方 筠 龐旭卿, 2

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術學院， 陜西 渭南 714000；2.西安理工大學 ， 西安 710048)

我國新建鐵路長大隧道普遍采用無砟軌道，主要軌道結構形式包括板式、雙塊式和彈性支承塊式三種[1]。其中，彈性支承塊式無砟軌道具有施工進度快、抗列車沖擊和抗疲勞作用能力強、使用壽命長、運營階段易維修等優(yōu)點。因此在我國交通工程領域有著極為廣闊的應用前景[2-4]。國內(nèi)外一些學者對彈性支承塊式無砟軌道的施工技術進行了研究，李江龍[5]以紅嶺隧道無砟軌道施工為背景，介紹了彈性支承塊式無砟軌道的工藝流程、施工方法和控制要點。肖春碑[6]根據(jù)以往經(jīng)驗，對渝懷鐵路某隧道彈性支承塊式無砟軌道施工技術進行了總結。閆培隆[7]和高興江[8]結合工程實例，對重載鐵路隧道彈性支承塊式無砟軌道施工技術進行了研究。本文結合新建蒙華鐵路長大隧道內(nèi)彈性支承塊式無砟軌道施工，著重對無砟軌道軌排框架精調(diào)工藝進行探討。

1 工程概況

蒙華鐵路某單線隧道長1 300 m，隧道內(nèi)采用彈性支承塊式無砟軌道結構，結構示意如圖1所示。

圖1 彈性支承塊式無砟軌道橫斷面圖

其主要由混凝土道床板、彈性支承塊式軌枕(混凝土支撐塊軌枕、橡膠靴套、塊下膠墊)及配套扣件等組成。彈性支承塊式軌枕在工廠預制，裝配橡膠靴套；道床板采用分塊結構，寬度為 2 800 mm，厚度為 393 mm，每塊道床板長度一般為6.58 m，調(diào)整長度可為 5～7.5 m；兩塊道床板間設置伸縮縫，伸縮縫寬度為20 mm。

隧道內(nèi)無砟軌道采用軌排框架法施工，其工藝流程為：隧道基底處理 → 底座測量放樣 → 底座底部鋼筋綁扎 → 軌排組裝 → 軌排粗調(diào) → 底座上部鋼筋綁扎 → 道床板模板安裝 → 軌排精調(diào) →道床板混凝土澆筑 → 軌排二次精調(diào) → 軌排框架拆除、清理 → 嵌縫膠灌注。

現(xiàn)場無砟軌道施工作業(yè)面按照以上工藝流程分成5個工作區(qū)，采用流水施工，工作區(qū)分布如圖2所示。

圖2 無砟軌道施工作區(qū)分布圖

“Ⅰ區(qū)”為鋼筋綁扎、軌排安放區(qū)，長66 m，負責進行測量放樣、鋼筋綁扎和軌排安裝；“Ⅱ區(qū)”為軌排粗調(diào)區(qū)，長66 m，負責進行軌排框架安裝及粗調(diào)作業(yè)；“Ⅲ區(qū)”為軌排精調(diào)區(qū)，長66 m，負責進行精調(diào)作業(yè)，確保每個軌枕承軌槽中心的坐標滿足精度要求并進行復核；“Ⅳ區(qū)”為混凝土澆筑區(qū)，長66 m，負責進行已完成軌排精調(diào)道床板的混凝土澆筑；“Ⅴ區(qū)”為拆除養(yǎng)護區(qū)，長66 m，負責進行軌道排架和混凝土模板的拆除，并對軌道板進行灑水養(yǎng)護。

從現(xiàn)場施工工藝流程可以看出，軌排框架的使用貫穿了整個工作區(qū)，軌排調(diào)整分為粗調(diào)和精調(diào)兩個階段，其中，軌排精調(diào)是最終確保無砟軌道平順度的關鍵環(huán)節(jié)。

2 軌排粗調(diào)

軌排粗調(diào)預先在軌排框架上設定軌距和軌底坡兩大幾何參數(shù)。軌排框架主要由工具軌、橫梁及超高調(diào)整系統(tǒng)、豎向支撐及中線水平調(diào)整系統(tǒng)、縱向模板系統(tǒng)四部分組成，單組框架長6.6 m，由2根6.6 m工具軌、6塊2.2 m長模板和3組橫梁及支撐系統(tǒng)組成，軌排框架與軌枕組裝模式如圖3所示。

圖3 軌排組裝及精調(diào)順序示意圖

3 軌排精調(diào)

軌排粗調(diào)完成后方可進行精調(diào)作業(yè)。軌排精調(diào)通過軌道檢測小車配合高精度全站儀和螺桿調(diào)節(jié)器對軌排進行方向、高低、水平調(diào)整，按照與粗調(diào)相同的原則進行調(diào)整，調(diào)整過程中軌排兩側起升應同時進行。在精調(diào)作業(yè)中，測站距離宜設定在20～80 m長度范圍，一般采用60 m,此時采集數(shù)據(jù)的準確度較高。搭接測量段和順接段的長度宜在6.25 ～20.0 m之間，一般采用10.0 m[10]，具體長度需要根據(jù)設站距離、兩次測量偏差數(shù)據(jù)進行比較確定。在搭接測量過程中，測站位置、數(shù)據(jù)記錄以及數(shù)據(jù)分析非常關鍵，需要加以綜合考慮。

3.1 精調(diào)步驟

(1)設定全站儀坐標

全站儀采用自由設站，應盡量靠近軌道中線，并宜設于相鄰兩對CPⅢ控制點中間位置。通過觀測隧道隧道邊墻上的前后4對CPⅢ控制點，自動平差、計算、確定全站儀坐標位置。前后兩次設站至少重疊觀測2對CPⅢ控制點，設置精度應滿足相關規(guī)定。

(2)采集軌道數(shù)據(jù)

全站儀設站完畢后與現(xiàn)場組裝好的軌檢小車通過電臺聯(lián)通，全站儀精確照準軌檢小車頂端棱鏡，小車往全站儀端推行，全站儀即可測量軌道絕對位置。

(3)反饋軌排信息

全站儀將采集的數(shù)據(jù)通過通信端口傳遞給軌檢小車，軌檢小車利用配套軟件接收觀測數(shù)據(jù)，確定軌道狀態(tài)并將計算所得的中線偏差、超高偏差等數(shù)據(jù)反饋給軌檢小車電腦端，用以指導軌排精確調(diào)整。

(4)調(diào)整軌排中線

根據(jù)軌檢小車電腦的中線偏差值，采用雙頭調(diào)節(jié)扳手，旋轉軌排框架的軌向鎖定器調(diào)整軌道中線，一次調(diào)整2組，兩側需同時進行。

(5)調(diào)整軌排標高

根據(jù)軌檢小車電腦端的超高偏差值，采用六角螺帽扳手，緩慢旋轉軌排框架豎向螺桿，調(diào)整軌道水平、超高。調(diào)整完成后，檢查螺桿的受力狀態(tài)，若未受力則需擰緊調(diào)整附近的螺桿。調(diào)整螺桿時，應把控好高度，一般允許上調(diào)，但盡量不下調(diào)。

(6)固定軌排

軌排第一遍精調(diào)后，偏差應控制在1 mm以內(nèi)，用夾頭夾板連接相鄰軌排，夾板扣件扭力矩應滿足相關要求。接頭處宜平順、不得有錯牙或錯臺。軌排精調(diào)完畢后，應安裝固定裝置，防止?jié)仓炷習r軌排橫移或上浮，并采集數(shù)據(jù)作為最終精調(diào)值。

(7)澆筑道床板混凝土

軌排精調(diào)、固定并驗收合格后，方可逐段澆筑道床板混凝土。若環(huán)境溫度變化超過15 ℃、或精調(diào)后軌道放置時間偏長，軌排框架必須重新檢查并調(diào)整。道床板混凝土采用人工收面，抹面過程中需嚴格控制道床道床板表面高度，其高程應低于橡膠套靴帽檐底部2 mm。

3.2 精調(diào)方法

3.2.1同一設站區(qū)間精調(diào)

在一個設站區(qū)間內(nèi)，相鄰兩個軌排框架的精調(diào)順序為：1→3→1→2→3→2→3→4→5→3→4→6→4→5→6→5→6(編號如圖3所示)，精調(diào)基本原則如下：

(1)確保兩組軌排框架處鄰近的兩個支柱點經(jīng)過連續(xù)兩次或以上的精調(diào)。

(2)確保在單個軌排框架上的3個支柱點是連續(xù)精調(diào)。

(3)確保軌排框架每兩個支柱點都連續(xù)進行過精調(diào)[11]。

3.2.2相鄰兩個設站區(qū)間精調(diào)

兩個設站點間距為60 m，精調(diào)區(qū)間為20～80 m，每兩個設站點之間留有10 m的順接段，設站測量平面如圖4所示。

圖4 設站測量平面示意圖(m)

軌排精調(diào)順接過渡方法：

(1)相鄰兩個測站的4對CPⅢ控制點不完全相同，使得兩測站全站儀設站測量平差的精度也有所不同，因此，在相鄰兩個測站對過渡段同一個軌排框架的3個支柱點進行測量時，兩次測得的軌道狀態(tài)數(shù)據(jù)有偏差，不同CPⅢ控制點測設示意如圖5所示。

圖5 不同CPⅢ控制點測設示意圖

(2)由于全站儀在不同設站點測量相同點位時得到的數(shù)據(jù)有偏差，因此，需對順接段后的測點進行順接過渡處理。

(3)應根據(jù)兩設站點測量同測點的絕對偏差值大小來確定順接過渡段長度，偏差量越大，則過渡段的長度就越長。在測量過程中，嚴格檢查CPⅢ控制點精度、全站儀設站精度和軌檢小車測量精度，當三者全部符合規(guī)范要求時，相鄰兩設站點對同測點的測量偏差值應滿足中線不超過0.5 mm、高程不超過2 mm的要求。

3.3 精調(diào)案例

本文以蒙華鐵路岳陽至吉安段楊樹嶺單線隧道為例，說明順接過渡段高程偏差值的調(diào)整方法。

(1)第一次精調(diào)時，在站點1處，所有軌排支柱點均需調(diào)整到0.1 mm左右，站點1處測設示意如圖6所示。

圖6 站點1處測設示意圖

(2)站點1處調(diào)整完成后，將全站儀轉到站點 2處進行設站，同時測量順接段的3個軌排支柱點。站點2處測設示意如圖7所示，假設其測量值約為2.1 mm。

圖7 站點2處測設示意圖

(3)順接段設置3個調(diào)整點，即一榀6.6 m的軌排框架。當站點2測量的順接段高程偏差值≤2 mm時，不需要調(diào)整；當站點2測量的順接段高程偏差值>2 mm時，需先檢查站點1和站點2的全站儀設站精度，若設站精度沒有問題，則需對CPⅢ控制點進行復測，確認CPⅢ控制點精度滿足要求。

(4)過渡段從順接段后的第一個軌排框架開始，依次比上一個軌排框架偏差0.5 mm，直到最后支柱點測量絕對偏差約為0[12]。

單線鐵路小斷面長大隧道無砟軌道施工主要存在施工設備吊轉困難、光線差影響軌排框架安裝精度及模板清潔度、溫度氣壓變化造成全站儀數(shù)值修正、動靜態(tài)施工相互干擾大等問題。蒙華鐵路楊樹嶺隧道施工嚴格依照5區(qū)段流水作業(yè)，重視施工細節(jié)，彈性支承塊式無砟軌道在軌排精調(diào)區(qū)進行軌排精調(diào)作業(yè)，精調(diào)時間由初期的平均5 h減少至平均4 h，精調(diào)后的軌排幾何形位均滿足規(guī)范要求。

4 結論

本文以蒙華鐵路彈性支承塊式無砟軌道施工為背景，通過對長大隧道內(nèi)彈性支承塊無砟軌道軌排精調(diào)工藝及質(zhì)量進行分析研究，確保了精調(diào)質(zhì)量，提升了精調(diào)速度，主要研究結論如下：

(1)單線斷面長大隧道無砟軌道若采用排框架法施工，可將施工區(qū)段可分為5個工作區(qū)進行軌排布設。

(2)軌排精調(diào)作業(yè)中，相鄰兩組軌排框架的每兩個支柱點要進行兩次連續(xù)精調(diào)。

(3)軌排精調(diào)作業(yè)中，相同軌排框架上的每3個支柱點要連續(xù)續(xù)精調(diào)。

(4)軌排精調(diào)作業(yè)中，換站測量需設置10 m過渡段，兩設站點測量相同軌排框架3個支柱點的絕對偏差值要求中線不超過0.5 mm，高程不超過2 mm。