摘 要：為保證寒區(qū)高鐵隧道CRTSⅢ型先張板式無砟軌道施工過程的安全和質(zhì)量，結(jié)合寒區(qū)高鐵隧道施工現(xiàn)場實(shí)例，采用隧道內(nèi)施工保溫、科學(xué)的施工物流組織、先進(jìn)的自動(dòng)監(jiān)測養(yǎng)護(hù)手段等，對試驗(yàn)段結(jié)果進(jìn)行綜合分析研究，并對相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。研究結(jié)果表明，通過科學(xué)合理的組織及先進(jìn)的技術(shù)方法可達(dá)到很好的施工效果，還有效降低了經(jīng)濟(jì)成本、安全風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：寒區(qū)高鐵隧道；CRTSⅢ型先張板式；無砟軌道

中圖分類號：U215.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0004-03

1 隧道無砟軌道施工前期準(zhǔn)備情況

隧道主體及附屬工程已全部完成，并完成襯砌結(jié)構(gòu)的自檢、平檢、第三方檢測及敲擊工作，對檢測、敲擊發(fā)現(xiàn)的問題已完成整改。

沉降評估與CPⅡ、CPⅢ建網(wǎng)及布板精調(diào)軟件應(yīng)用，具體內(nèi)容有以下3點(diǎn)：①隧道貫通測量及先導(dǎo)段沉降評估工作已完成。②隧道已完成CPⅡ、CPⅢ建網(wǎng)及測設(shè)工作，經(jīng)評估，精度滿足高速鐵路工程測量規(guī)范要求，可用于底座板放樣及軌道板精調(diào)作業(yè)。③布板精調(diào)軟件由相應(yīng)專業(yè)單位提供，軌道專業(yè)人員對項(xiàng)目測量人員完成軟件培訓(xùn)。

2 隧道無砟軌道冬季施工措施

2.1 隧道洞內(nèi)冬季施工保溫措施

施工前隧道進(jìn)口及輔助坑道洞口已采取洞門封堵措施，經(jīng)實(shí)測，洞外環(huán)境溫度為-11～10℃，洞內(nèi)溫度為-3～2℃，不滿足混凝土施工要求。

現(xiàn)場采取兩端增設(shè)2道保溫門封堵，區(qū)段內(nèi)增設(shè)暖風(fēng)機(jī)等升溫措施，在外部環(huán)境溫度基本穩(wěn)定的條件下，洞內(nèi)溫度緩慢升至5～7℃，并保持基本穩(wěn)定，可滿足冬季施工環(huán)境溫度要求。

2.2 拌和站冬季施工措施

料倉進(jìn)出口設(shè)置厚棉布簾，外墻采用塑料保溫薄膜包裹，料倉內(nèi)底部加設(shè)地暖，周邊增設(shè)鍋爐暖氣片加熱保溫等保溫措施。采用人工測溫、無線測溫雙重溫控措施，及時(shí)掌握料倉溫度數(shù)據(jù)，確保骨料溫度滿足要求。

攪拌樓采用全封閉保溫措施，內(nèi)設(shè)鍋爐暖氣片加熱保溫，接料口安設(shè)卷閘門，以保證攪拌樓溫度不低于10℃。

攪拌混凝土前，經(jīng)熱工計(jì)算及試拌確定水和骨料預(yù)熱溫度。運(yùn)輸過程中罐車采用包裹保溫措施。經(jīng)實(shí)測，出機(jī)溫度18～20℃，入模溫度15～17℃，滿足規(guī)范要求。

3 無砟軌道施工及物流組織

隧道無砟軌道施工分若干作業(yè)區(qū)段，以第一作業(yè)區(qū)段為例，區(qū)段長度4 317 m。

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，對單線折返、左右線分幅施工方法進(jìn)行了試驗(yàn)，總體施工方案為：左線底座板施工→左線鋪板及自密實(shí)混凝土施工→線右底座板施工→線右鋪板及自密實(shí)混凝土施工。

3.1 左線無砟軌道施工

左線無砟軌道底座板與軌道板施工采用流水作業(yè)施工，按照“二階段、三區(qū)段、十二流程”的施工工藝組織施工。施工區(qū)段內(nèi)各流程平行施工，互不干擾。配置2臺龍門起重機(jī)進(jìn)行輔助作業(yè)，1臺進(jìn)行軌道板鋪設(shè)，1臺進(jìn)行自密實(shí)混凝土灌注。先施工左線底座板，待底座板滿足75%強(qiáng)度后進(jìn)行軌道板施工。底座板施工工效為153 m（9個(gè)底座板）/d。軌道板施工工效為153 m（27塊板）/d。

3.2 右線無砟軌道施工

左線無砟軌道施工完成后，右線無砟軌道施工從隧道1號斜井向進(jìn)口方向（與左線反向）。

配置3臺龍門起重機(jī)輔助施工，進(jìn)口側(cè)龍門起重機(jī)負(fù)責(zé)底座板澆筑及軌道板臨時(shí)存放，底座板混凝土由進(jìn)口進(jìn)入，從1號斜井向進(jìn)口方向施工?？紤]龍門起重機(jī)運(yùn)輸能力，底座板施工區(qū)域需配置2臺龍門起重機(jī)進(jìn)行混凝土澆筑施工。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況，綜合龍門起重機(jī)施工效率，底座板日進(jìn)尺為136 m（8個(gè)底座）。右線軌道板在底座板施工前臨時(shí)存放至左側(cè)軌道板上，下墊方木支撐。軌道板臨時(shí)存放不超過7 d，每日存放24塊（與底座板進(jìn)度相匹配）。

輔助坑道側(cè)龍門起重機(jī)（1臺）負(fù)責(zé)軌道板鋪設(shè)及灌注。自密實(shí)混凝土由輔助坑道進(jìn)入，利用線間2.1m為通道，采用小罐車自1斜向進(jìn)口方向澆筑。

底座板與軌道板采用工序循環(huán)交叉施工，按照“二階段、三區(qū)段、十三流程”的施工工藝組織施工。每個(gè)區(qū)段內(nèi)施工流程交叉循環(huán)施工。施工區(qū)段長度根據(jù)施工工效確定。

綜合施工進(jìn)度統(tǒng)計(jì)，左線無砟軌道施工進(jìn)度153 m/d，右線無砟軌道施工進(jìn)度136 m/d，平均施工進(jìn)度144.5 m/d。

在施工工效與雙線交叉施工基本一致的情況下，隧道內(nèi)采用單側(cè)折返施工組織，一是可避免機(jī)動(dòng)車碾壓底座板，有效減少對底座板和線間流水槽的破壞。二是施工過程中底座板施工區(qū)域和自密實(shí)施工區(qū)域互不干擾，界限清晰，施工組織較為簡便。

4 底座板施工工藝

4.1 找平層施工

仰拱找平層施工應(yīng)提前無砟軌道施工2個(gè)月完成，保證強(qiáng)度的前提下進(jìn)行切縫，切縫深度應(yīng)滿足施工縫貫通要求，以有效減少底座板跨縫開裂風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 基面處理

采用大型銑刨設(shè)備對填充面進(jìn)行銑刨，其工效高，質(zhì)量好，可有效保證底座板施工質(zhì)量，避免人工鑿毛的不確定性。

4.3 模板施工

模板安裝前對模板表面清理后涂刷脫模劑。根據(jù)放樣結(jié)果，模板定位后，對模板底部空隙采用泡沫膠封堵嚴(yán)密，對侵入底座板部分進(jìn)行切除，避免產(chǎn)生爛根等缺陷。

為保證自密實(shí)混凝土厚度，底座板頂面標(biāo)高按低于設(shè)計(jì)4 mm控制。按50 cm間距，采用雙面膠在模板上作出標(biāo)記。

為提高混凝土布料、振搗、收面工效，現(xiàn)場采用無托架凹槽模板，采用6根錨固螺栓加塑料脹管固定在基面，凹槽模板與錨固螺栓采用螺母固定。

4.4 鋼筋施工

底座板上下層鋼筋網(wǎng)片保護(hù)層均為35 mm，針對上層鋼筋網(wǎng)保護(hù)層不易準(zhǔn)確控制的特點(diǎn)，現(xiàn)場采用固定于模板兩側(cè)的可調(diào)節(jié)托架（8道/板）。將上層網(wǎng)片標(biāo)高準(zhǔn)確定位后，底部采用調(diào)節(jié)墊塊將網(wǎng)片牢固定位。

對限位凹槽處鋼筋采用限位凹槽鋼筋綁扎架，保證凹槽鋼筋綁扎質(zhì)量。在凹槽鋼筋薄弱一側(cè)增設(shè)一根橫向鋼筋，四角增設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)片，減少凹槽處混凝土缺陷。

對已施工區(qū)域底座板進(jìn)行鋼筋保護(hù)層檢測，用雷達(dá)和保護(hù)層檢測儀兩種方式，對前期未采用調(diào)節(jié)托架和使用托架的地段進(jìn)行比較。使用上保護(hù)層調(diào)節(jié)托架地段，保護(hù)層厚度比較均勻，控制效果較未使用托架地段有較大的改善。

4.5 混凝土澆筑

為提升混凝土抗裂性能，減少底座板開裂，在保證混凝土強(qiáng)度的情況下，通過降低水膠比，調(diào)整水泥、粉煤灰、外加劑、砂率等措施。結(jié)合實(shí)際運(yùn)輸條件進(jìn)行多次優(yōu)化調(diào)整，最終確定配合比出機(jī)坍落度為160～170 mm，現(xiàn)場坍落度為150～160 mm。

針對低坍落度混凝土特點(diǎn)，采用移動(dòng)式溜槽進(jìn)行混凝土布料，以滿足混凝土坍落度在150～160 mm時(shí)的布料施工，解決布料困難問題，提高混凝土布料工作效率，保證混凝土施工質(zhì)量的同時(shí)提高施工效率。

采用底座板振動(dòng)提漿振平尺，進(jìn)行低坍落度混凝土提漿振平收面施工，可有效地排除混凝土中的空氣，刮平混凝土表面，方便底座混凝土收面施工，確?；炷疗秸冗_(dá)標(biāo)。

針對凹槽圓弧倒角收面，按照限位凹槽圓角半徑定制圓弧抹子，以提高凹槽處收面效率，保證限位凹槽外表美觀。

5 自密實(shí)混凝土超耗控制

自密實(shí)混凝土是無砟軌道施工的重要材料，具有高流動(dòng)、高耐久、良好的穩(wěn)定性和填充性自密實(shí)混凝土損耗主要是材料消耗及施工過程損失，減少自密實(shí)混凝土損耗率主要從以下2點(diǎn)進(jìn)行控制。

5.1 確?；炷凉ぷ餍阅?/p>

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，原材料實(shí)時(shí)狀況，對配合比進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保出機(jī)混凝土滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)，避免廢料產(chǎn)生，造成浪費(fèi)。

5.2 現(xiàn)場施工控制

一是嚴(yán)格控制底座板頂面標(biāo)高，確保自密實(shí)混凝土厚度準(zhǔn)確，用量穩(wěn)定（現(xiàn)場按9.4 cm控制）。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，將每塊板實(shí)際用量計(jì)算準(zhǔn)確。二是根據(jù)混凝土運(yùn)輸距離，灌板數(shù)量，合理安排每次灌注混凝土用量，減少浪費(fèi)。每輛罐車每次運(yùn)輸3塊板的自密實(shí)混凝土用量（5 m3）。三是加強(qiáng)灌注過程施工組織，確保本車混凝土灌注完成前10～20 min，下車混凝土剛到現(xiàn)場等待灌注。四是控制灌注速度，四角溢流孔出現(xiàn)均質(zhì)穩(wěn)定混凝土后及時(shí)封閉，減少浪費(fèi)。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以現(xiàn)場實(shí)際灌注量與設(shè)計(jì)灌注量進(jìn)行對比，平均超耗約22.4%。后續(xù)施工中應(yīng)繼續(xù)做好現(xiàn)場質(zhì)量控制，不斷優(yōu)化混凝土工作性能，動(dòng)態(tài)調(diào)整現(xiàn)場施工組織，及時(shí)總結(jié)，持續(xù)做好混凝土超耗控制工作。

6 冬施混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后1 h內(nèi)采用“一液一膜一布一被”保溫保濕養(yǎng)護(hù)，即先在混凝土表面噴涂養(yǎng)護(hù)液，然后覆蓋塑料膜，再覆蓋土工布，最后覆蓋保溫棉被。對自密實(shí)混凝土帶模養(yǎng)護(hù)3 d，拆模后采取涂刷養(yǎng)護(hù)液，覆蓋薄膜措施。

在底座板澆筑區(qū)段采用無線測溫設(shè)備及配套傳感器，對底座板養(yǎng)護(hù)條件自動(dòng)監(jiān)測?，F(xiàn)場配置一臺無線測溫設(shè)備及6個(gè)無線溫濕度傳感器。澆筑段前后兩端各布設(shè)1個(gè)傳感器進(jìn)行環(huán)境溫濕度監(jiān)測。澆筑區(qū)段前、中、后位置3塊底座板（限位凹槽內(nèi)）各布設(shè)1個(gè)無線溫濕度傳感器，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)期間混凝土表面溫濕度監(jiān)測。在1個(gè)底座板側(cè)面預(yù)埋PVC管放置1個(gè)傳感器進(jìn)行混凝土芯部溫濕度監(jiān)測。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，洞內(nèi)環(huán)境溫度維持在7～9℃，濕度85%左右，底座板養(yǎng)護(hù)期間（棉被內(nèi)小環(huán)境）混凝土表面養(yǎng)護(hù)溫度維持在12～14℃，濕度105%左右，芯部溫度在澆筑完40 h左右達(dá)到最高20℃左右，采用溫度計(jì)與自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備測試溫度進(jìn)行對比，測試數(shù)據(jù)基本一致。經(jīng)同樣試塊測試，混凝土7 d后強(qiáng)度達(dá)到75%，滿足轉(zhuǎn)序要求。經(jīng)持續(xù)監(jiān)測，底座板混凝土無開裂現(xiàn)象，現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)措施滿足養(yǎng)護(hù)要求。

一臺無線測溫設(shè)備可覆蓋范圍約400 m，因隧道內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定，現(xiàn)階段配置1套自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備可滿足監(jiān)測要求，后續(xù)可根據(jù)施工環(huán)境及進(jìn)度情況增配設(shè)備數(shù)量。

7 伸縮縫施工質(zhì)量控制

7.1 伸縮縫安裝

伸縮縫垂直度及順直度是保證嵌縫質(zhì)量的關(guān)鍵，現(xiàn)場采用3 mm厚雙層鋼板固定，保證伸縮縫施工質(zhì)量。

7.2 減少錯(cuò)臺

定制伸縮縫刮平尺，配合水平尺使用，以保證伸縮縫處線性平順，避免拆模后相鄰兩塊板之間存在錯(cuò)臺。

7.3 硅酮密封膠灌注

膠口寬度與伸縮縫寬度一致（2 cm），膠口中部設(shè)置5 mm三角開口，自高往低順序進(jìn)行灌注，完成后使用自制弧形刮刀對灌注好的硅酮進(jìn)行平整。伸縮縫采用單側(cè)螺栓固定方鋼對弧形刮刀工作區(qū)域精準(zhǔn)定位，確保硅酮密封膠嵌縫飽滿、順直。

8 注意事項(xiàng)

第一，底座板結(jié)構(gòu)尺寸及位置直接影響自密實(shí)混凝土厚度，關(guān)系自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量，緩和曲線段超高為漸變形式。施工前，底座板應(yīng)逐板進(jìn)行放樣交底，復(fù)核準(zhǔn)確后方可施工。

第二，考慮線路縱坡較大時(shí)對底座板伸縮縫位置的影響，底座板底部與軌面高差73.8 cm，施工放樣均為大地水平投影，縱坡影響會導(dǎo)致里程偏位。以施工現(xiàn)場為例，隧道最大線路縱坡為17.5‰，計(jì)算里程差為0.92 cm。縱坡影響加上施工偏差，可能存在軌道板壓縫情況。因此，伸縮縫可按縱坡偏差向高端進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保軌道板鋪設(shè)后伸縮縫位置準(zhǔn)確。

第三，隧道無砟軌道如有冬施需求時(shí)，應(yīng)對隧道提前采取封閉保溫措施，減少洞內(nèi)溫度損失，提高升溫效率，減少成本投入。

第四，應(yīng)充分考慮現(xiàn)場環(huán)境變化對自密實(shí)混凝土性能和軌道板上浮量的影響。正式灌板前，分別在線上和線下做了揭板試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了自密實(shí)混凝土性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致灌板失敗的情況，且軌道板上浮值也較線下試驗(yàn)數(shù)據(jù)有變化。

因此，軌道板正式施工時(shí)，需及時(shí)確認(rèn)現(xiàn)場實(shí)際工況，一是對自密實(shí)混凝土進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，確?；炷凉ぷ餍阅軡M足要求。二是對線下試驗(yàn)時(shí)軌道板預(yù)留上浮量及時(shí)調(diào)整，確保軌道板精度滿足要求。具備條件時(shí)，完成填充層銑刨后，無砟軌道施工前應(yīng)完成對隧道清洗工作，一是洞內(nèi)環(huán)境清潔有利于無砟軌道施工質(zhì)量，二是避免無砟軌道施工后隧道沖洗效率低。

無砟軌道混凝土施工速度快、周期短，混凝土性能要求高，對地材要求較為嚴(yán)格，要充分調(diào)查好地材供應(yīng)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性，考慮雨季影響、冬季嚴(yán)寒等不利條件，提前儲備，保證材料性能穩(wěn)定，儲備充足。

底座板整平收面作業(yè)中及收面后，應(yīng)及時(shí)對底座板的高程及平整度進(jìn)行檢測，如不滿足要求時(shí)，在混凝土未終凝時(shí)可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)，確保底座板施工滿足規(guī)范要求，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后進(jìn)行轉(zhuǎn)序施工。避免底座板混凝土強(qiáng)度較高后，再檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題后整改難度大，效率低的情況。采用萊卡激光掃平儀對底座板施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，具有操作簡便、效率快、精度高、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn)，且采用激光掃描，在不影響底座板施工的情況下隨時(shí)進(jìn)行檢測。

9 結(jié)束語

寒區(qū)高鐵CRTSⅢ型先張板式無砟軌道通過施工準(zhǔn)備、底座板、伸縮縫、自密實(shí)混凝土等一系列施工過程的動(dòng)態(tài)調(diào)整與工序上的嚴(yán)格把控，很好的保證了其施工安全質(zhì)量，降低施工成本，并為后續(xù)鋪軌精調(diào)工作奠定了良好基礎(chǔ)。