■ 鄭乃剛 孫軍紅
無砟軌道具有穩(wěn)定性高、剛度均勻性好、結(jié)構(gòu)耐久性強、維修工作顯著減少等優(yōu)點,同時無砟軌道的應(yīng)用從根本上改善了列車走行的基礎(chǔ)條件,實現(xiàn)了列車運行的平穩(wěn)性、安全性、舒適性。近年來,我國也先后在京津、武廣、鄭西等高速鐵路全面采用無砟軌道施工,設(shè)計理念和施工工藝日趨成熟和完善。雷達(dá)2000型雙塊式無砟軌道作為其諸多類型的一種,同其他類型相比有如下優(yōu)點:(1)埋入長枕優(yōu)化為短枕,后期澆筑混凝土與軌枕間的裂縫減少;(2)對土質(zhì)路基、橋梁、隧道、道岔區(qū)段及減振要求區(qū)段,可采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)類型和技術(shù)要求,標(biāo)準(zhǔn)相對單一,施工質(zhì)量容易控制,更適應(yīng)高速鐵路;(3)槽形板的取消容易保證軌道混凝土承載層灌注混凝土的搗固作業(yè)質(zhì)量;(4)兩軌枕塊間用鋼筋木行梁連接,軌距保持穩(wěn)定,且表面簡潔、平整,美觀漂亮。我國首次在武廣高速鐵路全面推行了雷達(dá)2000型無砟軌道。
這是無砟軌道施工前必須嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)完成的一項工作,同時也是保證無砟軌道幾何尺寸能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵,因此施工中應(yīng)足夠重視。由于無砟軌道對線路平順性要求很高,鋪設(shè)精度(靜態(tài))標(biāo)準(zhǔn)同普通鐵路相比也高很多:高低為2 m m/20 m弦長、軌向2 m m/20 m弦長、水平1 mm、軌距±1 mm。
無砟軌道施工中精度控制主要根據(jù)CPⅢ完成,布設(shè)CPⅢ的目的是準(zhǔn)確測設(shè)鋪軌控制基樁,不僅是加密樁的基準(zhǔn)點,也是無砟軌道的控制點,精確測設(shè)是保證軌道施工質(zhì)量的關(guān)鍵。CPⅢ是附合到已經(jīng)布好的CPⅠ網(wǎng)和 CPⅡ網(wǎng)之上采用固定數(shù)據(jù)平差基準(zhǔn),或采用獨立的自由網(wǎng)平差基準(zhǔn)。CPⅢ網(wǎng)形一般采取2種布設(shè)方式,一種可采用導(dǎo)線網(wǎng)形式,控制基樁間距為150~200 m,另一種可采用德國建立的PS4(與《客運專線無砟軌道鐵路工程測量技術(shù)暫行規(guī)定》中CPⅢ的作用與精度相當(dāng))的方式,每60 m布設(shè)一對控制基樁。
CPⅢ的精度設(shè)計中,除了要考慮CPⅠ和 CPⅡ控制點誤差外,更重要的是要考慮CPⅢ網(wǎng)中任意3個相鄰控制基樁(CPⅢ控制點)形成的角度誤差。因此,CPⅢ導(dǎo)線在方位角閉合差及導(dǎo)線全長相對閉合差滿足要求后,還需采用嚴(yán)密的平差計算和數(shù)據(jù)處理,以滿足鋪設(shè)無砟軌道精度的要求。
布設(shè)CPⅢ網(wǎng)過程中,兼顧施工和運營維護(hù)是重點。因此,其埋點要求也很高,既要滿足施工和運營維修需要,還要保證其與線路同等的使用壽命。
攤鋪支承層施工中,一般采用滑?;炷翑備仚C攤鋪施工,采用自卸式混凝土運輸車運送混凝土。支承層30 cm厚的混凝土一次攤鋪完成,通過支承層設(shè)置曲線超高,一股道完成后再進(jìn)行另一股道施工。雙線混凝土支承層施工完畢且強度達(dá)到要求后,按設(shè)計要求回填雙線間的石渣。橋上混凝土底座(保護(hù)層)施工時先在橋面保護(hù)層上綁扎鋼筋,按混凝土底座尺寸立模,澆筑底座混凝土并養(yǎng)生,曲線段超高通過混凝土底座實現(xiàn),表面在橫向按要求進(jìn)行排水坡處理。該層混凝土施工采用泵送法或混凝土罐車直接抵達(dá)澆筑點澆筑混凝土施工,噴灑混凝土養(yǎng)護(hù)劑后覆蓋濕布養(yǎng)護(hù)。雙線混凝土底座施工完成且強度達(dá)到要求后,可按設(shè)計要求回填線路中心區(qū)域石碴。
軌枕、工具軌和鋼筋等施工材料采用卡車或自制軌道平板車經(jīng)過二次倒運后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,然后采用跨雙線輪胎式可變跨龍門吊,將運輸?shù)浆F(xiàn)場的雙塊式軌枕、工具軌及鋼筋沿線路方向縱向散布,雙塊式軌枕每五根一組,四層一垛,縱向沿線路方向分布堆放,每垛軌枕間距約6.5 m,采用方木支墊,再緊靠軌枕邊散布工具軌和鋼筋。所有材料沿線路中心散布,并每隔約100 m預(yù)留錯車位置,確保施工現(xiàn)場道路暢通。
按設(shè)計要求在混凝土支承層和底座上鋪設(shè)中間層,然后根據(jù)設(shè)計圖紙確定橫向模板位置,安裝橫向模板定位條。
橫向模板定位條安裝好后,要提前測放出銷釘位置,并進(jìn)行標(biāo)識,用鉆孔機鉆孔,確??椎纳疃群椭睆椒显O(shè)計要求;然后按規(guī)定間距鋪設(shè)道床板底層鋼筋。
軌枕鋪設(shè)時,根據(jù)實際情況,可使用由1臺移動型液壓挖掘機和1臺5軌枕液壓散枕抓具組成的散枕器進(jìn)行散枕,或利用跨龍門吊散枕裝置鋪設(shè)雙塊式軌枕。組裝工具軌軌排時需在每鋪設(shè)50 m軌枕后利用跨龍門吊安裝12.5 m工具軌。采用雙向同步電動扭力扳手緊固扣件,組裝工具軌軌排,主要工序為:散枕→固定鐵墊板→鋪設(shè)鋼軌→固定鋼軌→軌排檢查。以上工序完成后就可以根據(jù)設(shè)計要求錨固鋼銷釘,并確保鋼銷釘錨固力和垂直度。
為安裝螺旋調(diào)整器及軌排就位后防止軌排橫向移動,還需安裝定位鋼管。鋪設(shè)調(diào)整好軌枕后,鉆孔安裝鋼銷釘(直徑55~60 mm),鉆孔深度16~18 cm,每隔3根軌枕鉆一個孔,鉆孔后需使用空氣壓縮機清理孔洞。埋設(shè)鋼管時應(yīng)保證鋼管孔鉆在軌枕鋼筋網(wǎng)格之間,且中心要垂直支承層表面,通過快硬水泥砂漿將鋼管固定于孔中。軌排組裝完成后,在每隔3根(曲線地段2根)軌枕間的鋼軌上安裝一組螺桿調(diào)整器和螺旋調(diào)整器。螺桿調(diào)整器安裝位置要正確,螺桿和鉸接擋塊必須始終位于軌道外側(cè),通過豎向螺桿調(diào)整軌排高低;螺旋調(diào)整器安裝于軌枕中心線位置,通過水平調(diào)整螺栓對軌排進(jìn)行方向調(diào)整。
使用軌排粗調(diào)機對軌排進(jìn)行初步調(diào)整,使軌排橫向和豎向都處于正確位置,然后擰緊螺桿調(diào)整器,將軌道固定。為確定軌排位置,必須給出軌排支承處每一橫斷面的里程。使用水準(zhǔn)儀測量軌面高程,起落豎直調(diào)整裝置,使軌頂標(biāo)高滿足設(shè)計值,容許偏差為0~-10 mm。逐點調(diào)整軌道至設(shè)計中線位置,容許偏差為±5 mm,并采用全站儀精確測量復(fù)核。軌排粗調(diào)完成后,組織人員安裝上層縱向φ20 mm鋼筋。因為特殊電絕緣需要,為保證鋼筋桁架涂層不被損壞,必須首先在鋼筋桁架內(nèi)安裝縱向φ50 mm塑料管,將縱向鋼筋穿入管中后將管抽出,縱向鋼筋便落在鋼筋桁架上,然后進(jìn)行綁扎固定。最后根據(jù)電力設(shè)施要求進(jìn)行綜合接地線連接,并通過電阻測定,控制接地系統(tǒng)。
鋼筋網(wǎng)絕緣性能檢測合格后,清除鋼筋網(wǎng)內(nèi)雜物,使用模板安裝機安裝側(cè)向模板和伸縮縫分隔板,并加固模板,確保側(cè)向模板與軌道間無任何連接,鋼模板應(yīng)牢固固定在支承層混凝土上,模板應(yīng)徹底使用模板油進(jìn)行處理。
具體施工中首先根據(jù)氣溫,最終線形調(diào)整應(yīng)在混凝土澆筑前約1.5~2 h進(jìn)行。調(diào)整長度保持比當(dāng)班計劃澆筑段長度不少于70 m。
主要使用螺桿調(diào)整器、螺旋調(diào)整器和GRP1000測量系統(tǒng)進(jìn)行軌道精確調(diào)整。根據(jù)測量顯示數(shù)據(jù),調(diào)整螺桿或螺旋調(diào)整器。通過轉(zhuǎn)動螺桿調(diào)整器豎向螺桿,垂直調(diào)整軌道高程;通過轉(zhuǎn)動螺旋調(diào)整器水平螺桿,實現(xiàn)水平調(diào)整。在曲線地段,調(diào)整時可能產(chǎn)生水平位置和高度的沖突,因此必須在垂直及水平雙方向同時進(jìn)行調(diào)整。通過螺旋調(diào)整器進(jìn)行水平調(diào)整,使用特殊絲杠同時進(jìn)行。軌道精確調(diào)整階段應(yīng)由質(zhì)檢人員檢查,并做詳細(xì)記錄。
采用混凝土澆筑機或人工澆筑道床板混凝土,人工進(jìn)行抹面修整?;炷潦冀K應(yīng)從起始端澆筑口澆灌,振搗密實后移至下個澆筑口,并及時進(jìn)行混凝土修整。根據(jù)現(xiàn)場情況分析,其主要工藝有以下2種:第一種是混凝土泵車行駛在軌道Ⅱ的路基、橋梁或隧道的混凝土支承層或底座上進(jìn)行軌道Ⅰ的澆筑?;炷翑嚢柢囍苯泳臀辉诨炷翝仓C的側(cè)面供料口,混凝土澆筑完成且攪拌車內(nèi)混凝土用完后,攪拌車離開工作區(qū)域,下個攪拌車立即上前補充新鮮混凝土。第二種是在軌道Ⅱ澆筑道床板混凝土的一側(cè)適當(dāng)位置支立拖式混凝土輸送泵,混凝土攪拌車直接就位在拖式混凝土輸送泵后面,向澆筑面混凝土澆筑機上泵送混凝土;若路基或橋梁下有運輸便道則可將混凝土攪拌車置于運輸便道上,向澆筑面的混凝土澆筑機上泵送混凝土;可通過軌道Ⅰ已施工完成的軌道作為運輸通道,軌道Ⅰ道床施工完成后工具軌暫不拆除,輪軌式混凝土運輸車在軌道Ⅰ上行駛,從后方供應(yīng)混凝土給混凝土澆筑機。
混凝土凝固過程中,適當(dāng)松開軌道扣件,否則會因軌道溫度力產(chǎn)生對軌枕的縱向力,影響新澆混凝土的結(jié)構(gòu),破壞軌枕和道床板混凝土的黏結(jié)性。混凝土初凝后,扣件和調(diào)整器可通過適當(dāng)工具逐步釋放。螺桿調(diào)整器取出后,立即使用水和毛刷進(jìn)行清潔工作,以便下次使用。混凝土養(yǎng)護(hù)時每澆筑10~12 m,開始噴灑養(yǎng)護(hù)材料,在混凝土表面形成保護(hù)薄層,使混凝土在凝固期內(nèi)有效防止水分揮發(fā)、釋放?;炷羶?nèi)保存較高水分有效保證最適合的水合作用,混凝土上表層更是如此,并可達(dá)到較好的凝固強度,將混凝土產(chǎn)生的裂縫最小化。
混凝土達(dá)到一定強度時需拆掉模板。側(cè)模采用人工或縱橫向模板拆洗機拆除,在混凝土強度達(dá)到2.5 MPa以上,其表面及棱角不因拆模而受損時方可拆除;道床混凝土強度達(dá)到5 MPa后,即可拆除模板、鋼軌及支撐架,利用道床板混凝土澆筑的間歇時間往前倒用;工具軌、模板及鋼軌支撐架使用運輸鋼軌的自卸卡車或跨線龍門吊倒運,對于軌道Ⅱ施工,可使用跨線龍門吊倒運;道床混凝土未達(dá)到設(shè)計強度75%之前嚴(yán)禁在道床上行車和碰撞軌道部件。
當(dāng)雷達(dá)2000型雙塊式無砟軌道施工一切準(zhǔn)備就緒后,為使軌道精度及各項指標(biāo)達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn),施工過程中的質(zhì)量控制尤為重要。
測量作為控制無砟軌道的基礎(chǔ),首先要在保證精度的前提下做好CPⅢ控制網(wǎng)和加密基樁測設(shè)的準(zhǔn)備工作,編制詳細(xì)的測量控制方案和測量成果表等,對現(xiàn)場點位要標(biāo)注明確,并定期復(fù)核精度,禁止使用因施工或人為破壞的控制點。施工過程中和工程竣工前還應(yīng)進(jìn)行維護(hù)基樁測量,為以后養(yǎng)護(hù)提供軌道幾何尺寸依據(jù),維護(hù)基樁應(yīng)根據(jù)維修檢測方式布設(shè),并充分利用已設(shè)置的基樁,根據(jù)CPⅢ控制點進(jìn)行線路中線維護(hù)基樁測量;維護(hù)基樁的復(fù)測和增設(shè)的測量精度應(yīng)不低于相應(yīng)軌道結(jié)構(gòu)加密基樁的精度要求,且滿足線路維護(hù)要求。
施工過程中應(yīng)進(jìn)行工序及工藝過程的試驗檢驗控制,糾正不良操作方法,改進(jìn)和提高落后的工藝水平及控制工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);記錄、整理施工原始記錄;對完工的分項工程或部位進(jìn)行自檢評定,形成自檢記錄,對自檢合格的工程提交轉(zhuǎn)序申請報告;對工程施工過程中出現(xiàn)的各種影響施工和工程質(zhì)量的情況、問題及時協(xié)調(diào)、改正和處理;對工程出現(xiàn)的質(zhì)量事故按規(guī)定程序和要求進(jìn)行報告、處理;同時落實有關(guān)方面關(guān)于工程施工及質(zhì)量的要求或指令。
物資采購訂貨要依據(jù)物資需求量計劃,組織分部物資人員參與市場調(diào)查,在保證材料質(zhì)量前提下,分析材料費和運雜費,合理選擇貨源,簽訂采購合同,保證材料供應(yīng)。對采購的材料應(yīng)全面檢查其外觀質(zhì)量,并核對規(guī)格、型號、檢驗單、試驗單、合格證和有關(guān)證明物資質(zhì)量的文件是否齊全,主要材料要按工程師要求進(jìn)行復(fù)檢和再試驗,所有進(jìn)場材料必須填寫《進(jìn)場材料檢驗單》,且必須經(jīng)過監(jiān)理工程師審核簽字。直接進(jìn)入現(xiàn)場的材料均按規(guī)定要求進(jìn)行送樣檢驗和試驗,并做好記錄,不同材料可有不同檢驗方式。保證材料在未經(jīng)檢驗和試驗符合要求前不投入使用。
任何一項工程完工后都進(jìn)行質(zhì)量檢測,驗收檢測分兩級進(jìn)行。先由施工隊進(jìn)行全面檢測,確認(rèn)質(zhì)量合格后由項目部進(jìn)行復(fù)檢或抽檢,確認(rèn)合格后報監(jiān)理工程師復(fù)檢或?qū)徟?。工序銜接上?yán)格自檢、互檢和監(jiān)理工程師認(rèn)可制度,上道工序未經(jīng)檢查和監(jiān)理工程師簽字認(rèn)可,禁止下道工序開工。嚴(yán)肅處理對無視檢查和監(jiān)理認(rèn)可制度的作業(yè)人員,造成質(zhì)量問題的堅決返工。最后還應(yīng)及時向業(yè)主、監(jiān)理上報質(zhì)量報表和報告質(zhì)量保證體系運行狀況。積極主動配合業(yè)主、監(jiān)理的日常和專項檢查,及時落實業(yè)主、監(jiān)理對工程提出的整改方案和要求。重大方案必須向業(yè)主、監(jiān)理單位上報審批后實施。
綜上所述,雷達(dá)2000型雙塊式無砟軌道施工在我國高速鐵路建設(shè)中還處于起步階段,在以后的施工中應(yīng)不斷進(jìn)行總結(jié)和創(chuàng)新,同時借鑒國外先進(jìn)的施工工藝和理念,形成一套適合我國高速鐵路無砟軌道施工的技術(shù)管理系統(tǒng)。