客运专线路基CRTSⅠ式无砟轨道施工技术

摘要:路基上双块式无砟轨道施工技术的关键是支承层的质量、无砟轨道的施工精度和轨道几何形位的控制。文章详细探讨了武广客运专线路基段双块式无砟轨道系统组成、施工方法、施工工艺及质量控制,指出双块式无砟轨道应用于高速铁路具有高平顺性、高稳定性、刚度均匀性好、结构耐久性强和少维修的特点。

关键词:客运专线;无砟轨道;施工工艺;轨道道床铺设

中图分类号:U215文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)15-0161-02

一、路基段双块式无砟轨道系统介绍

(一)路基双块式无砟轨道组成

武广客运专线路基双块式无砟轨道系统由钢轨、扣件、轨枕、混凝土支承层、道床板等部分组成;轨道结构钢轨与双块式轨枕用扣件连接,组装成轨排,采用螺杆调节器支承轨排,绑扎钢筋骨架,通过粗、精调测量及调整,轨道精确定位后,再现场浇筑混凝土形成无砟轨道。

(二)双块式无砟轨道结构的优点

双块式无砟轨道的支承块只保留承轨槽和预埋扣件螺栓部位的预制混凝土,其余为桁架式钢筋骨架,保证轨枕与混凝土道床板之间的有效接合;连体钢模可保证轨道基座保持精确的几何形状与轨底坡度;双块轨枕与钢筋桁梁之间的连接可确保轨距准确。

二、路基上支撑层施工

(一)路基沉降评估与路基检查

1.无砟轨道工程施工前应接收基桩测设单位的线路测量资料及控制基桩,核实中线贯通测量情况,并复测中线桩、控制基桩和路面高程。中线桩、控制基桩及水准点应设置齐全,缺损者应在轨道施工前补充。

2.验收与轨道工程有关的线下工程施工质量检验报告,其路面高程、中线、平整度及几何尺寸等均应符合设计要求及客运专线相关规定。

3.轨道下部基础工程的主体必须完工,混凝土支撑层以下基础工程施工要全部完成,允许存在一些不影响无砟轨道铺设的未完工附属工程,完工部分需检验合格。

(二)混凝土支承层施工

工艺流程:基床表层清理测设基标摊铺机就位(立模)水硬性材料(混凝土)生产运输喂料(布料)摊铺作业覆盖养生切缝等环节进行。

1.清除路基表层松散级配碎石及杂物,洒水润湿且无积水。

2.支承层基准边线以CPⅢ控制点为依据放样。

3.摊铺机设定施工参数并就位。就位后对其摊铺位置、几何参数和机架水平度进行再次调整和核准,正确无误后方可开始摊铺。

4.机械喂料,摊铺机缓慢、匀速、连续摊铺作业。在开始摊铺的5m内,在摊铺行进中对摊铺出的混合料标高、边缘厚度、中线、横坡等参数进行复核测量。支承层标高允许偏差+5、-15mm,表面平整度应达到10mm/3m,密实度应不小于98%,其平均厚度不得小于要求厚度的10%。

5.人工收面拉毛。支承层表面距边缘30cm处人工收光,中间用钢刷做拉毛处理。

6.支承层切割假缝。假缝每隔5m设置一道,其深度不小于10.5cm,将残留在切缝内的泥浆等残渣用高压水冲洗干净。假缝应在支承层铺设后12h内完成,并在假缝上铺设长0.2m、宽2.8m聚丙烯土工布。

7.每个工班结束时的施工缝宜安排在切缝处,施工缝距切缝间距离不应小于2.5m。

8.支承层洒水养护。混合料或混凝土初凝后立即养护,养护采用土工布覆盖,洒水量应保证表面始终处于湿润状态。拆模时间不小于24h,养护时间不少于7d。达到设计强度后,方可行驶车辆。

9.移交道床板施工。

三、双块式无砟轨道道床铺设

(一)施工准备

1.CPIII控制网测设完毕,经平差满足《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》并通过业主及设计单位的验收。

2.参加无砟轨道的技术骨干和施工人员都经过培训,熟悉并掌握无砟轨道的结构特点、施工工艺及施工质量控制要点。

3.轨道道床板施工的设备、机具进场,调试好。

4.计算双线轨枕、物资材料的用量,结合物流通道、物流规划现场标记轨枕堆放位置及间距,钢筋及其它材料与施工进度配合进场,防止丢失。

(二)施工工艺

1.施工工艺流程如图1所示。

2.支撑层顶面清理及施工放样。(1)复测底座高程;

(2)清除道床板范围内下部结构表面浮渣、灰尘及杂物;

(3)施工放样。路基每隔13m测设并标记一个线路中线控制点,用彩笔绘制线路中线,轨枕两侧边缘线;(4)标示出道床板纵向模板内侧边线,模板内线边偏差±2mm;(5)路基地段每隔20m标定一次轨枕里程控制点具置,避免累计误差。

3.轨排组装。(1)摆放钢筋。路基上纵向钢筋单根长12m,为便于绑扎,提前将下层7根N1钢筋摆放在已完成清理的支承层上。摆放时,相邻钢筋间错开距离不小于1m,接头处钢筋搭接不小于0.7m。其余纵横向钢筋堆放于两线中间待用。(2)散枕作业。利用散枕装置沿着轨道铺设轨枕。每工班开始前检查散枕装置的间距尺寸,达到使用要求。每散布20根轨枕,与现场标示的里程控制点核对一次,控制散布轨枕的累计纵向误差,做出相应的调整。(3)工具轨铺设。通过专用吊具将工具轨12.5m吊放到轨枕上,吊放时注意保护轨枕扣件及轨枕混凝土不受损坏;两根钢轨的端部接缝应基本对齐,通过调整轨缝间距,确保前一根工具轨末端不在轨缝处轨枕上方,两工具轨之间轨缝最大3cm,最小1.5cm,相邻轨头使用鱼尾板连接。(4)轨排组装。检查轨枕与工具轨的垂直度以及扣件是否发生塑性变形,扣件螺栓扭矩控制在200N・m左右。钢轨与垫板贴合,弹条中部弯管与轨距突出部分接触。安装后轨距满足±1mm的误差范围。(5)安装螺杆调节器钢轨托盘。在组装后的轨排上,将螺杆调节器钢轨托盘平装到轨底,直线段内,每隔3根轨枕两侧对称各设一个螺杆调节器,超高段隔2根轨枕设一对。

4.轨排粗调。将轨排调整到顶标高满足设计值,允许偏差为-5～0mm,轨道至设计中线位置允许偏差为±5mm;然后安装调节器螺杆,采用电动扳手拧紧调节螺杆或徒手拧至螺杆接触地面。

5.钢筋绑扎、接地焊接。(1)轨道板钢筋采用螺纹钢,钢筋交叉结点采用自锁式塑料绝缘卡绑扎连接成整体;道床板在纵向划分成不大于100m的接地单元,每一单元与贯通地线单点“T”型连接一次。路基纵向接地钢筋均采用轨道板内3根上层纵向Φ20结构钢筋。接地端子均设置在轨道板外侧,与接触网基础上的接地连接,接地钢筋焊接长度不小于200mm,横向接地钢筋连接纵向接地钢筋时采用L型焊接,焊缝长≥20cm和焊缝厚≥4mm。(2)钢筋绝缘及接地检测。钢筋绑扎完成后,进行绝缘和接地性能测试,确保符合要求,按设计要求对纵横向钢筋进行绝缘处理,并检查绝缘效果;检测采用电阻检测仪或电阻摇表,非接地钢筋中,任意两根钢筋的电阻值不小于2MΩ。

6.模板安装。(1)测量放样后,用墨斗弹出两侧纵向模板内边线,在模板锚栓孔位置处用冲击钻提前打设模板加固锚栓孔,在孔内放入膨胀螺丝套管;(2)按照标示的模板边线位置,吊运模板就位,将模板上的加固孔用锚栓固定,上部采用拉筋加固,对于底座局部不平整的地方,用楔块垫平,保持底面支撑牢固、水平;(3)模板安装技术要求应满足设计及规范要求。

7.轨排精调。(1)轨排精调是轨道板混凝土施工前的最后一道工序,也是轨道板线性及高程控制的最关键的技术工作。工艺流程:确定全站仪坐标设定小车轨道参数数据传输、整理轨排高程、中线轨排固定。(2)使用轨检小车+全站仪进行调整。全站仪测角标称精度≤1”,测距标称精度≤2mm+2ppm;高程测量按精密水准测量要求施测。(3)确定全站仪坐标。全站仪采用自由设站法定位,通过观测附近8个控制点棱镜,自动平差,计算确定位置。改变测站位置,必须至少交叉观测后方利用过的4个控制点。(4)测量轨道数据。全站仪测量轨道小车顶端棱镜,小车自动测量轨距,超高等数据。通过配套软件,计算轨道平面位置,水平,超高,轨距等数据,将误差值迅速反馈到精测小车的电脑显示屏幕上,指导轨道调整。(5)调整偏差。用普通六角螺帽扳手,旋转竖向螺杆,调整轨道水平,超高。高度最好往上调整,尽量降低下调工作量。调整中线。采用双头调节扳手,调整轨道中线。各项偏差要满足设计及规范要求。

8.道床板混凝土浇筑。(1)工艺流程:清理、润湿工作面轨排复测混凝土生产运输浇筑浇注机移位抹面养护;(2)准备工作。清理杂物,喷水湿润轨道下部结构、轨枕表面。用防护罩覆盖轨枕、扣件。检查轨枕有无损伤,螺杆调节器螺杆是否出现悬空,隔离套是否装好。(3)浇筑。保证混凝土运输途中塌落度不损失,质量合格,使用插入式振捣棒振捣,不能使用振捣棒牵引混凝土,振捣从后面轨枕向前面轨枕一次振捣,严防轨枕下有空洞,不密贴的现象。利用简易平板小车,专用的标高尺,人工抹面,清刷钢轨、轨枕和扣件。道床板表面应按设计设置0.7%的横向排水坡,人工整平、抹光。各项尺寸偏差应符合设计及规范要求;(4)混凝在混凝土初凝(浇筑混凝土约1h)后,逆时针旋转调节器螺杆,拧松1/4圈,约1mm;在混凝土浇筑约2～4h,拧松全部扣件,释放钢轨应力;(5)混凝土养护。土浇筑后,应避免与流动水相接触,并在12h内覆盖和洒水养护,洒水次数应能保持混凝土处于润湿状态;当环境温度低于5℃时,禁止洒水养护,可在混凝土表面喷涂养护液养护,并采取适当保温措施。养护期一般不少于7昼夜。

四、结语

路基上双块式无砟轨道施工技术的关键是支承层的质量、无砟轨道的施工精度和轨道几何形位的控制,这必须依赖于先进的施工工艺、成熟的施工技术、完整配套的施工机械、训练有素的施工队伍和合理的施工工期。本文就应用于客运专线路基上双块式无砟轨道系统组成、施工方法、施工工艺流程以及质量控制和施工注意事项进行了说明,为以后类似工程的施工提供参考。

参考文献

[1]铁道部科学技术司.客运专线铁路无砟轨道支承层暂行技术条件(科技基(2008)74号)[S].

[2]铁四院.武广铁路客运专线路基路基段无砟轨道设计图,2008.

[3]铁道部.号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)[S].

[4]铁道部.客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南(TZ216-2007)[S].

[5]铁道部.客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定铁建设([2006]189号)

作者简介:汪锡铭,男,中铁十五局集团第六工程有限公司工程师,研究方向:交通土建。