廖 建 明

(中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司, 重慶　北碚區(qū)　400700)

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淺談隧道彈性支承塊式無(wú)砟道床施工技術(shù)*

廖 建 明

(中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司, 重慶北碚區(qū)400700)

為了保證鐵路隧道內(nèi)彈性支承塊式無(wú)砟軌道施工質(zhì)量，提高施工效率，本文結(jié)合某鐵路隧道內(nèi)無(wú)砟軌道施工，詳細(xì)闡述了彈性支承塊式無(wú)砟軌道工藝流程、施工方法和控制要點(diǎn)。并對(duì)工裝的配備、物流方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。通過(guò)該施工技術(shù)優(yōu)質(zhì)、高效地完成了該隧道無(wú)砟道床施工任務(wù)。

彈性支承塊；工藝流程；施工方法；控制要點(diǎn)

一、工程概況

某鐵路隧道設(shè)計(jì)為單洞雙線(xiàn)隧道，全長(zhǎng)4 852m，單面下坡。進(jìn)口段設(shè)置半徑R=1 200m的曲線(xiàn)、長(zhǎng)度為577.11m，隧道橫向加寬最大值為60cm。該隧道原設(shè)計(jì)為有砟軌道，綜合試驗(yàn)段實(shí)施后變更為彈性支承塊式無(wú)砟軌道，道床板寬2.8m，左右線(xiàn)均采用彈條Ⅶ型扣件體系。

二、施工工藝流程

依據(jù)驗(yàn)收評(píng)估實(shí)施細(xì)則及彈性支承塊式無(wú)砟軌道施工工藝要求，結(jié)合標(biāo)段該套工裝的特點(diǎn)和首段無(wú)砟軌道施工確定工藝流程，如圖1所示。主要包括軌枕進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收及存放，軌排組裝，基底鑿毛及清掃，軌排吊裝運(yùn)及安裝，軌道粗調(diào)，鋼筋骨架安裝，軌道精調(diào)，澆筑混凝土及養(yǎng)護(hù)，軌排、模板吊裝及轉(zhuǎn)運(yùn)[1](P33-34)。

圖1　施工工藝流程圖

三、施工工藝、方法及控制要點(diǎn)

(一)基底鑿毛、清理

依據(jù)確定的道床板位置，采用風(fēng)鎬或鋼釬等機(jī)具對(duì)仰拱填充面或底板面進(jìn)行鑿毛處理，以露出粗骨料顆粒為準(zhǔn)。鑿毛間距控制在5cm，鑿毛深度為 1cm，對(duì)鑿毛產(chǎn)生的虛碴及時(shí)清理，同時(shí)將水溝蓋板的雜物清理干凈。

(二)測(cè)量放樣

在隧底按照要求完成清理后，進(jìn)行測(cè)量放樣確定出道床板的范圍。根據(jù)設(shè)計(jì)院批復(fù)的CPⅢ網(wǎng)數(shù)據(jù)，利用全站儀精確放樣出道床板邊線(xiàn)、中線(xiàn)、道床板分隔縫，偏差控制在±0.5cm，并用墨斗彈線(xiàn)進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí)，模板邊線(xiàn)一般比設(shè)計(jì)位置往外偏離20cm，以利于模板的安裝和尺寸校核[2](P12-13)。

(三)底層縱向鋼筋擺放

依據(jù)道床板的分塊長(zhǎng)度及設(shè)計(jì)的底層縱向鋼筋數(shù)量，將事先存放的縱向鋼筋直接擺放在已清理干凈的基面上。

(四)軌枕的擺放

用隨車(chē)吊散布軌枕到大概位置，安排2人一組利用專(zhuān)用吊繩及杠木移動(dòng)軌枕，比照標(biāo)定的軌道板設(shè)計(jì)邊線(xiàn)及間距控制線(xiàn)，緩慢將軌枕落在縱向鋼筋上，控制相鄰兩組軌排的間距。

每散布4塊軌枕與現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)示的里程控制點(diǎn)核對(duì)一次，控制散布軌枕的累計(jì)縱向誤差，做出相應(yīng)的調(diào)整，同組軌枕間距誤差不大于5mm，左右偏差不大于±10mm，兩組軌枕間距偏差不大于±20mm，軌枕線(xiàn)型平順，與軌道中線(xiàn)基本垂直。軌枕散布一定距離后，軌枕每隔5根進(jìn)行編號(hào)，統(tǒng)一標(biāo)識(shí)在線(xiàn)路內(nèi)側(cè)的圓弧面上，為后續(xù)精調(diào)小車(chē)確定相應(yīng)的里程位置打下基礎(chǔ)。

(五)工裝配備、倒運(yùn)及物流方案

1.工裝配備由于是雙線(xiàn)隧道，每條單線(xiàn)無(wú)砟軌道交替進(jìn)行施工，按照隧道從中間至兩頭兩個(gè)方向、左右線(xiàn)4個(gè)工作面，4套工裝進(jìn)行配備。

2.工裝的倒運(yùn)工具軌長(zhǎng)度為12.5m，由于是單線(xiàn)施工，在首次運(yùn)輸時(shí)利用簡(jiǎn)易平板車(chē)直接運(yùn)送至施工作業(yè)面，通過(guò)2臺(tái)簡(jiǎn)易門(mén)吊及夾具將工具軌提拉、橫移、下放至軌枕的承軌槽內(nèi)，人工將扣件移至原設(shè)計(jì)位置后，利用扭力扳手將螺桿擰緊，確保軌枕與工具軌的固定。

另一條線(xiàn)開(kāi)始施工后，利用先行施工的工具軌進(jìn)行組裝，首先是對(duì)已施工完成的軌道幾何形態(tài)進(jìn)行復(fù)測(cè)，滿(mǎn)足要求后方可由人工利用電動(dòng)扳手松開(kāi)每根軌枕事先安裝好的螺桿，將扣件移至軌枕承軌槽的兩側(cè)，其次將已施工完成區(qū)段的工具軌利用2臺(tái)簡(jiǎn)易門(mén)吊移至兩線(xiàn)間，然后利用即將施工區(qū)段的2臺(tái)簡(jiǎn)易門(mén)吊將其移送至軌枕的承軌槽內(nèi)，最后由人工將螺桿及扣件擰緊。

左右線(xiàn)同步交替施工后，工具軌采用從后方倒運(yùn)至前方的方案，利用兩線(xiàn)間的簡(jiǎn)易平板車(chē)運(yùn)輸工具軌，其拆除及安裝均采用前后方的2臺(tái)簡(jiǎn)易門(mén)吊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.物流方案施工順序?yàn)椋好總€(gè)工作面左右線(xiàn)交替進(jìn)行施工，兩線(xiàn)施工工序錯(cuò)開(kāi)1-2個(gè)施工循環(huán)。材料的提前存放，施工所需的半成品縱橫向鋼筋、軌枕等可提前存放在隧道兩側(cè)的電纜槽蓋板上(采取枕木支墊措施)。已施工完成地段的螺桿、托盤(pán)、模板、工具軌等材料通過(guò)平板車(chē)由后方倒運(yùn)至前方。

(六)固定鋼軌、軌枕和螺桿調(diào)節(jié)器托盤(pán)

1.螺桿調(diào)節(jié)器的功能 螺桿調(diào)節(jié)器是用于固定工具軌，將螺桿手柄推入凹板和中間部件相應(yīng)的角度孔中固定角位,擰動(dòng)螺桿調(diào)節(jié)高程,擰轉(zhuǎn)連動(dòng)調(diào)節(jié)桿螺栓調(diào)整軌道橫向尺寸，螺桿調(diào)節(jié)器能在3個(gè)方向進(jìn)行調(diào)整，縱向(高度)、水平(移動(dòng))、超高段角度可調(diào)整。

2.安裝、固定螺桿調(diào)節(jié)器托盤(pán)螺桿調(diào)節(jié)器托盤(pán)裝在工具軌軌腳上，平移板安裝在軌枕之間的合適位置(一般應(yīng)將螺桿調(diào)節(jié)器托軌板設(shè)置在靠近軌枕側(cè)，確保道床板頂層橫向鋼筋間距的準(zhǔn)確性)，并將連動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整在可調(diào)范圍的中間位置，確保軌道結(jié)構(gòu)能在一定范圍內(nèi)調(diào)整軌道水平位置[3](P18-19)。

螺桿調(diào)節(jié)器托盤(pán)在軌道左、右側(cè)對(duì)稱(chēng)安裝，固定在兩軌枕之間的中心位置。第一根軌枕需要配一對(duì)，之后按照曲線(xiàn)段間隔1根、直線(xiàn)段間隔2-3根安裝一對(duì)，如果工具軌在端頭處伸出軌枕超過(guò)5cm，則應(yīng)調(diào)整其繼續(xù)伸長(zhǎng)，并用螺桿調(diào)節(jié)器托軌板進(jìn)行支撐。托盤(pán)卡應(yīng)根據(jù)線(xiàn)路情況選擇適當(dāng)?shù)目谖恢茫苊猱a(chǎn)生扭曲。

圖2　手持式起道機(jī)

圖3　螺桿及調(diào)機(jī)器圖盤(pán)

(七)軌道粗調(diào)、安裝調(diào)節(jié)器螺桿

1.軌道粗調(diào)每根鋼軌按照距軌頭2.0m、4.8m、7.7m、10.5m對(duì)稱(chēng)擺設(shè)4組起道機(jī)。

利用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量目前的鋼軌頂面高程，根據(jù)與設(shè)計(jì)高程進(jìn)行對(duì)比得出的差值來(lái)指導(dǎo)軌道高程粗調(diào)的數(shù)值。

根據(jù)不同起道機(jī)位置處的高程差值，首先將工具軌頂面高程控制在同一水平面上，然后根據(jù)還需的最大調(diào)整量及坡度同時(shí)逐級(jí)遞減調(diào)整上起高度，直至工具軌頂面高程控制在0+2mm之間。

然后利用丁字尺及吊垂球來(lái)逐個(gè)檢查軌道中線(xiàn)的偏移量，確定軌道的一個(gè)整體偏移數(shù)值，關(guān)閉垂直調(diào)整裝置，打開(kāi)橫向調(diào)整裝置，同時(shí)將軌道向統(tǒng)一方向偏移相同數(shù)值，然后再次利用丁字尺和吊垂球，逐個(gè)調(diào)整橫向偏移量，直至軌道中線(xiàn)位置偏差控制在1mm之內(nèi)。

2.安裝調(diào)節(jié)器螺桿粗調(diào)完成后，人工將螺桿插入調(diào)機(jī)器托盤(pán)的預(yù)留孔中，螺桿底部與基面密貼，人工利用電動(dòng)扳手將其擰緊。螺桿固定后，利用軌檢尺對(duì)軌距進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后，人工利用移動(dòng)式內(nèi)燃自動(dòng)緊固機(jī)擰緊螺栓，從第一根軌枕起，至少每三根軌枕的扣件螺栓使用扭矩扳手?jǐn)Q緊，一套扣件的兩個(gè)螺栓同時(shí)擰緊，電動(dòng)扳手的扭矩控制在200N·m± 20N·m。螺桿安裝完成并逐個(gè)檢驗(yàn)合格后，即可拆除起道機(jī)，轉(zhuǎn)入下一根工具軌的粗調(diào)。

(八)安裝鋼筋、接地連接

1.鋼筋綁扎按照設(shè)計(jì)圖紙，布置縱向鋼筋，穿入橫向鋼筋，保證保護(hù)層厚度，道床板的縱向鋼筋根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行搭接，搭接長(zhǎng)度不得小于700mm。綁扎鋼筋，不得擾動(dòng)粗調(diào)過(guò)的軌排。可利用自制簡(jiǎn)易胎具，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的鋼筋位置。在上、下層，縱、橫向鋼筋搭接處、縱向鋼筋與軌枕桁架筋搭接處均需要設(shè)置絕緣卡，采用人工逐一綁扎，確保絕緣效果。

2.鋼筋焊接按照規(guī)定道床板在縱向劃分成長(zhǎng)度不大于100m的接地單元，每一單元與貫通地線(xiàn)單點(diǎn)“T”形連接一次。接地鋼筋采用道床板3根φ20mm頂層縱向鋼筋及1根φ16mm橫向鋼筋作為接地單元，焊接橋隧型接地端子，接地鋼筋采用焊接方式進(jìn)行連接，焊接長(zhǎng)度單面焊不小于200mm，雙面焊不小于100mm，焊接厚度至少4mm。鋼筋綁扎完成后，對(duì)每個(gè)鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行絕緣性能測(cè)試，鋼筋絕緣性能測(cè)試采用不低于500V搖表進(jìn)行，確保每個(gè)鋼筋節(jié)點(diǎn)絕緣測(cè)試結(jié)果不小于2MΩ。

(九)軌道精調(diào)

在精調(diào)實(shí)施前首先要更換棱鏡的參數(shù)(使用柏安格精調(diào)小車(chē)轉(zhuǎn)配棱鏡)。由于隧道內(nèi)外環(huán)境差異，需要對(duì)全站儀進(jìn)行修正。

觀(guān)測(cè)確定精調(diào)小車(chē)上棱鏡的絕對(duì)位置(x，y和z)，經(jīng)過(guò)控制器軟件計(jì)算并與設(shè)計(jì)的中心線(xiàn)進(jìn)行比較，得到該點(diǎn)離設(shè)計(jì)中心線(xiàn)的水平和高程偏差，確定該點(diǎn)鋼軌的精確調(diào)整量后進(jìn)行該點(diǎn)精細(xì)調(diào)整。精調(diào)小車(chē)移動(dòng)到下一個(gè)精調(diào)位置，全站儀自動(dòng)照準(zhǔn)、測(cè)量和記錄，確定該點(diǎn)鋼軌的調(diào)整量，進(jìn)行該點(diǎn)精細(xì)調(diào)整。先檢測(cè)各螺桿調(diào)節(jié)器對(duì)應(yīng)位置的軌道狀態(tài)，測(cè)完一個(gè)站點(diǎn)的所有測(cè)點(diǎn)后，返回起點(diǎn)，逐根軌枕檢測(cè)，直至檢測(cè)完所有測(cè)點(diǎn)。

精調(diào)時(shí)，注意先調(diào)偏差較大的部位，軌距整體調(diào)整控制在2mm以?xún)?nèi)后方可進(jìn)行第二次精調(diào)，最后檢測(cè)無(wú)誤后方可采集數(shù)據(jù)。調(diào)整時(shí)應(yīng)逐部位松開(kāi)橫向制動(dòng)，精調(diào)前后軌排不得踩踏，更不允許踩踏或撞擊支撐螺桿。

(十)混凝土澆筑

無(wú)砟軌道澆注前對(duì)鋼軌采用彩條布進(jìn)行包裹、軌枕和扣件表面采用專(zhuān)用防護(hù)罩進(jìn)行覆蓋。將仰拱鑿毛面采用人工灑水充分濕潤(rùn)，同時(shí)對(duì)軌枕表面及底面進(jìn)行灑水濕潤(rùn)，以確保道床板混凝土與保護(hù)層、底座板及軌枕界面良好結(jié)合。

首先將混凝土泵車(chē)支立在合適位置，對(duì)泵車(chē)的輸送管道進(jìn)行清洗、潤(rùn)滑。待混凝土坍落度滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工要求后，通過(guò)來(lái)回?cái)[動(dòng)泵車(chē)出料口的軟管，將混凝土均勻散布在道床板內(nèi)，混凝土卸入一定量后開(kāi)始振搗工作。現(xiàn)場(chǎng)振搗時(shí)將外側(cè)2根振搗棒放置在鋼軌外側(cè)的軌枕中間，2根設(shè)置在兩側(cè)工具軌的中間處。振搗過(guò)程中，振搗棒插入點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)鋼筋、螺桿調(diào)節(jié)器和模板，振搗工作依然遵循“快插慢拔”的原則，嚴(yán)禁振搗棒插入后一致振動(dòng)，影響混凝土整體施工質(zhì)量。

待混凝土澆筑一定距離后，拆除保護(hù)鋼軌的彩條布及軌枕、扣件的保護(hù)罩并將其到運(yùn)至前方。隨后立即用人工安裝簡(jiǎn)易混凝土抹面支撐架開(kāi)始進(jìn)行混凝土收面工作，收抹面分三道工序：第一道粗平，第二道精平，第三道壓光，尤其注意軌枕四周、鋼軌底部、螺桿調(diào)節(jié)器拖盤(pán)及軌撐底的收面抹平。

(十一)螺桿、扣件的拆除

由于螺桿及扣件的松動(dòng)及拆除是一道非常重要的施工工序，松動(dòng)前應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)旁邊加設(shè)電子水準(zhǔn)儀，精確測(cè)量此時(shí)鋼軌頂面的高程及相應(yīng)位置的軌距，并在鋼軌表面進(jìn)行位置標(biāo)識(shí)，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置警示牌。具體的順序是：澆筑混凝土后2.5-3小時(shí)，人工利用六角螺帽扳手將螺桿放松0.25圈(注意方向和角度，方向不能反，角度90度)，即軌道將下沉1mm；澆筑4-6小時(shí)后，松開(kāi)全部扣件，以釋放軌道在施工過(guò)程中因溫度變化引起的變形[4](P45-46)。

(十二)道床板養(yǎng)護(hù)

待混凝土二次收面完成后應(yīng)立即將道床板用土工布覆蓋并派專(zhuān)人保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14d，并在12h內(nèi)灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)以能保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)確定。

四、結(jié)　語(yǔ)

通過(guò)該隧道內(nèi)無(wú)砟軌道施工，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、技術(shù)及管理人員實(shí)現(xiàn)了理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，熟悉、掌握了無(wú)砟軌道的施工組織、工藝流程和過(guò)程控制要點(diǎn)，再加上簡(jiǎn)易門(mén)吊和軌排的配合使用，確保了施工質(zhì)量、提高了施工進(jìn)度，該項(xiàng)施工方法可有效降低隧道內(nèi)無(wú)砟軌道施工的設(shè)備限制，節(jié)約施工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 周文海.烏鞘嶺隧道彈性支承塊式無(wú)碴軌道施工技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2005(9).

[2] 張瓊.烏鞘嶺隧道彈性支承塊式整體道床施工技術(shù)[J].鐵路工程造價(jià)管理,2006(6).

[3] 李明領(lǐng).重載鐵路隧道內(nèi)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道建筑,2014(7).

[4] 施紅忠,王安升.秦嶺特長(zhǎng)隧道彈性整體道床施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2001(2).

TheConstructionTechnologyofBallastlessTunnelWithoutElasticSupportingBlock

LIAOJian-ming

(EighteenBureauofChinaRailwayEngineeringCorporation,Beibei400700,China)

Inordertoensurethequalityofelasticsupportingblockballastlesstrackinoverloadedrailwaytunnelandimproveconstructionefficiency,thispaperexpoundsindetailtechnologicalprocess,constructionmethodandcontrolpointsofelasticsupportingblockballastlesstrack,combinedwithballastlesstrackconstructioninHonglingTunnelinrailwaycorridorZNTJ-12tenders.Andthispaperbrieflydescribesequipmentoftooling,logisticssolutions.Bythisconstructiontechnique,HonglingTunnel9 624singletlinemeterballastlesstrackbedconstructiontaskisefficientlycompletedwithhighquality.

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2015-08-18

廖建明(1983-),男，湖北鐘祥人，工程師，主要從事隧道施工技術(shù)研究。

U213.2+44

A

1672-2388(2016)01-0024-04