城市軌道交通裝配式無(wú)砟軌道施工技術(shù)研究

陳學(xué)振

（中鐵路安工程咨詢有限公司，天津 300250）

1 引言

城市軌道交通是滿足人們城市旅行的關(guān)鍵，高質(zhì)量的城市軌道交通不僅能縮短人們的出行時(shí)間，還可以有效提高出行舒適度。裝配式無(wú)砟軌道是城市軌道交通的核心，其施工技術(shù)會(huì)影響城市軌道交通的運(yùn)能與安全性。因此，有必要對(duì)裝配式無(wú)砟軌道施工技術(shù)進(jìn)行研究，以此提高無(wú)砟軌道的整體施工效果。

2 裝配式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)分析

2.1 結(jié)構(gòu)組成

裝配式無(wú)砟軌道由鋼軌、板間結(jié)構(gòu)等組成，軌道整體結(jié)構(gòu)可以分為預(yù)制軌道板、混凝土層、回填層3 部分。在城市軌道交通對(duì)減振性能的要求較高時(shí)，通過(guò)在混凝土層下方設(shè)置減振墊層可以有效提高施工質(zhì)量。連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)砟軌道在使用中會(huì)受到溫度荷載的影響，而分塊結(jié)構(gòu)的軌道設(shè)計(jì)方式能夠在溫度變化后從軌道板兩端釋放溫度應(yīng)力，降低溫度帶來(lái)的影響。因此，開展無(wú)砟軌道施工時(shí)，需要結(jié)合城市軌道交通的實(shí)際需求，選擇結(jié)構(gòu)更加合理的無(wú)砟軌道形式，以此使軌道質(zhì)量得到保障。由于無(wú)砟軌道的整體維修工作量相對(duì)較少，因此，無(wú)砟軌道可以看作保證城市軌道交通準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵。對(duì)于無(wú)砟軌道，因?yàn)檐壪禄A(chǔ)的存在，所以，在列車運(yùn)行期間并不會(huì)出現(xiàn)由道砟所帶來(lái)的磨損，維修周期與使用壽命的延長(zhǎng)往往更有利于城市軌道交通的長(zhǎng)期發(fā)展。

2.2 裝配式高鐵軌道與城市軌道的區(qū)別

城軌是現(xiàn)代交通的一種通行模式，能夠?yàn)榫用癯鲂刑峁┓奖悖徑獬鞘邪l(fā)展帶來(lái)的交通問題。裝配式高鐵則是以線路改造為基礎(chǔ)的一種高速交通方式，通過(guò)對(duì)線路進(jìn)行改造，可以使列車運(yùn)行時(shí)速超過(guò)200 km。相較于高鐵，城軌位于城市之內(nèi)，班次更加密集，雖然速度略低于高鐵，但是具有更高的運(yùn)行效率。

2.3 無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的施工難點(diǎn)分析

2.3.1 工程驗(yàn)收與交接難點(diǎn)

無(wú)砟軌道下部基礎(chǔ)等部分均需要在施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑，軌枕、軌道板等預(yù)制件的性能指標(biāo)具有標(biāo)準(zhǔn)性，因此，施工完成后能夠保證軌道性能的均一性。相較于有砟軌道，無(wú)砟軌道具有更強(qiáng)的連續(xù)性與平順性，可以在一定程度上提高人們的乘車舒適度[1]。但是在施工階段，工程驗(yàn)收與交接相對(duì)困難，需要加強(qiáng)驗(yàn)收、交接工作來(lái)提高工程銜接性，否則會(huì)影響軌道施工的精確性。

2.3.2 軌道路基支撐層的施工難點(diǎn)

路基的支撐層施工難度非常高，路基平整度與高程等參數(shù)資料的誤差是施工階段必須克服的難點(diǎn)問題。支撐層施工包括混凝土拌和、運(yùn)輸、卸料、澆筑等多個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都將對(duì)支撐層的施工效果造成影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，無(wú)砟軌道路基支撐層在施工階段，各個(gè)施工環(huán)節(jié)的銜接問題是最為常見的施工問題，因此，在施工開始前必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)研究，避免因?yàn)殂暯邮┕げ划?dāng)而出現(xiàn)混凝土料離析等問題。

3 裝配式無(wú)砟軌道施工技術(shù)分析

裝配式無(wú)砟軌道施工技術(shù)需要嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行，使施工效果得到保障，避免出現(xiàn)施工問題。

3.1 工程驗(yàn)收與交接

在無(wú)砟軌道的道床施工之前，需要由設(shè)計(jì)、監(jiān)理等部門組成的評(píng)審小組對(duì)路、橋等區(qū)域的沉降變形進(jìn)行評(píng)估，只有各種結(jié)構(gòu)物的工后沉降能夠滿足設(shè)計(jì)需求，才能正式進(jìn)行軌道施工。線下單位需要在施工前開展交接并向道床施工提供各種施工資料。各種資料均需要與線下單位提供的竣工資料進(jìn)行比對(duì)，資料一致性是開展書面交接的關(guān)鍵。若發(fā)現(xiàn)資料存在明顯差異，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行重新核查與驗(yàn)收，否則無(wú)法進(jìn)行資料交接。以土石方量為例，在資料檢查時(shí)，需要根據(jù)式（1）計(jì)算土石方量：

式中，V為土石方量，m3；A1、A2為相鄰兩斷面的面積，m2；L為相鄰斷兩斷面的距離，km。

在道床施工前兩個(gè)月，施工方要結(jié)合圖紙開展混凝土試驗(yàn)，以便對(duì)混凝土施工質(zhì)量進(jìn)行控制，當(dāng)混凝土配比滿足施工需求之后，需要針對(duì)施工區(qū)段選擇混凝土攪拌站，在攪拌施工之前，實(shí)驗(yàn)人員需要重新對(duì)混凝土材料進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)期間需要針對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行記錄。

3.2 軌道路基的支撐層施工

3.2.1 水硬性路基施工

在支撐層施工時(shí)，基床表面可以通過(guò)攤鋪機(jī)來(lái)鋪設(shè)混合料支撐層，若施工地段不便機(jī)械化施工，可以利用混凝土支撐層施工。施工前，要對(duì)路基進(jìn)行驗(yàn)收處理，以保證路基能夠滿足道床的施工需求，只有路基平整度、高程誤差均在合理范圍內(nèi)，才能保證后續(xù)施工項(xiàng)目的正常推進(jìn)。無(wú)砟軌道不同于有砟軌道，在分析軌道結(jié)構(gòu)時(shí)，穩(wěn)定性計(jì)算期間的軌道橫向、縱向阻力與材質(zhì)、道床狀態(tài)的聯(lián)系相對(duì)較小。軌下基礎(chǔ)能為線路提供更加優(yōu)質(zhì)的軌道阻力，軌道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性會(huì)有所提高，穩(wěn)定性得到保障意味著無(wú)砟軌道將會(huì)獲得更長(zhǎng)的使用壽命。

利用滑模攤鋪機(jī)進(jìn)行施工處理時(shí)，需要提前進(jìn)行測(cè)量放線，引導(dǎo)線設(shè)置完成后，攤鋪機(jī)就位，就位時(shí)要對(duì)四角點(diǎn)高程等參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。無(wú)砟軌道施工期間所采用的混合料，要保證樣品在試驗(yàn)中的抗壓強(qiáng)度平均值大于15 MPa，彈性模量在10 000～20 000 MPa，保證各項(xiàng)技術(shù)條件滿足工藝需求。進(jìn)行攤鋪施工前，應(yīng)潤(rùn)濕基床，支撐層攤鋪結(jié)束后，為了讓道床板與支撐層得到更好的銜接，可以成型后在兩側(cè)分別預(yù)留35 cm的修邊區(qū)域。通常情況下，支撐層攤鋪結(jié)束后的12 h 內(nèi)，應(yīng)注意設(shè)置橫向假縫，如果施工期間的整體氣溫高于30 ℃，則每間隔4 m 設(shè)置一道切縫，并在切縫結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。除此之外，施工結(jié)束后還需要利用灌砂法測(cè)量路基的密實(shí)度，并通過(guò)鉆心取樣的方式進(jìn)行抗壓測(cè)試，當(dāng)施工強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，便可以進(jìn)行回填施工[2]。圖1 為墊層施工流程。

圖1 墊層施工流程

3.2.2 橋梁保護(hù)層、凸臺(tái)施工

保護(hù)層與凸臺(tái)施工開始前，要利用驗(yàn)收掌握高程誤差等參數(shù)，避免因?yàn)闃蛎嫘阅懿粷M足無(wú)砟軌道的施工需求而影響最終施工質(zhì)量。保護(hù)層、凸臺(tái)施工使用的C40 混凝土要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。在保護(hù)層施工期間，應(yīng)優(yōu)先將加工完成的鋼筋材料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，然后在防水層上定位、放線標(biāo)出縱、橫向鋼筋的施工區(qū)域并進(jìn)行鋼筋鋪放。鋼筋綁扎結(jié)束后，應(yīng)注意安裝混凝土墊塊。進(jìn)行凸臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)，需要將凸臺(tái)中心點(diǎn)放樣至防水層上，然后結(jié)合設(shè)計(jì)需求進(jìn)行鋼筋綁扎。施工期間使用的混凝土可以利用泵送、罐車運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，通過(guò)分段施工的方式有效提高施工質(zhì)量。保護(hù)層施工時(shí)，必須保障表面足夠光滑且床板穩(wěn)定。當(dāng)保護(hù)層的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%后，便可開展凸臺(tái)施工。澆筑凸臺(tái)前，應(yīng)針對(duì)混凝土表面進(jìn)行清潔并潤(rùn)濕，然后結(jié)合測(cè)量模板邊線進(jìn)行模板施工，在模板澆筑結(jié)束后，需要注意開展養(yǎng)護(hù)處理。

3.3 道床板施工

3.3.1 底層鋼筋、中間層施工

路基地段需要結(jié)合圖紙、鋼筋型號(hào)來(lái)進(jìn)行底層鋼筋鋪設(shè)，鋼筋布置期間需要對(duì)每根鋼筋的搭接量進(jìn)行控制，搭接時(shí)要利用絕緣卡來(lái)完成絕緣處理。在對(duì)中間層進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循圖紙要求進(jìn)行施工，土工布在施工階段要結(jié)合梁長(zhǎng)進(jìn)行切割，通過(guò)在每條邊額外留有50 mm 的余量，可以避免土工布出現(xiàn)過(guò)短的情況。在土工布鋪設(shè)完成后，需要加裝彈性墊板。墊板施工后要利用膠帶進(jìn)行密封。需要注意的是，如果土工布的長(zhǎng)度不足，禁止直接進(jìn)行土工布搭接，土工布可以在對(duì)接后利用膠帶黏結(jié)，若在布設(shè)凸臺(tái)墊板時(shí)發(fā)現(xiàn)凸臺(tái)過(guò)高，可以在墊板下方通過(guò)墊泡沫的方式保證施工效果。

3.3.2 軌枕施工

在軌枕鋪設(shè)期間，應(yīng)結(jié)合圖紙需求控制軌枕位置。在軌枕布設(shè)結(jié)束后，應(yīng)針對(duì)路橋過(guò)渡段銷釘位置進(jìn)行測(cè)放，然后利用油漆標(biāo)識(shí)、鉆孔等方式來(lái)進(jìn)行孔洞處理。在組裝軌排時(shí)，應(yīng)每間隔50 m 進(jìn)行一次工具軌架設(shè)，在常規(guī)路基、隧道位置處，需要利用扭力滿足需求的彈條來(lái)進(jìn)行施工。組裝結(jié)束后，注意檢查軌枕間距等參數(shù)是否滿足工程需求。軌排組裝后每隔幾根軌枕要安裝一次螺桿調(diào)整器，螺桿安裝中必須始終位于軌道外，豎向螺桿能夠調(diào)整軌排高度，水平螺栓則可以改變軌排方向[3]。

施工結(jié)束后，需要對(duì)軌枕間距等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，然后利用全站儀、粗調(diào)機(jī)等設(shè)備對(duì)軌排進(jìn)行粗調(diào)，粗調(diào)后的軌排在方向、標(biāo)高達(dá)到正確位置后便可以通過(guò)擰緊螺桿來(lái)固定軌道。粗調(diào)完成要進(jìn)行鋼筋安裝，上層鋼筋布設(shè)結(jié)束后，應(yīng)結(jié)合絕緣需求進(jìn)行絕緣接地處理，軌道絕緣接地的目的是使金屬、導(dǎo)磁材料實(shí)現(xiàn)接地，降低絕緣風(fēng)險(xiǎn)。在接地期間，應(yīng)結(jié)合圖紙把道床設(shè)置成三縱一橫的接地單元，縱向焊接、橫向搭接。在橋梁上，所有道床板都要專門布設(shè)接地端子，然后通過(guò)鋼纜生成導(dǎo)體，設(shè)置結(jié)束后要通過(guò)測(cè)試電阻的方式來(lái)判斷絕緣能力，若絕緣效果不滿足設(shè)計(jì)需求，需要重新進(jìn)行相關(guān)處理。粗調(diào)后要結(jié)合氣溫等參數(shù)來(lái)進(jìn)行精確調(diào)整，精確調(diào)整在澆筑前2 h 內(nèi)進(jìn)行，澆筑混凝土?xí)r要注意溫度、連續(xù)性，通過(guò)溫度控制來(lái)防止裂縫問題的出現(xiàn)。除此之外，混凝土澆筑后要注意科學(xué)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)與模板拆除。圖2 為軌排施工流程。

圖2 軌排施工流程

4 結(jié)語(yǔ)

在城市軌道交通中，裝配式無(wú)砟軌道施工技術(shù)的重要性毋庸置疑，通過(guò)對(duì)無(wú)砟軌道的施工技術(shù)進(jìn)行分析，能夠有效提高城市軌道交通質(zhì)量。本文從路基支撐層以及道床板施工等角度進(jìn)行了施工分析，明確了能夠提高工程精度的方式。相信隨著更多人意識(shí)到軌道施工優(yōu)化的重要性，城市軌道交通的施工方式將會(huì)更加完善。