監理工程師驗收簽認。

（2）基底驗收合格后，按照每塊道床板尺寸，基底面上對軌道中線控制點測量放樣，中線點用水泥鋼釘和紅色油漆標明，并記錄控制點準確里程及坐標值。為便于粗調，放樣點位和每塊道床板端頭里程向單元板內錯開0.3m。

3.3底層鋼筋施工和軌排組裝

（1）道床板鋼筋總體采用鋼筋加工廠集中加工，隨車吊集中運輸，施工現場安裝的施工方法。為減少洞內作業以節約施工循環時間，底層鋼筋采取洞外綁扎成型洞內定位安裝的形式。即：底層鋼筋先在洞外采取定位模具綁扎成型，再用平板車運輸至現場，然后根據定位卡具吊裝就位，最后安裝C40混凝土墊塊，保證底層鋼筋保護層厚度。

（2）底層鋼筋施工完成后，按照圖紙及規范要求，并結合實際軌枕間距合理布置剪力鋼筋，使其位于相鄰兩軌枕中間并避免與道床板結構筋相碰，以保證鋼筋間絕緣效果。剪力筋與結構鋼筋凈間距小于2cm的剪力筋應進行絕緣處理。然后將軌排上層鋼筋、支承塊箍筋按照設計位置擺放，待軌排就位后進行安裝。

（3）軌排組裝在組裝平臺上進行，通過人工勻枕、扣件組裝、軌排架就位、擰緊扣件的順序進行。具體施工順序為：

A.組裝前對軌排框架、彈性支承塊枕承軌臺清理干凈。探后將支承塊使用專門吊具（每次起吊4組支承塊）吊放在軌排組裝平臺上定位架內;

B.人工按照組裝平臺上支承塊的定位線勻枕;

C.由熟練技術工安裝軌下膠墊和T型螺栓;

D.人工配合龍門吊上軌（兩股鋼軌的一端頂靠在端頭對位鋼板擋頭上）;

E.復查支承塊間距，軌枕塊間距誤差控制在5mm以內;

F.安裝絕緣軌距塊、Ⅶ型彈條、平墊圈和螺母，用扭力扳手擰緊螺母，扣件安裝應保證扣件各部位密貼和扣壓力達到設計要求;

G.再次復查軌枕間距（若間距偏差超過5mm必須立即調整至合格）、軌距、錨固螺栓扭矩、扣件彈條與軌底之間的間隙。

注意事項：軌排組裝前，需采用木錘或橡皮錘逐個對支承塊和橡膠靴套的組裝密貼狀態進行復檢，同時用鋼尺檢查相鄰彈性支承塊凸緣和套靴間隙，相鄰兩個支承塊間隙誤差不得大于2mm，檢驗合格后方可進入組裝軌排工序;軌排組裝完成后采用測力扭矩扳手對扣件扭矩復核，確保扣件各部位密貼和扣壓力符合設計要求;安裝絕緣軌距塊和軌距擋板時內外側應配套使用;支承塊軌底坡應指向線路中心，頂面廠標應設于鋼軌外側，不得掛反支承塊。

3.4軌排粗調、上層鋼筋施工、模板安裝

（1）軌排粗調。利用軌排架的豎向螺桿調整高程，利用軌向鎖定器調整偏距。調整時按照先中線后高程的順序循環進行，高程誤差控制-10～0mm、中線誤差控制±10mm。相鄰軌排使用魚尾夾板連接，每接頭安裝4套螺栓，初步擰緊，軌縫預留10～30mm。連續兩個軌排粗調完成后，檢查相鄰鋼軌接頭平順性，并進行相應的微調整直至滿足錯牙不大于0.5mm，然后擰緊。注意要點：軌排架豎向螺桿底部應增加墊片，防止螺桿損傷基底混凝土;軌排偏距調整過程中及時松動螺桿，確保螺桿既受力又不彎曲不受損;相鄰軌排架連接后檢查接頭平順性，錯牙不大于0.5mm。

（2）上層鋼筋和支承塊箍筋采用加工廠集中加工，隨車吊運輸，人工現場安裝的施工方法。在軌排安裝到位后，采用絕緣卡綁扎支承塊箍筋、架立筋、縱橫向鋼筋，然后采用兆歐表對上下層每根鋼筋間的絕緣性能進行檢查，發現問題及時處理。注意要點：道床板鋼筋之間必須絕緣，絕緣電阻值不得小于2MΩ;上下兩層縱橫向鋼筋彎鉤若存在搭碰情況的，采用“一字型”絕緣卡或絕緣套管進行鋼筋間絕緣處理;每塊道床板上層縱向鋼筋的中間1根和外側2根與橫向鋼筋的中間1根為接地鋼筋，需進行焊接并安裝接地端子;接地端子保護蓋應在焊接前去下并待焊接冷卻后加蓋，防止保護蓋燒傷，導致澆筑過程中混凝土堵塞螺栓孔。

（3）鋼筋絕緣性能檢測。道床板鋼筋綁扎完成后，必須按照設計要求對鋼筋網之間的采用兆歐表進行絕緣性能檢測，道床板鋼筋骨架檢測部位包括：上層縱向鋼筋、下層縱向鋼筋、下層橫向鋼筋、上層橫向鋼筋、下層縱橫向鋼筋與剪力鋼筋、每根鋼筋交相連的綁扎點。在使用儀器檢測前先通過目測檢查鋼筋有沒有直接搭接觸碰情況，絕緣卡安裝有沒有脫落現象;再用兆歐表進一步檢查鋼筋間的絕緣情況。兆歐表檢測方法：調整儀表測量電壓（500V），使用絕緣電阻表對各層鋼筋間的絕緣電阻進行測量;將縱向鋼筋作為測量基準鋼筋，檢測每根橫向鋼筋和縱向鋼筋間的電阻是否合格。

（4）模板安裝。先按照道床板邊線安裝外側模板，然后采用“定位卡具+定位鋼板”安裝閉孔聚乙烯泡沫板，最后安裝C40混凝土墊塊，保證保護層厚度滿足設計要求。注意要點：模板下方與基底空隙應采用泡沫膠填塞密實，防止漏漿爛根;接地端子端頭應和模板密貼并做好標記。

3.5軌排精調

本工程精調采用徠卡LeicaTCRP1201全站儀和安伯格GRP1000測量小車對軌排架進行。精調按照“定點定位，順序進行，兩點一線”、“先中線后高程”的原則進行，測量搭接段和順接段長度均為2個軌排架。精調順序如下：

（1）確定全站儀坐標。全站儀采用自由設站法定位，通過觀測附近8個固定在隧道邊墻上的控制點棱鏡，自動平差、計算確定位置。全站儀設站的位置應靠近線路中心，首先要考慮精調目標距離，其次是與近處控制點的距離（一般應超過20m）。開始測量前校準一次，如氣溫變化迅速，可再次校準;校準后可在同一點進行正反兩次測量，測量值之和應在0.3mm以內。

（2）測量軌道數據。全站儀測量軌道精測小車頂端棱鏡，小車自動測量軌矩、超高。

（3）反饋信息。接收觀測數據，通過配套軟件，計算軌道平面位置、水平、超高、軌距等數據，將誤差值迅速反饋到精測小車的電腦顯示屏幕上，指導軌道調整。

（4）調整中線。采用專用開口扳手通過調節軌排左右兩側軌向鎖定器調整軌道中線。調整時左右各配備1人同時作業。中線滿足要求時，及時將軌向鎖定器鎖定，避免精調后軌排中線方向發生位移。

（5）調整標高。采用六角螺帽扳手旋轉豎向螺桿調整軌道水平、標高。調整螺桿時要緩慢進行，旋轉一圈高程變化為1mm，調整后檢查螺桿是否受力，如未受力則擰緊附近的螺桿。調整時左右各配備1人同時作業，提高精調效率。

（6）精調完成后，盡快澆筑道床板混凝土。如果軌道放置時間過長，或環境溫度變化超過15℃，或受到外部條件影響，必須重新檢查或調整。

（7）前一站精調完成后，下一站精調時需要重疊上一站2榀軌排架，必須滿足鋼軌的平順性。

（8）精調完成后按指定間距，在設站區間內逐點采集數據并存檔記錄，待澆筑結束后及時進行復檢。

3.6道床板混凝土澆筑養生、軌排架拆除等

（1）混凝土澆筑前對鋼軌、扣件、螺桿調整器和軌枕采取防護措施（增設軌枕防護罩、鋼軌和軌排架覆蓋等）;對澆筑道床板范圍的支承層或底座及軌枕灑水濕潤。混凝土運輸至現場時應對其坍落度、溫度等指標進行檢測，坍落度應控制在130mm～140mm之間，入模溫度在5～30℃;新舊混凝土溫差不大于15℃。插入式振搗器用于道床板下部及軌枕四周的搗固，保證軌枕下方混凝土的密實。根據首件試驗記錄，在一個部位振搗的時間為20～25s。作業時，使用2臺振動棒間隔2m進行振搗。前臺主要振搗區在下部鋼筋網和軌枕底部，后臺主要振搗區在軌枕四周和底部加強。搗固時應避免搗固棒接觸排架和軌枕，防止移位超標。

（2）表層混凝土振搗完成后，利用砼原漿抹面及時修整、抹面。直線地段的道床板頂面抹成1%人字坡，曲線地段按照超高漸變。混凝土頂面標高根據鋼軌表面至道床表面的固定間距控制。抹面完成后，及時清刷鋼軌、支承塊和扣件，防止污染。注意事項：支承塊四周混凝土頂面低于支承塊套靴下緣不少于2mm;混凝土初凝前、后分別將豎向螺桿松動1/4圈和3/4圈，解除鋼軌全部扣件應力;混凝土入模4小時后重新擰緊鋼軌扣件螺栓，對澆筑后道床板進行復測。

（3）初期養護采用噴霧器進行霧化方式;后期養護采用土工布覆蓋噴水保濕方式;養護時間不少于14天。當環境溫度低于5℃時，禁止灑水養護，采用蓄熱法養護措施。

（4）根據首件工程試驗數據，當道床板混凝土澆筑后13h，強度達到5MPa可拆除軌排架。拆除順序為：軌排接頭夾板、軌道扣件、軌向鎖定器、支腿架、軌排架、拆卸模板。確認扣件全部松開后，吊裝軌排架至軌排組裝區并檢查軌排幾何尺寸，清理干凈后進入下一循環施工。

（5）最后道床板在養護完成后，及時對伸縮縫用硅酮密封膠進行填塞。封口時應先沿預留2cm*2cm凹槽邊緣采用5cm寬膠帶粘貼，再采用“注膠槍+刮刀”將硅酮密封膠填滿伸縮縫預留凹槽并刮平，然后將兩側5cm寬膠帶揭下。注意要點：注入硅酮密封膠前應涂刷界面劑，保證密封膠和混凝土粘合;注入密封膠時加強成品保護，防止污染道床。

結語：

綜上所述，在鐵路隧道工程的施工過程中，無砟軌道整體道床屬于經常使用到的應用結構，通過梳理該技術應用過程中需要注意的內容，不僅可以確保節點質量的合規性，而且能夠加快隧道工程的作業速度，提升工程作業質量。

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