高速鐵路無砟軌道施工技術分析

劉津

（中鐵十一局集團第三工程有限公司，湖北十堰 442000）

0 引言

隨著高速鐵路的迅速發展，作為一種新興的鐵路軌道技術，無砟軌道得到了越來越多的關注和應用。無砟軌道不僅具有降噪、減振、保持穩定性等功能，還可以提高列車的運行速度和安全性，已成為高速鐵路建設的主流技術之一。盡管無砟軌道技術在高速鐵路建設中表現出了許多優勢，但在其施工過程中仍存在一些難點和問題，如軌道基礎地基沉降變形規律難以控制、精密測量難和軌道平順度控制難等，這些問題直接會影響無砟軌道施工效率和質量，因此有必要加強技術分析，解決這些施工難點。

1 高速鐵路無砟軌道施工技術的應用價值

隨著高速鐵路的不斷發展和鐵路運輸需求的增加，作為一種新型的鐵路軌道技術，無砟軌道越來越受到關注和重視。在高速鐵路建設中，無砟軌道具有獨特的優勢和應用價值。其采用集成式設計和施工方式，不僅具有較高的鋪設效率和較快的施工速度，而且可以大幅降低施工成本，還能有效避免對周邊環境的影響。無砟軌道在使用過程中也具有顯著的優勢，不僅可以使軌道平整、穩定，減少噪聲和振動，而且能提高列車的運行安全性和舒適性。此外，無砟軌道具有使用壽命長、維護成本低、可靠性高等優點，其也因此在高速鐵路建設中得到了廣泛應用?？傊?，無砟軌道在高速鐵路建設中有重要的應用價值，對提高鐵路建設質量、效率，降低成本，保障運輸安全有重要意義。隨著技術的不斷發展和應用范圍的不斷擴大，無砟軌道技術在未來的高速鐵路建設中會繼續發揮重要作用。

2 無砟軌道施工關鍵技術

2.1 不同線路地段軌道系統的組成

在高速鐵路無砟軌道施工過程中，施工方需要根據不同線路地段的特點，選擇不同的軌道系統組成方案，以保證軌道的平穩性、耐久性和安全性。通常情況下，軌道系統主要包括軌道板、軌枕、彈性墊板、固定螺栓和軌距調整器等部分。軌道板是無砟軌道施工中的核心部件，其主要作用是承受列車的荷載，同時具有良好的抗變形和抗疲勞性能。軌道板的形式一般為混凝土梁式結構，也可以采用U 形鋼板，其長寬高等參數需根據不同線路的要求來確定。軌枕主要起承載軌道板的作用，傳統的軌枕主要采用木材制作，但由于其存在易腐爛、易變形等缺點，現在多改用混凝土或塑料等材質制作。

2.2 無砟軌道測量

無砟軌道測量在高速鐵路無砟軌道施工中有非常重要的作用，能夠保證施工精度和質量，提高鐵路線路的安全性和可靠性。無砟軌道測量主要包括前期勘測、設計測量和施工控制測量三個階段。前期勘測主要是為了獲取施工地形地貌和工程條件等基礎信息，通過分析和預測線路走向，為設計測量和施工控制測量提供數據支持。設計測量主要是為了確定軌道線路的幾何形態和軌道縱斷面的參數，包括軌道的中心線位置、坡度、曲率、橫坡等。設計測量的結果將直接影響后續的施工控制測量和無砟軌道施工的精度。施工控制測量是無砟軌道施工的關鍵環節，主要是根據設計測量結果進行現場控制，確保施工過程中軌道的精度和質量。施工控制測量的主要內容包括軌道中心線的控制、坡度控制、曲線控制、橫向坡度控制等。在無砟軌道測量中，使用的主要工具包括全站儀、激光測距儀、水準儀等。這些工具能夠提供高精度的測量結果，并且應用方便、快捷，能夠滿足軌道施工中的測量精度和效率要求。在高速鐵路無砟軌道施工中，測量精度非常重要，一般要求將軌道中心線誤差控制在±3mm 以內，曲率半徑控制在700m以上。

2.3 水硬性混凝土支承層鋪設

2.3.1 施工準備

第一，對施工現場進行認真的勘測和測量，確定施工方案和方向，設計好鋪設線路和控制點，制定好施工計劃和時間節點。第二，需要對材料進行檢查和確認，包括水泥、砂子、石子等原材料，確保其符合相關標準和質量要求。同時需確定好材料的配比，進行試驗驗證，確保施工質量。第三，配備好施工所需的機械設備和人員，安排好施工人員的培訓和安全教育，確保施工安全、順利進行。這些前期準備可以為水硬性混凝土支承層的鋪設奠定良好的基礎，提高施工效率和質量。

2.3.2 兩布一膜鋪設

兩布一膜鋪設是水硬性混凝土支承層鋪設中的關鍵技術之一，其施工過程主要包括以下幾個步驟：一是清潔基層。在施工前應該對基層進行徹底清理，確保無塵、無雜質。二是鋪設防水膜?；鶎忧謇砗?，先鋪設一層防水膜，用于保護基層不受水泥漿侵蝕。三是鋪設第一層鋼筋網布。在防水膜上鋪設第一層鋼筋網布，并將鋼筋網布固定在基層上。四是澆筑第一層水硬性混凝土。將第一層水硬性混凝土澆筑在第一層鋼筋網布上，并進行充分的壓實。五是鋪設第二層鋼筋網布。在第一層水硬性混凝土上鋪設第二層鋼筋網布，并將其固定在第一層水硬性混凝土上。六是澆筑第二層水硬性混凝土。將第二層水硬性混凝土澆筑在第二層鋼筋網布上，并進行充分的壓實。在施工過程中，應該控制好水泥漿的配合比例，以確保水泥漿的性能穩定。同時，應該注意控制施工的溫度和濕度，以避免出現開裂等問題。據統計，兩布一膜鋪設技術能夠大大提高無砟軌道的穩定性和承載能力。在實際施工中，使用這種鋪設技術能將無砟軌道的承載能力提高至200t/m3以上，相較于傳統的有砟鐵路軌道，無砟軌道的承載能力能提高50%以上。

2.3.3 底座混凝土

底座混凝土是水硬性混凝土支承層的重要組成部分之一。底座混凝土的作用是支撐軌道，使軌道保持穩定的形態，支持軌道承載荷載，以及消除軌道的不平整度。在施工過程中，底座混凝土應按照設計規范和施工工藝要求進行，需要注意混凝土的配合比、混凝土的澆筑均勻性以及混凝土的養護等問題。第一，底座混凝土的配合比，一般是按照設計要求中的強度等級和稠度等級來確定。第二，底座混凝土施工前需進行基礎處理，包括基礎清理和填補。對于底座基礎表面的破損和不平整點，需要進行修補和填平處理，以保證底座混凝土的施工質量。第三，需要根據設計規范要求，進行底座混凝土澆筑。澆筑前需根據設計要求進行拌和和運輸，以保證混凝土質量。在澆筑過程中，需要注意控制澆筑的速度和均勻性，同時應控制混凝土的坍落度和施工速度，確?；炷猎跐仓竽軌虻玫匠浞值膲簩嵑湍獭５谒?，需要對底座混凝土的質量進行檢測和控制。在施工過程中，應進行現場檢測，如采用溫度計和激光儀等設備，以保證混凝土的質量符合設計要求。第五，需采用科學的養護措施，保證混凝土得到充分的養護，防止出現龜裂、開裂等質量問題。

2.3.4 軌道板粗鋪

軌道板粗鋪是底座混凝土施工的后續工作，主要目的是保證軌道板的鋪設質量和精度。軌道板粗鋪的施工過程主要包括軌道板放線、軌道板鋪設和粗鋪調整等環節。鋪設時需要注意鋪設的位置、高度和平整度等問題。軌道板的位置應按照設計要求進行擺放，軌道板的高度應該符合施工圖中的標準，軌道板的平整度則需要通過相應的工具進行調整和修正。

3 無砟軌道施工技術難點

3.1 軌道基礎地基沉降變形規律難以控制

軌道基礎地基沉降變形規律難以控制是多種原因引起的。一方面地質條件存在不確定性。由于不同地質地段的性質不同，其地基沉降變形規律也不同，因此無法完全控制地基沉降變形。另一方面，鐵路車輛的荷載作用也是地基沉降變形的原因之一。高速列車的荷載特點是快速、重載、高頻，這種荷載會加速地基的沉降變形。此外，施工技術水平也會影響地基沉降變形的規律和程度。如果施工技術不合理或施工質量不達標，會導致地基沉降變形更加明顯。

3.2 對測量精度要求高

無砟軌道施工對精度的要求很高，且施工現場地形復雜，環境條件不穩定，傳統的測量方法難以滿足高精度的要求。需要使用高精度、高穩定性的現代化測量設備，但這種設備通常價格昂貴，使用難度較大。同時施工現場空間狹小，常常需要在夜間或限時條件下施工。這就需要在短時間內進行大量的測量工作，同時需要確保測量數據的準確性和可靠性，這對現場測量人員的技術水平和工作效率提出了較高的要求。此外，由于無砟軌道的特殊性質，施工方需要對其進行持續測量和監測，這要求測量技術不僅需要有高精度、高穩定性，還需要具備實時性、連續性和自動化等特點。這對現有的測量技術提出了更高的要求，需要研究人員不斷進行創新和改進[1]。

3.3 軌道平順度控制

軌道平順度是指軌道的橫向和縱向平順度，這是影響列車運行穩定性和安全性的重要因素。然而，在無砟軌道施工中，軌道平順度控制是一個相對困難的問題。主要原因有以下幾點：第一，無砟軌道施工工藝復雜，對施工精度的要求高。無砟軌道在鋪設過程中沒有砟石作為支撐，需要精密的鋪軌和調整，而且施工過程中需要考慮多種因素的影響，如基礎地質、氣候環境等，這便對軌道平順度控制提出了更高的要求。第二，軌道平順度的控制需要依靠先進的技術手段和設備。例如，需要使用高精度的激光測量儀、全站儀等測量設備，以及先進的軌道整形機、道岔機等施工設備，以保證軌道的平順度和整體性。第三，不同類型的無砟軌道的平順度控制存在不同的難點。例如，對于預應力混凝土無砟軌道，需要控制不同段軌道的張拉預應力力值，對于彈性墊圈支座無砟軌道，則需要控制支座高度的精度。

4 提升無砟軌道施工效果的對策

4.1 加強對精密測量技術研究和應用

想要提高無砟軌道施工效果，就要加強對精密測量技術的研究，以探索更加精確的測量方法和更加高效的數據處理方法。為提高軌道平順度控制效果，需要研究出精度更高的軌道測量方法，保證數據的準確性。同時，需要研究如何快速處理測量數據，以便于及時調整軌道平順度，提高施工效率。

此外，精密測量技術的應用離不開先進的儀器設備，因此也應加強對儀器設備的更新和升級。新一代測量儀器具有更高的精度和更強的抗干擾能力，可以更好地滿足軌道施工的需求。在使用過程中，需要嚴格按照操作規程使用測量儀器，避免因操作不當出現誤差。

同時，加強人才培養，提高工程技術人員的專業素質和實踐能力。精密測量技術的應用需要技術人員具備一定的專業知識和實踐經驗，因此需要加強對相關專業的人才培養?？梢酝ㄟ^增加相關專業的課程設置和開設試驗課程，并鼓勵學生參加相關實踐活動，提高他們的實踐能力。對于已經從事軌道施工工作的工程技術人員，也應該加強技術培訓，提高他們的精密測量技術水平[2]。

4.2 優化施工工藝和加強人員培訓

為了優化施工工藝，需要針對不同地段和條件進行研究和探索，以找到最佳的施工方案。例如，在地形起伏較大的地區，可以在高差較小的區間進行施工，避免因高差大而造成施工質量不穩定。此外，還應準確選擇施工材料和設備，以確保施工效率和質量。在加強人員培訓方面，可以通過培訓課程、實踐操作等多種方式進行。對于新進人員，需要進行系統性的培訓，讓其熟悉施工流程、操作規范和安全措施等方面的知識和技能。對于老員工，需要定期進行培訓和技能提升，使其能夠更好地適應不斷變化的技術和工藝需求。此外，需要建立完善的施工標準和質量檢測制度，規范施工流程和施工質量，加強對施工過程的監督和管理。這不僅可以提高施工效率和質量，也可以避免施工過程中出現安全事故和質量問題，從而保證施工順利進行。

4.3 加強數據分析和信息共享

第一，要建立全面的數據采集體系。無砟軌道施工中需要大量的數據支持，包括地質勘探、材料性能、設備參數等多個方面的數據，因此需要建立全面的數據采集體系，加強數據采集、整理和存儲。第二，建立有效的數據分析模型。通過對數據的分析和處理，找出其中的規律和問題，以指導施工實踐和優化工藝。第三，需要引入人工智能、大數據等技術，提高數據處理和分析的效率和精度。第四，加強信息共享平臺建設，通過數據和信息的共享，協同參與方共同解決問題，提高工作效率和質量。第五，加強人員培訓和管理。加強對相關人員的培訓和管理，提高他們的專業技能和數據分析能力，推動數據分析和信息共享在無砟軌道施工中的應用。

5 結語

綜上所述，無砟軌道施工技術是高速鐵路建設中的重要技術之一。該技術應用價值顯著，可以有效提高高速鐵路的運營效率和安全性，在節能環保方面也有一定的貢獻。然而，該技術在實踐中仍然面臨著一些難點和挑戰，如軌道基礎地基沉降變形規律難以控制、精密測量難及軌道平順度控制難等。為應對這些問題，可以采取加強精密測量技術研究和應用、優化施工工藝、加強人員培訓、加強數據分析和信息共享等方式。相信未來隨著無砟軌道施工技術水平的不斷提高，其應用會更普遍，能夠更好地服務于高速鐵路建設。