浅谈高速铁路双块式无砟轨道工程轨排就位技术

摘要：本文介绍了高速铁路双块式无砟轨道工程的轨排就位工艺，并结合合武高速铁路安徽段长大隧道内双块式无砟轨道工程的施工实际对关键工序之一“轨排就位”工艺流程中的关键技术和质量控制措施进行了初步探讨和总结。

关键词：无砟轨道轨排就位技术

Abstract: This paper introduces the track skeleton armed technology, and combining with construction practice of bis-piece ballastless tracks project in Anhui section tunnel of Hewu rapid transit railway, conducts a preliminary discussion and summary of the key technology and quality control measure of “track skeleton armed” technological process, one of the critical processes.

Keywords: ballastless tracks; track skeleton; armed; technology

中图分类号：U238 文献标识码： A 文章编号：

1、前言

双块式无砟轨道是近年来高速铁路的新型设计，具有“运行速度高、科技含量高、质量要求高”和“设计标准新、规范工程新、施工工艺新”的“三高、三新”技术特点，施工工艺复杂多样且没有借鉴性，技术条件和规范不成熟不完善；验收细则不严谨，试验检测标准不确定，轨道几何状态检查控制难度大，轨面标高和轨距轨向定位施工控制难度大，垫圈可调余地太小，如果失败，不易补救，设备性能的效率、稳定性及匹配合理性尚待验证和过程改进；为研究关键技术和掌握新型施工技术，适应无砟轨道施工的高精度、高标准需要，使中铁四局四公司施工的合武铁路金寨隧道（长10741m）长大隧道双块式无砟轨道道床工程的轨排吊放、加固、调整就位作业有序可控、有章可循，需研究工艺、规范管理、指导施工，并统一施工作业技术标准，为施工现场提供详实可靠的操作指南，以满足设计及验标的规定，并满足快速施工确保按期开通的工期需要。现结合工程实际，浅谈施工过程中摸索和体会出来的工艺流程、关键技术和质量控制方法。

2、职责分工

2.1、工程部负责技术交底，并实施过程控制；

2.2、物机部负责及时提供工装设备及材料、机具；

2.3、安质部负责对工序最终产品检查，并报请监理工程师检查，工序最终产品须经监理工程师签认合格；

2.4、轨道班负责按要求配置人员、设备，按技术交底及规范要求，组织并实施工序作业，负责自检合格。

3、资源配置

3.1、每100m轨排周转料计划

3.3、每100m轨排就位人员配置

轨排作业人员（轨排吊放、粗调、精调）必须是经过培训且考核合格工人上岗操作，并且要求其具备良好的质量意识。其人员配置：作业班长2人，测量工4人，修理工1人，电工1人，轨道工15人，龙门吊司机工2人，普通工20人。

3.4、每100m轨排就位设备配置

5、轨排吊放前准备工作

5.1、根据加密基桩用红色记号笔画出螺杆调整器的位置，以及道床板的中心位置。

5.2、按照设计要求安装绑扎底层钢筋。横向钢筋摆放应挂线进行，确保钢筋间距及钢筋两侧保护层厚度符合设计要求。

5.3、绝缘卡安装位置准确，并用尼龙勒条进行捆扎结实。

5.4、摆放底层钢筋时注意避开螺杆调整器的位置。

5.5、待轨排就位粗调完成后，设置底层钢筋保护层垫块，垫块设置在底层横向钢筋下面，密度不少于4个/平方米。

5.6、确保轨排吊装作业面有足够的照明条件。

6、轨排就位和调节

6.1、在施工过程中，采用CHN60的新钢轨做为周转料，为满足轨道静态铺设的精度，并考虑混凝土施工过程中的影响，确定了轨排就位精度，见下表

6.2、轨排初略定位

红石埂、金寨、红石岩三座隧道为双线隧道，因工期紧迫采用先确保右线铺轨单线拉通的施工方法进行施工。

轨排的拼装在隧道内进行，利用10t轮胎式龙门吊协调操作，利用一台龙门吊及轨排吊具将拼装好的轨排运送至施工位置,在吊运时，轨排上设置7个起吊点。详见示意图：

起吊前在已绑扎好的道床下层钢筋网上放置两排10*10cm方木，排间距1.51米。

轨排吊运时，要增加人员，在轨排两端增设电动倒链葫芦等易于调节的机具配合龙门吊的纵移和横移，控制轨排两端的移动，在轨枕两端利用道床板缝中线控制轨排方正，施工人员根据测量技术人员的交底用相应的外移加密桩进行控制。

轨排两端纵横向偏差控制在20mm内时，龙门吊将轨排放置在事先摆好的方木上。此时，在每隔2根轨枕之间的钢轨上安装一组螺杆调整器架立轨排。

螺杆调整器能起到钢轨支承架的作用，并具有调整轨排高低、方向、水平及超高等功能。

螺杆调整器对称、等间距安装在两钢轨上。安装时在螺杆上套好PVC套管，将调整丝杆端头搁置在混凝土支承层，上并使其对准事先画好的位置。

扣紧压轨块，使轨底与螺杆调整器托板接面处无空隙，使之密贴。

螺杆调整器安装完后通过扳手拧动调整丝杆提升轨排并取出方木，完成轨排就位。

螺杆调整器大样图和螺杆调整器平面布置图见下图。

螺杆调整器大样图

螺

对于后续轨排，通过龙门吊纵横移将轨排与上一节轨排端头对齐，用鱼尾板和自制螺栓连接，并将轨缝夹死。

因轨排即是刚性结合体，又是柔性易变形体，在受力不均的情况下，会产生水平方向的“反弯和鹅头弯”和竖直方向的“三角坑”，所以现场按照1.875m等间距布置螺杆调节器，当螺杆调节器距轨排端头不足1.875m且大于1m时，在轨排端头增设两对螺杆调节器

考虑到在浇注道床混凝土过程中，混凝土可能会对已经调节好的轨排产生位移或上浮的情况，为防止这样的情况发生，在轨排就位后，与模板固定架及螺杆调节器错开，每隔五个轨枕安置一个轨排固定架，以保证轨排的稳定性。轨向调节杆一端与钢轨顶紧，另一端顶紧在落地的三脚架上，三脚架与隧道铺底用膨胀螺栓连接牢固。如下图所示：

轨排固定架

6.3、第一遍轨道粗调

6.3.1、轨排方向初调

当轨排就位后，轨排中线不容易控制，为了保证轨排中线及标高的准确性，通过在道床板左右两侧设置三角固定架，以横向角铁轨排中心点设置平台；可快速调节轨排中线位子。

在偏差较大的地方，通过千斤顶侧向顶撑使轨道横向移动，使用千斤顶前，应由有经验的线路工观察线路的顺直情况，或沿轨排长度带线全部检查一遍轨排中线偏差的分布情况，首先对偏差较大处进行调节。

轨排横向调节时，应根据现场偏差情况采用多个千斤顶，间距2―3m，步调一致，避免在钢轨横向出现硬弯。

在调节轨排方向时，随时用万能道尺检查轨距，用轨道方尺检查端头方向，以防止轨排扭转错位。

轨排方向调节以轨排中线与线路中线偏差不超过5mm为控制标准。

在轨排方向调节过程中，如发现千斤顶撤除时有轨排回弹现象，应在千斤顶附近打上支撑。曲线地段，因要强迫轨排横向变形，在每个螺杆调整器附近都要设立横向支撑。固定好螺杆调整器。

6.3.2、轨排水平初调

根据加密基标，人工调整螺杆调整器，调整钢轨高低、水平。

旋转螺杆调节器支腿处竖向丝杆，使支腿着地，提升轨排，将下部垫置的千斤顶或方木取出。螺杆调节器调节应协调一致，防止轨排纵向失稳。

轨排提升应协调一直，一人指挥，多人配合，避免在钢轨中出现硬弯。

方法一：利用在道床板左右两侧设置的三角固定架，以横向角铁作为轨排顶面标高，通过水准仪来调平横向角铁来控制轨排标高。初调的轨排顶面水平高程与设计位置偏差不大于5mm，综合考虑轨顶面的位置偏差和综合偏差，轨排顶面高程偏差可控制在5mm之内。如下图所示轨排中线、高程控制图。

方法二：利用隧道台阶壁上的内轨顶面线，调整轨排水平。施工现场操作如下：两人牵引无弹性细线，两端分别压在隧道台阶壁上的内轨顶面线上，细线方向应大致垂直线路中线方向，将细线绷紧，一人观察细线与轨顶顶面的距离，指挥调整轨排螺杆调整器支腿处竖向丝杆，使轨排上下移动，使钢轨顶面标高与设计标高偏差不大于5mm，钢轨顶面高程偏差控制在5mm之内。

曲线地段通过带超高的万能道尺，由内轨顶面标高确定外轨顶面标高。按设计给定的曲线超高进行设置，缓和曲线地段逐减，超高顺坡率不大于1‰。

6.3.3、第二遍轨道粗调

考虑轨排方向、水平调节过程的相互影响，初调应进行二次，方法同上。

两次初调工作是以满足道床板上层钢筋绑扎和模板支架为目的的，同时考虑精调的方便快捷，轨排初调精度不需要太高，以提高工效。现场初调轨排高程和中线偏差在5mm。粗调作业由作业班组完成，通过现场观察，作业班组利用简单的测量工具即可实现。

轨排粗调完成后，安装底层钢筋保护层垫块，垫块安装在底层横向钢筋底部，密度不小于4个/平方米。按设计要求安装上层钢筋及绝缘卡。

6.4、轨排精调

安装好道床板上层钢筋及接地钢筋后进行轨排精调，轨道精调是最关键的一道工序，起决定性作用。轨道至少要进行三次精调。

6.4.1、轨排第一遍精调

①、轨排横断面里程测量

因线路有一定坡度，轨顶高程和线路里程有关，为确定轨排位置，必须准确给出轨排每一横断面的里程。依据现场方向加密基标确定的线路法线、牵引线确定轨排横断面里程，用红油漆标记。在两个红油漆标记间沿钢轨拉钢尺，以确定加密基桩间轨排螺杆调节器附近的轨面横断面里程，并用红油漆标记。

②、轨排水平精调

轨道精调在钢筋绑扎和模板支架安装完成后进行。技术人员根据设计纵断面坡度及接地端子的实际里程，计算钢轨顶面标高。并根据附近的水准控制基标点，计算每轨枕块钢轨顶面设计标高。内业计算完成后，技术人员采用精调小车进行测量，通过调节螺杆调节器支腿处竖向丝杆精调轨排钢轨顶面高程。精调过程中，为避免在钢轨垂直向出现硬弯，应首先对偏差较大处进行处理。对大于5mm的偏差（应该避免，但有个别情况），测量出偏差最大处，对相应7榀调节架同时进行调节；对于大于4mm的偏差，应对5榀调节架同时进行调节；对于大于3mm的偏差，应对3榀调节架进行调节；对于小于2mm的偏差，调节1-3榀调节架即可。几榀螺杆调节器同时调节时，步调应协调一致。现场采用在钢轨顶面用精调小车测量的方式，指挥调节，全程监控的方式进行。对于偏差较大，应在不同位置处测量，避免调节过程中的相互影响。轨排水平精度控制在2mm，内外轨水平差不大于1mm，注意竖曲线的设置。

③、轨排方向精调

用精调小车实测轨排方向于设计线路中线的偏差值，通过调节轨排螺杆调节器水平丝杠精确调节轨排中线方向。精调过程中，为避免钢轨出现硬弯，应首先测设出每节轨排红油漆位置处的中线位置，分析偏差情况，首先应对较大偏差进行处理。对大于5mm的偏差（因该避免，但有个别情况），测量出偏差最大处的位置，对相应7榀调节架同时进行调节；对于大于4mm的偏差，应对5榀调节架同时进行调节；对于大于3mm的偏差，应对3榀调节架进行调节；对于小于2mm的偏差，调节1-3榀调节架即可。几榀螺杆调节器同时调节时，步调应协调一致。轨排中线精度方向控制在1mm内。

6.4.2、轨排第二遍精调

考虑轨排水平和方向调节过程中的相互影响，进行第二遍精调，方法同上。精调完成的同时，打上支撑，防止轨排的浇注混凝土的过程中移动。

当第二遍精调结束后，可通过30m弦长来复核精调的精度，从而保证精调的准确性、真实性，可靠性。

6.4.3、轨排第三遍精调

轨排在混凝土浇注时跟踪检查，混凝土浇注施工前，还应进行一次精调复测。受施工过程中各工序干扰的影响，比如支撑的缺失、混凝土浇注过程中的振捣或其他不可遇见的因素都会对已调节好的轨排精度产生影响。浇注过程中，技术人员应全过程监控，对浇注前后轨排中线方向、水平方向进行检查，并监督现场对轨排的扰动情况，发现中线、水平超标必须立即进行处理（可通过打设支撑进行调节）。

6.4.4、轨道精确调整阶段应由质检人员检查，最终确认轨道铺设正确，所有参数满足要求，才能灌注混凝土。精调后轨排组装铺设允许偏差见下表：

7、安全注意事项

7.1、龙门吊使用中操作人员必须按照指定的专职指挥人员的手式进行操作；

7.2、龙门吊在吊装行走运行过程不要提升轨排，先提升到位后再前进；

7.3、龙门吊吊起重物作水平移动时，应将重物提高到可能遇到的障碍物0.5m以上，运行时被吊重物不得左右摇摆；也不得提高过高；

7.4、龙门吊开动和停止电动机，应缓慢平衡地操纵控制器；作后向移动时，必须等机、物完成停稳后方可操作；

7.5、龙门吊吊装前，应检查安全技术措施及安全防护设施等准备工作是否齐备，检查机具设备、构件的重量、长度及吊点位置等是否符合设计要求，严禁无准备盲目施工；旧钢丝绳，在使用前，应检查其破损程度。每一节距内折断的钢丝，不得超过5％。对大型构件、重构件的吊装宜使用新的钢丝绳，使用前也要检验；

7.6、轨排起吊时，离开作业地面0.1m后，暂停起吊，经检查确认安全可靠后,方可继续起吊；

7.7、龙门吊抬吊时，必须有统一指挥，动作配合协调，吊重应分配合理，不得超过单个允许承载重量的80%；

7.8、龙门吊行走过程中,严禁在轨排下及两侧站人。

8、结束语

本文结合合武铁路安徽段长大隧道的双块式无砟轨道施工实际，在当时技术条件不成熟、规范不完善、验收细则不严谨、试验检测标准不确定的情况下，摸索出一套切实可行的轨排的成品验收检定标准以及加固、运输、装卸、存放、堆码、精调方案，总结了双块式无砟轨道关键工序之一“轨排就位”的施工工艺流程和质量控制要点，对资源的科学配置和机械的合理匹配以及有限的工作面内流水施工的组织进行了研究和验证，并自行研制出“轨排拼装小车、拼装平台、轨距支撑、轨排吊具、轨排固定架“等先进设备和机具，以规模化的先进的工装设备和科学的新型的机具保证了双块式无砟轨道的高精度和高效率，对同类工程具有广泛的借鉴意义和推广价值。由于编者水平有限，本文不到之处在所难免，欢迎各位专家和同行多提宝贵意见！

参考文献

1、双块式无砟轨道施工图、无砟轨道双块式轨枕通用图

2、《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2007]85号）

3、《客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南》（TZ216-2007）

4、《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）

5、《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函[2005]754号）

6、铁道第四勘察设计院《轨枕技术条件》2007.3

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。