張建場 （中鐵四局集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230023）

0 前 言

蘭新鐵路第二雙線（新疆段）是我國在戈壁灘惡劣氣候條件下首次建設(shè)的CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道整體道床結(jié)構(gòu)型式高速鐵路，沿線通過戈壁灘百里風(fēng)區(qū)，多處于嚴(yán)寒、溫差大、風(fēng)沙大、日照強(qiáng)、干旱缺水等惡劣自然氣候，如何提高雙塊式無砟軌道施工精度和施工效率，保證混凝土施工質(zhì)量，減少無砟軌道道床板混凝土施工中產(chǎn)生早期裂紋，避免出現(xiàn)橫向貫穿裂縫、軌枕拐角處八字裂縫、軌枕塊周邊離縫、道床板表面收縮裂紋。減少施工用水量，降低施工成本，是戈壁灘地區(qū)施工解決的施工關(guān)鍵和難點(diǎn)。

1 工程概況

蘭新鐵路第二雙線（新疆段）LXTJ4標(biāo)段，線路起訖里程：DK1310+000～DK1489+000，采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道整體道床結(jié)構(gòu)型式，正線全長179.017km。本標(biāo)段線路全部位于哈密市管轄內(nèi)，線路東起哈密出站端，向西延伸至哈密與吐魯番地區(qū)交界處，沿線地貌屬哈密、吐魯番盆地北緣山前沖、洪積平原區(qū)，地形平坦開闊，地勢略有起伏，地面高程700m～1050m，多為典型的戈壁荒漠地貌，區(qū)內(nèi)人煙稀少。了墩～小草湖段(DK1413+000～DK1511+000，長97km)為蘭新線著名的百里風(fēng)區(qū)。

該標(biāo)段所經(jīng)地區(qū)屬中溫帶干旱大陸性氣候區(qū)，以氣候干燥、降雨量小、冰凍期長、晝夜溫差變化較大、春秋多風(fēng)，夏季短促而炎熱、冬季漫長且嚴(yán)寒為其主要特征。年平均氣溫10.6℃，最高44.7℃，最低-32℃；最熱月平均27.1℃，最冷月平均-11.7℃；年平均降水量35.7mm，最大68.3mm，最小11.5mm；月最大28.5mm，日最大25.5mm，年平均大風(fēng)日數(shù)（≥8級(jí)）有208d。

該地區(qū)惡劣氣候條件，造成雙塊式無砟軌道施工具有較大的技術(shù)難度。

2 無砟軌道施工工藝及難點(diǎn)

雙塊式無砟軌道施工主要包括：路基段支承層和橋梁段底座施工以及道床板施工兩部分。

2.1 路基段支承層和橋梁段底座施工

長大段落路基支承層一般采用水硬性混合料滑模攤鋪法施工；小于200m的橋隧間短路基及不便于采用滑模攤鋪工藝的地段可采用C15低塑性混凝土模筑法施工；路橋、路隧過渡段支承結(jié)構(gòu)以及橋梁段底座施工采用模筑法施工。

2.1.1 滑模攤鋪法施工

滑模攤鋪法施工工藝流程主要為：對(duì)線下工程按規(guī)定進(jìn)行沉降變形評(píng)估；對(duì)路基頂面標(biāo)高、平整度及壓實(shí)度等指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收；對(duì)CPⅢ網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，根據(jù)CPⅢ網(wǎng)測量放樣；掛設(shè)引導(dǎo)線及攤鋪施工；切縫、養(yǎng)生及成品驗(yàn)收。

2.1.2 模筑法施工

模筑法施工工藝流程主要為：線下工程基床表層驗(yàn)收，CPIII測量，作業(yè)人員培訓(xùn)，混凝土配合比選定，施工測量放樣，模板安裝，混凝土拌合與運(yùn)輸，混凝土澆筑，找平和拉槽，人工修邊，拆模，切縫，養(yǎng)護(hù)，成品外形檢測。

2.1.3 橋梁底座施工

橋梁底座施工施工工藝流程主要為：對(duì)橋梁工后沉降和梁體收縮徐變情況進(jìn)行評(píng)估；復(fù)測CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)并布設(shè)測量加密樁控制點(diǎn)，布設(shè)測量CPⅢ控制網(wǎng)；對(duì)梁面進(jìn)行驗(yàn)收；安裝連接鋼筋、綁扎底座鋼筋、立模、澆筑混凝土；混凝土養(yǎng)生、成品驗(yàn)收。

2.2 道床板施工

針對(duì)本項(xiàng)目所處戈壁灘百里風(fēng)區(qū)的嚴(yán)寒、溫差大、風(fēng)沙大、日照強(qiáng)、干旱缺水等惡劣自然氣候，如何保證雙塊式無砟軌道道床板施工質(zhì)量是施工關(guān)鍵技術(shù)。

以往雙塊式無砟軌道施工采用工具軌法，由于工具軌法剛度低、支撐無法固定、調(diào)整精度差，在此惡劣自然氣候條件下，很難保證工程質(zhì)量，因此，采用軌排框架法施工。

2.2.1 軌排框架法施工工藝流程

①對(duì)路基、橋梁、隧道工后沉降和橋梁收縮徐變情況進(jìn)行評(píng)估，滿足無砟軌道鋪設(shè)條件后，方可進(jìn)行無砟軌道施工。

②復(fù)測CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)并布設(shè)測量加密樁控制點(diǎn)，完成CPⅢ控制網(wǎng)布設(shè)、測量和評(píng)估。

③運(yùn)卸軌排框架、雙塊式軌枕、鋼筋等施工機(jī)具及材料；布設(shè)縱向鋼筋；散布雙塊式軌枕；現(xiàn)場組裝軌排；粗調(diào)軌排；綁扎縱、橫向鋼筋；立縱、橫向及伸縮縫、假縫模板；精調(diào)軌排；絕緣測試；澆筑混凝土。

④拆除模板和軌排框架，清理并倒運(yùn)模板、施工機(jī)具、軌排框架等，養(yǎng)護(hù)混凝土，軌道數(shù)據(jù)采集，嵌縫施工。

⑤道床板成品驗(yàn)收。

2.2.2 主要施工裝備配備

①道床板施工主要施工設(shè)備有：軌排框架、專用吊裝設(shè)備及吊具、模板和小型工器具等。按照工作面劃分，配備成套施工設(shè)備，并進(jìn)行安裝調(diào)試，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行操作和精度確認(rèn)。

②軌排框架工裝可采用單梁和雙梁形式，其實(shí)體圖如圖1、圖2，軌排框架長度可根據(jù)現(xiàn)場物流條件和和不同工況下道床板長度設(shè)定（現(xiàn)場使用的主要有6.5m和11.7m兩種）。

③軌排框架要在有資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的工廠內(nèi)按照精度要求制作、編號(hào)、建檔；軌排框架運(yùn)到施工現(xiàn)場要按照檔案編號(hào)逐一驗(yàn)收，并作為工裝設(shè)備進(jìn)行全過程管理。軌排檢測驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表1。

軌排框架驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 表1

2.2.3 施工測量

2.2.3.1 測量儀器及設(shè)備

配備性能穩(wěn)定、測量精度和數(shù)量滿足施工要求且標(biāo)定合格的測量設(shè)備；采用數(shù)據(jù)處理模型合理且通過驗(yàn)證的軟件。全站儀采用測角精度≤1″，測距精度≤1mm+2ppm且具有自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、跟蹤、計(jì)算、傳輸數(shù)據(jù)功能的測量機(jī)器人。精調(diào)小車系統(tǒng)采用能夠根據(jù)自身測量系統(tǒng)測量超高及軌距，和全站儀配合完成高程和平面偏差測量并反饋給電腦或PDA，供精調(diào)人員作為軌排調(diào)整量的參考。

2.2.3.2 移動(dòng)式精調(diào)作業(yè)專用房

圖1 雙梁軌排框架圖

圖2 單梁軌排框架圖

圖3 精調(diào)用防風(fēng)、防曬專用房

圖4 軌道精調(diào)順序示意圖

圖5 混凝土施工作業(yè)棚

結(jié)合蘭新鐵路第二雙線風(fēng)沙大、光照強(qiáng)的氣候特點(diǎn)，精調(diào)過程中需配置移動(dòng)式精調(diào)專用房供全站儀設(shè)站用，以提高精調(diào)進(jìn)度和質(zhì)量；該專用房要具備軌道走行及自身固定裝置，高度及長度必須方便儀器設(shè)站和測量人員觀測，前后瞭望窗口具備開關(guān)功能且不影響到測量視線。精調(diào)專用房見圖3。

3.2.4 軌排精調(diào)

軌排精調(diào)一般應(yīng)在風(fēng)力不超過3級(jí)、溫度穩(wěn)定的氣候條件下進(jìn)行。夏季晴天10點(diǎn)至18點(diǎn)不宜精調(diào)，冬季12點(diǎn)至15點(diǎn)不宜精調(diào)，陰天空氣條件良好時(shí)可全天精調(diào)。

由于風(fēng)及空氣波動(dòng)的影響，當(dāng)測量數(shù)據(jù)跳動(dòng)超過0.5mm時(shí)，將小車向全站儀推進(jìn)直至數(shù)據(jù)跳動(dòng)小于0.5mm，然后將小車退回搭接區(qū)域，并根據(jù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)小車與全站儀的距離搬運(yùn)全站儀重新進(jìn)行設(shè)站。

精調(diào)順序?yàn)橄戎芯€后高程，對(duì)某兩個(gè)特定軌軌排框架而言，精調(diào)順序?yàn)椋?→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8，具體點(diǎn)位如圖4所示。

①調(diào)整中線：采用專用開口扳手調(diào)節(jié)左右軌向鎖定器，調(diào)整軌道中線，一次調(diào)整2組，左右各配2人同時(shí)作業(yè)。

②調(diào)整高程：用套筒扳手，旋轉(zhuǎn)豎向螺桿，調(diào)整軌道水平、超高。粗調(diào)后頂面標(biāo)高應(yīng)略低于設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高。調(diào)整螺桿時(shí)要緩慢進(jìn)行，調(diào)整后用手檢查螺桿是否受力，如未受力則擰緊調(diào)整附近的螺桿。

③安裝魚尾板后再次精調(diào)：軌排第一遍精調(diào)完成軌道偏差在1mm后，相鄰軌排用魚尾板進(jìn)行連接，魚尾板處扣件必須要安裝到位。軌縫宜控制在10mm~30mm，鋼軌接頭處應(yīng)平順，不得有錯(cuò)牙或錯(cuò)臺(tái)。再次對(duì)軌排進(jìn)行精調(diào)，精調(diào)完成后逐軌枕對(duì)軌道幾何狀態(tài)進(jìn)行檢測調(diào)整。

④絕對(duì)偏差復(fù)核：精調(diào)完成后，在混凝土澆筑前需對(duì)精調(diào)結(jié)果進(jìn)行一次復(fù)核。

2.2.5 混凝土施工

①混凝土施工配合比：道床板混凝土配合比應(yīng)根據(jù)道床板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件以及環(huán)境條件所要求的性能和“低膠材用量、低用水量、低坍落度、高含氣量”（三低一高）的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，在綜合工作性能、力學(xué)性能、收縮性能、耐久性能和抗裂性能的基礎(chǔ)上，提出試驗(yàn)配合比。

②對(duì)于干旱地區(qū)（干旱指數(shù)=年蒸發(fā)量/年降雨量＞7），應(yīng)采用“低膠材用量、低用水量、低坍落度、高含氣量”（三低一高）的干旱地區(qū)道床板混凝土，其配制要點(diǎn)為：膠凝材料用量不宜大于380 kg/m3；用水量不宜大于150 kg/m3；采用泵送施工時(shí)，混凝土出機(jī)坍落度控制在140mm~160mm，坍落度損失不大于20mm；采用吊斗施工時(shí)，混凝土出機(jī)坍落度控制在120mm~140mm，坍落度損失不大于20mm。采用減水劑和引氣劑雙摻的方式配制，入模含氣量不小于4%；單位體積漿體的量不宜大于0.30m3。

③對(duì)于大風(fēng)及干旱地區(qū)（平均風(fēng)速6級(jí)以上或瞬時(shí)風(fēng)速8級(jí)以上、干旱指數(shù)＞7），其配制要點(diǎn)為除滿足上述要求外，還應(yīng)摻入內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料。

④混凝土養(yǎng)護(hù)：大風(fēng)干旱地區(qū)由于混凝土表面水份蒸發(fā)快，容易造成混凝土表面開裂，無砟軌道道床板收面應(yīng)在施工棚內(nèi)進(jìn)行，如圖5。施工棚每個(gè)作業(yè)面至少配置150m?；炷翝仓瓿珊螅瑢⑹┕づ锿浦翝仓温溥M(jìn)行收面、養(yǎng)護(hù)。采用施工棚作業(yè)時(shí)，要考慮物流組織的影響，每個(gè)循環(huán)施工完成要置于同一線路后方。最低溫度低于5℃時(shí)，要延長作業(yè)棚的覆蓋時(shí)間，并在棚內(nèi)增加升溫設(shè)施，以縮短養(yǎng)護(hù)劑的成膜時(shí)間，抵御混凝土內(nèi)外大溫差造成的混凝土開裂。

3 質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

①無砟軌道雙塊式軌枕施工精度控制。采用軌排框架作為軌排定位工具，可以使用高效率的粗調(diào)測量系統(tǒng)進(jìn)行軌排框架粗調(diào)，利用檢測小車測量工藝進(jìn)行精調(diào)和復(fù)測，提高了施工過程中軌道調(diào)整速度和控制精度。

軌排框架用于現(xiàn)場組裝軌排，集成化性能好，在施工區(qū)外一次完成軌排枕距、軌距、線形的工廠化調(diào)整固定；軌排框架及其支撐系統(tǒng)使軌距、中線、水平、軌面高低、三角坑均可精確控制；軌排組裝、吊運(yùn)、定位機(jī)械化，混凝土運(yùn)輸灌注等全作業(yè)過程為平行流水式，施工程序容易掌握、各工序銜接緊湊有序，環(huán)境污染小，安全性好，利于工序質(zhì)量控制和現(xiàn)場施工管理。

②混凝土養(yǎng)護(hù)是防止混凝土開裂關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；炷琉B(yǎng)護(hù)是防止混凝土開裂的重要一環(huán)，針對(duì)本線大風(fēng)干旱、晝夜溫差大、水資源極度匱乏的特點(diǎn)，經(jīng)試驗(yàn)研究，宜采用噴灑養(yǎng)護(hù)劑的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。對(duì)于大風(fēng)及干旱地區(qū)，采用摻入內(nèi)摻養(yǎng)護(hù)材料，提高混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

③采用施工作業(yè)棚方式，將無砟軌道道床板混凝土施工旗在棚內(nèi)進(jìn)行，防止混凝土內(nèi)外大溫差、水份快速蒸發(fā)而造成的混凝土開裂。

④混凝土終凝前，應(yīng)及時(shí)擰松扣件、魚尾夾板以及軌排框架支撐螺桿，釋放軌排應(yīng)力，以防軌排框架因溫度應(yīng)力造成混凝土開裂。同時(shí)釋放軌道在施工過程中因溫度和徐變引起的變形，讓新澆混凝土處于自由狀態(tài)，減少軌枕角處混凝土八字裂紋,避免鋼軌伸縮造成道床板開裂。

5 結(jié) 論

通過采用軌排框架法施工雙塊無砟軌道，集成化程度高，減少了現(xiàn)場軌排組裝，提高了軌道施工精度和施工效率，減少后期聯(lián)調(diào)聯(lián)試更換扣件數(shù)量，節(jié)約了施工成本。

采用施工作業(yè)棚內(nèi)施工、噴灑養(yǎng)護(hù)劑的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)方式，摻入內(nèi)摻養(yǎng)護(hù)材料，提高了混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，減少了無砟軌道道床板混凝土施工中產(chǎn)生早期裂紋，減少施工用水量，降低施工成本。

[1]鐵建設(shè)[2010]241號(hào),高速鐵路軌道工程施工技術(shù)指南[S].北京：中國鐵道出版社,2010.

[2]鐵建設(shè)[2007]85號(hào),客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國鐵道出版社,2010.