王進(jìn)志

(中鐵隧道股份有限公司，鄭州450003)

0 引言

無砟軌道作為高速列車的專用跑道，具有結(jié)構(gòu)連續(xù)性、高精度和高標(biāo)準(zhǔn)等特征，有高平順性、高穩(wěn)定性、良好的結(jié)構(gòu)耐久性和少維修性等優(yōu)點(diǎn)［1］，已逐漸成為高速鐵路、客運(yùn)專線、城際鐵路等軌道的主要結(jié)構(gòu)形式，正逐步推廣應(yīng)用。例如:已建成的宜萬鐵路、溫福鐵路、福廈鐵路、武廣客運(yùn)專線、鄭西客運(yùn)專線等，對(duì)無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)及注意事項(xiàng)已經(jīng)做了較多研究;文獻(xiàn)［2］主要介紹了雙塊式無砟軌道工藝流程、工藝方法、施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備選擇等要點(diǎn);文獻(xiàn)［3］側(cè)重于無砟軌道的鋼筋綁扎、軌排組裝、軌排就位和粗調(diào)、軌排精確調(diào)整、道床板混凝土澆筑及施工中存在問題等介紹，首次提出了鐵路客運(yùn)專線雙塊式無砟軌道“組合軌道排架法”施工工藝，提出了“定點(diǎn)定位、兩點(diǎn)一線、順序進(jìn)行、由遠(yuǎn)及近”的測量原則和數(shù)據(jù)綜合分析評(píng)判方法，配制了適合泵送的耐久性混凝土;文獻(xiàn)［4］側(cè)重于雙塊式無砟軌道精調(diào)施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，總結(jié)出軌排過渡段測量、復(fù)測超限處置、混凝土澆筑中的軌排精度控制等方法。而對(duì)于在單洞雙線隧道內(nèi)左右線同時(shí)作業(yè)條件下，如何克服場地條件、運(yùn)輸組織等方面的限制，確保軌道精確定位、道床板混凝土關(guān)鍵工序質(zhì)量及施工組織、進(jìn)度控制等方面問題仍需進(jìn)一步研究、實(shí)踐和總結(jié)。本文通過對(duì)向莆鐵路夏茂隧道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)，以期為同類項(xiàng)目提供借鑒。

1 工程概況

新建向塘至莆田鐵路FJ－2標(biāo)夏茂隧道全長6 340 m，里程 DK322+345～DK328+685，為單洞雙線隧道，線間距4.6～5.0 m，采用客貨共線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，線路按行車速度250 km/h標(biāo)準(zhǔn)施工。

洞內(nèi)設(shè)計(jì)為CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，主要由鋼軌、扣件、雙塊式軌枕、道床板組成，結(jié)構(gòu)高度515 mm。洞口設(shè)5 m無砟軌道過渡段，洞口路基設(shè)20 m有砟軌道過渡段。SK－2型雙塊式軌枕，混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為C60，其配套采用 WJ－8A型扣件，正常段軌枕間距650 mm，過渡段為625 mm。道床板為C40鋼筋混凝土，頂面設(shè)置0.7%指向隧道中心線橫向排水坡，曲線段利用超高后的坡面單向排水。道床板結(jié)構(gòu)尺寸寬度為2 800 mm，厚度257～267 mm。接地鋼筋設(shè)置在道床板上層鋼筋網(wǎng)內(nèi)，即上層兩邊最外側(cè)一根和中間一根鋼筋分別搭接焊接，并與一根橫向鋼筋焊接在一起，其余鋼筋均進(jìn)行絕緣處理。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 無砟軌道精調(diào)

2.1.1 精調(diào)作業(yè)

1)準(zhǔn)備工作。將線路設(shè)計(jì)參數(shù)、CPⅢ控制網(wǎng)坐標(biāo)及高程輸入到手簿顯示儀中作為現(xiàn)場測量依據(jù)。

2)確定全站儀空間坐標(biāo)。由于全站儀具有自動(dòng)搜索、跟蹤、計(jì)算、傳輸數(shù)據(jù)等功能，可采用自由設(shè)站交會(huì)網(wǎng)的方法測量。通過觀測附近8對(duì)固定在隧道邊墻上的CPⅢ目標(biāo)棱鏡，并通過儀器自動(dòng)平差、計(jì)算，從而確定其空間坐標(biāo)。

3)測量軌道幾何形位。將軌檢小車靜置于待調(diào)整軌道上，通過全站儀對(duì)軌檢小車頂端棱鏡測量，并利用兩儀器間的藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞及配套軟件計(jì)算，就可將軌道中線坐標(biāo)、軌面高程、軌距、水平、超高、方向、誤差等軌道靜態(tài)參數(shù)在手簿顯示儀上顯示，并自動(dòng)進(jìn)行記錄整理，用于指導(dǎo)軌道調(diào)整作業(yè)。

4)調(diào)整中線。采用雙頭調(diào)節(jié)扳手，左右同時(shí)調(diào)整軌向鎖定器。

5)調(diào)整高程。用普通六角螺帽扳手，旋轉(zhuǎn)豎向螺桿，調(diào)整軌道水平、超高。高度盡量往上調(diào)整，不下調(diào)，因此在軌排粗調(diào)時(shí)高程宜比設(shè)計(jì)低5 mm。

2.1.2 精調(diào)程序

為了得到更為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，軌檢小車遵循“定點(diǎn)定位，兩點(diǎn)一線，由遠(yuǎn)及近，順序進(jìn)行”的使用原則，測量范圍宜控制在10～80 m，并結(jié)合“測點(diǎn)距離、平差精度、同測點(diǎn)的測量絕對(duì)偏差值”來綜合判斷測量數(shù)據(jù)的精度。

1)作業(yè)步驟。將軌檢小車靜置于軌道上，擰緊剎車，通過測量軌道幾何形位及偏差數(shù)值，調(diào)整軌向鎖定器及豎向螺桿，確保軌道幾何形位符合設(shè)計(jì)要求。

2)精調(diào)順序。先對(duì)軌排區(qū)段整體測量一遍，通過手簿顯示儀找出偏差值最大、較大、一般的各個(gè)里程，按照最大、較大到一般的順序調(diào)整。調(diào)整時(shí)，相鄰幾對(duì)螺桿要同時(shí)調(diào)整，步調(diào)應(yīng)協(xié)調(diào)一致，曲線地段調(diào)整時(shí)豎直和水平方向同時(shí)調(diào)整［5］。對(duì)某2個(gè)特定軌排而言，精調(diào)順序?yàn)?→3→1→2→3→2→3→4→5→3→4→6→4→5→6→5→6(見圖1)。由于調(diào)節(jié)某一位置時(shí)，會(huì)對(duì)上一已調(diào)位置產(chǎn)生影響，因此需要來回反復(fù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般需3～4遍調(diào)整方能達(dá)到要求。

3)順接過渡方法。前一站調(diào)整完成后，下一站調(diào)整時(shí)需重疊上一站至少8根軌枕，同一點(diǎn)位的橫向和高程的相對(duì)偏差均不應(yīng)超過2 mm［6］。

4)軌排精調(diào)到位后，應(yīng)對(duì)軌排采取相應(yīng)措施進(jìn)行加固，防止混凝土澆筑時(shí)軌排橫向移位及上浮，并采集數(shù)據(jù)作為最終的精調(diào)數(shù)據(jù)資料。

圖1 線路精調(diào)作業(yè)Fig.1 Fine turning

2.1.3 精調(diào)作業(yè)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

無砟軌道精調(diào)作業(yè)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 無砟軌道精調(diào)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)［7］Table 1 Fine turning control standards of ballastless track

2.1.4 精調(diào)作業(yè)注意事項(xiàng)

1)精調(diào)作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行測量復(fù)核制度，必須進(jìn)行換手測量及更換測量設(shè)備。如采用精密水準(zhǔn)儀、數(shù)顯軌道尺，測量結(jié)果應(yīng)與監(jiān)理工程師的培訓(xùn)測量結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，對(duì)測量計(jì)算資料進(jìn)行2人以上對(duì)算，測量結(jié)果必須經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可、簽字后生效。

2)在道床板混凝土澆筑過程中，軌檢小車應(yīng)跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保精度達(dá)到要求。

3)測量儀器設(shè)備須經(jīng)具有鑒定資質(zhì)機(jī)構(gòu)鑒定合格，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)儀器設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)。對(duì)現(xiàn)場測量樁點(diǎn)進(jìn)行妥善保護(hù)，同時(shí)要求測量人員必須持證上崗，測量記錄規(guī)范、準(zhǔn)確、整潔。

4)為了確保軌道幾何形位保持準(zhǔn)確，應(yīng)及時(shí)釋放由于混凝土溫度、強(qiáng)度等的變化引起的鋼軌應(yīng)力。如在混凝土初凝后及時(shí)松開夾板及扣件螺栓和豎向調(diào)節(jié)器放松一圈等裝置，待道床混凝土強(qiáng)度達(dá)到5 MPa后(具體時(shí)間以試驗(yàn)室提供數(shù)據(jù)為準(zhǔn))，拆卸固定裝置、軌排框架等。

2.2 道床板混凝土澆筑

2.2.1 混凝土澆筑前的準(zhǔn)備

1)軌道精確調(diào)整和固定完畢，驗(yàn)收合格，且該項(xiàng)工作須在混凝土澆筑前1.5～2 h完成［8］;

2)混凝土澆筑前對(duì)鋼軌、扣件和軌枕表面用鐵皮罩子或風(fēng)管布進(jìn)行覆蓋，防止污染;

3)底板、道床板端頭及軌枕應(yīng)灑水濕潤，保證界面結(jié)合;

4)混凝土道床澆筑前，應(yīng)反復(fù)測量軌道幾何形位、鋼筋保護(hù)層厚度、檢測鋼筋網(wǎng)架絕緣性能;

5)進(jìn)行報(bào)檢，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢查確認(rèn)滿足澆筑條件后方可開始澆筑。

2.2.2 混凝土澆筑及抹面

1)混凝土澆筑宜從一端向另一端連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)混凝土從軌枕下自動(dòng)漫流至下一根軌枕后，方可前移至下一根軌枕繼續(xù)往前澆筑。

2)在混凝土澆筑過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軌枕底部及周圍混凝土的振搗，同時(shí)應(yīng)避免振搗器碰撞鋼筋、預(yù)埋件、軌排和豎向螺桿。插點(diǎn)布置應(yīng)均勻，不得漏振、過振、重復(fù)振及欠振。每一振點(diǎn)的振搗時(shí)間宜為20～30 s，以混凝土不再下沉，不出現(xiàn)氣泡，表面呈現(xiàn)浮漿為止。振搗器變換其在混凝土中的位置時(shí)，應(yīng)豎向緩慢拔出，不得在混凝土內(nèi)平拖，也不得用其平拖將混凝土推向遠(yuǎn)處。

3)使混凝土下料口距澆筑面不大于500 mm為宜，下料時(shí)應(yīng)均勻緩慢，不得沖擊軌排，并防止混凝土漏漿、跑模，同時(shí)注意軌排幾何狀態(tài)的變化。

4)混凝土振搗密實(shí)后，應(yīng)及時(shí)抹面(見圖2)，按設(shè)計(jì)做好橫向排水坡。在混凝土入模后0.5 h內(nèi)用木抹完成粗平，1 h后再用鋼抹抹平。為防止混凝土表面失水產(chǎn)生細(xì)小裂紋，在混凝土入模3～4 h后進(jìn)行第3次抹面、壓光，抹面時(shí)嚴(yán)禁灑水潤面，并防止過度操作影響表層混凝土的質(zhì)量。

5)抹面過程中要注意加強(qiáng)對(duì)軌排下方、軌枕四周等部位的操作，同時(shí)應(yīng)及時(shí)清理鋼軌、扣件、軌枕、軌排上殘留的混凝土，保證工具清潔。

2.2.3 混凝土養(yǎng)護(hù)及后續(xù)工作

1)混凝土初凝前后采用噴霧器霧化養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到5 MPa后，采用土工布覆蓋噴水保濕方式，養(yǎng)護(hù)期不少于7 d。

2)遺留的豎向調(diào)節(jié)器螺栓孔采用M40無收縮砂漿封堵。灌孔前，檢查待灌孔，保證螺桿孔清理干凈，無殘留隔離套、雜物及積水。灌注后的砂漿應(yīng)密實(shí)、無空洞、孔口平整，不得污染道床面。

3)道床板結(jié)構(gòu)表面應(yīng)密實(shí)、平整、顏色均勻，不得有露筋、蜂窩、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，外形尺寸符合表2規(guī)定。

表2 道床板混凝土外形尺寸允許偏差［7］Table 2 Permission of size error of track bed board concrete

圖2 混凝土澆筑及抹面Fig.2 Concrete grouting and plastering

2.3 施工組織

綜合考慮工期、施工條件、現(xiàn)有技術(shù)裝備、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)單位要求、混凝土齡期等因素，夏茂隧道無砟軌道按照軌排框架法組織施工，由出口往進(jìn)口方向單向順序施作，左右線錯(cuò)開、分區(qū)、分幅平行流水作業(yè)，人員、設(shè)備等資源配置滿足工期、技術(shù)要求、現(xiàn)場施工為原則。

2.3.1 施工人員配置

見表3。

表3 施工人員配置表Table 3 Labors

2.3.2 主要設(shè)備配置

主要施工設(shè)備、檢測設(shè)備配置見表4。

表4 施工及檢測設(shè)備配置表Table 4 Equipments

2.3.3 施工進(jìn)度

考慮軌排過渡及混凝土強(qiáng)度等條件，軌排框架按每作業(yè)線2套配置，可以輪流使用。每65 m施工單元主要工序時(shí)間為21 h(見圖3)，也即是單工作面進(jìn)度指標(biāo)為74.3 m/d，綜合一些影響因素，月平均進(jìn)度指標(biāo)為2 100 m，夏茂隧道無砟軌道施工時(shí)間為3個(gè)月。

圖3 主要工序循環(huán)時(shí)間橫道圖Fig.3 Recircling time of main procedure

3 施工中出現(xiàn)的問題及對(duì)策

在夏茂隧道CRTSⅠ型無砟軌道施工過程中出現(xiàn)了一些異?，F(xiàn)象及不足等問題，總結(jié)見表5。

表5 施工中出現(xiàn)的問題及對(duì)策Table 5 Problems and their treatments

4 結(jié)論與體會(huì)

1)軌排框架法作為施工CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道的一種新技術(shù)、新設(shè)備、新工法，目前正處于推廣應(yīng)用階段;所以，在正式施工前組織管理、技術(shù)、主要作業(yè)人員進(jìn)行觀摩、觀看工藝圖片、培訓(xùn)等，掌握其關(guān)鍵技術(shù)尤為重要。

2)雙塊式無砟軌道施工技術(shù)的關(guān)鍵是施工精度和軌道幾何形位控制，且用于施工誤差的調(diào)整量非常小;因此，施工精度比砟軌道的要求更嚴(yán)格［9］，故必須依賴于先進(jìn)的施工工藝、完整配套的施工設(shè)備、高精度測量儀器、CPⅢ控制網(wǎng)與控制基標(biāo)準(zhǔn)確測量、軌排位置的精確調(diào)整［10］、訓(xùn)練有素的施工隊(duì)伍和合理的施工工期。

3)利用軌排框架法施工雙塊式無砟軌道較工具軌法更能保證軌枕塊定位質(zhì)量、鋼軌間距、線路超高、軌排微調(diào)等軌道幾何形位精確定位，更易實(shí)現(xiàn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、機(jī)械化、模塊化，同時(shí)具有操作簡便、安全實(shí)用和快速定位等優(yōu)點(diǎn)。

4)采用龍門吊吊運(yùn)混凝土吊斗灌注道床板混凝土工藝較泵送混凝土能大大降低混凝土沖擊軌排、鋼筋、軌枕塊，避免軌排移位，同時(shí)由于吊斗能前后左右移位，可隨意達(dá)到任何需灌注的位置，徹底消除了泵送混凝土反復(fù)架管、拆管工作以及堵管弊端，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員數(shù)量，提高了工作效率。

5)應(yīng)用軌排框架法施工雙塊式無砟軌道，會(huì)在道床板混凝土結(jié)構(gòu)中遺留軌排豎向調(diào)節(jié)器孔洞，也在一定程度上破壞了道床板結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)，由于軌排框架底面與道床板頂面僅有3 cm間隙，抹面等方面存在不足，有待進(jìn)一步研究。

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