张 健 付廷达
(中铁五局一公司,湖南 长沙 410117)
在铁路长大隧道中均采用无砟轨道这一轨道结构类型,其结构主要部件有钢轨、轨枕、钢筋混凝土道床,轨枕预埋入道床中,单元道床板间设伸缩缝加塞伸缩缝填料。本文就单线铁路隧道无砟道床(单元道床板6.25m*2.6m(长*宽))采用轨排法施工进行简要介绍。
为确保无砟道床铺设精度,施工前必须将主要施工工具和设备准备好并调试到最佳状态,尤其是轨道排架必须经专业机构设计并符合施工图规定精度要求。
无砟道床主要施工机具及测量仪器见表1。
表1 主要机具及测量仪器
施工人员按工序分为整备工班、排架工班、混凝土工班三部分,整备工班负责现场清理、材料倒运等,排架工班负责倒装、调整排架,混凝土工班负责浇注混凝土,人员配备按照日进度100米考虑,人员安排见表2。
表2 施工人员配备表
2.3.1 进行CPII复测及CPIII测设,CPIII控制点按每60米一对点均匀布设在隧道二衬边墙上,高度为内轨面上30~50cm。CPIII平面测量采用后方交会法确保每个点至少测量3次后进行严密平差;CPIII高程采用精密水准测量。
2.3.2 单线隧道特点是断面净空小,为保证正常施工进度需设置会车道满足现场运输要求,一般可考虑600米设置一处。
2.3.3 由于轨道排架调节能力有限,铺筑仰拱填充时标高偏差控制在2cm以内并及时做拉毛处理。
2.3.4 长大隧道一般是分段贯通,存在贯通误差,为确保无砟道床施工后满足隧道限界要求,进行贯通测量后需对隧道再次进行线路拟合。
现场清理→铺设龙门吊行走轨、材料运输→安装钢筋网片、伸缩缝隔离板→吊装、调试、连接悬挂好轨枕块的轨道排架→浇注道床混凝土、捣固抹面成形→养生、拆除轨排进入下一循环。
图1 施工工艺流程图
钢筋网按设计要求洞外制作洞内安装,安装前需在隧道仰拱面标记好钢筋网片的位置,避免二次调整,安装时确保上下层钢筋网片的保护层厚度。伸缩缝隔离板安装在两片钢筋网之间并位于两根轨枕块中间,前后偏差不大于30mm,并保持竖直,隔离板宜采用楔形构造以方便拆卸。
以水沟电缆槽沟邦为依据弹出侧模安装边线,侧模上部用拉杆固定,底脚用木楔子固定,如果水沟邦间距满足设计道床宽度2.6米则利用水沟邦作为侧模。
3.3.1 支撑块悬挂及轨排铺设
支撑块在组装平台上利用其配套的扣件与排架下挂篮紧扣,形成可供铺设的小型轨排。悬挂支撑块时应注意轨底坡方向防止反方向安装。组装完成的轨道排架通过龙门吊吊运至铺设地点,按照设计里程标记位置放置稳妥后,粗调定位,保证轨缝为轨道排架设计制作时预留长度。每组轨排铺设长度为100米,并按照500米准确里程调整轨排端头位置。
3.3.2 轨排精调定位
轨排组装完毕并粗调至设计轨面1cm左右后进入精调环节,轨排精调由精调机即轨检小车控制。轨排利用轨检小车精调工作原理为:全站仪自由设站后视8对CPIII点精确定位置镜点平面坐标和高程,前视轨检小车棱镜通过无线模块在电脑中显示当前小车位置与轨道设计位置的相对关系,通过轨排螺杆调节器和轨向锁定器调整高程和中线使轨面系精度满足规范要求,最后通过轨道夹板将多榀轨排有效联接成轨道。调整时按照"高程→中线→高低、轨向→水平、三角坑→复核高程、中线"的程序进行,精调完后拧紧螺杆及轨向锁定器。轨面系精度除轨距由轨道排架确定外其余高程、中线、水平、高低、轨向等均按设计时速的规范要求精调保证。
3.3.3 轨排精度监控
轨排精调完成后进行道床混凝土浇筑,在浇筑过程中需对整个轨道进行全面监控,防止由于物体撞击轨道部件造成精度偏差。过程监控主要复核高程及中线,一旦发生偏差及时调整。
3.4.1 混凝土输送泵整备及管道布置
输送泵置于组装平台后并距离待浇筑道床尾部100米以上预留下一循环轨排组装场地,输送泵本身整备完好,并有处理各类故障的应急措施。管道布置在轨排上面或侧面,并用支架与排架隔离开防止碰撞轨排部件。混凝土浇筑结束后及时维修保养输送泵和清理管道。
3.4.2 混凝土运输
混凝土由搅拌式运送车从洞外拌和站接料,中途在会车道处会车,将砼运输至道床工作面处,运输过程中要保证混凝土质量,卸车时做到卸料准确、均匀、避免遗撒。
3.4.3 道床捣固和平整
道床混凝土捣固采用插入式捣固器和平板式捣固器进行,作业时分前后两区间隔2米捣固,前区主要捣固下部钢筋网和轨枕底部,后区主要捣固轨枕四周与底部加强。捣固时,插入式捣固器主要用于轨枕块底部及四周捣固,平板振动器用于道床表面砼充分振捣。捣固时应避免捣固棒接触排架和轨枕,遇混凝土多余或不足时及时处理。道床使用专用量具控制断面形状,做到一步到位,表面修平抹光后的平整度满足规范要求精度。
3.4.4 道床养生及清理
道床混凝土强度达到5Pa时方能拆除轨排,遗留的螺栓孔及时采用高强度无收缩砂浆封堵,混凝土未达到设计强度的75%前严禁行车和碰撞轨道部件,道床拆模后应进行养生工作,养生期不少于7天。养生强度达到要求后全面清理道床表面,铲除多余灰渣,各部清扫干净。轨枕块表面不得有任何残留物,双块式CRTSI型或CRTSII型轨枕清理时注意防止杂物落入轨枕块预留螺栓孔内。
3.4.5 轨道排架的倒用
道床混凝土经养护达到一定强度后可拆除轨道排架。拆除顺序为:轨排间连接夹板--轨枕块固定螺栓--轨向锁定器。然后,松动支腿螺栓,用撬棍协助龙门吊吊起排架重新悬挂轨枕块循环使用。
经验表明:道床施工人员的技术水平、熟练程度、协调配合能力是决定工程质量和施工进度的重要因素。在施工前必须对施工人员进行技术培训,使其能掌握技术标准和工艺流程。要求施工人员要有很强的责任心,岗位人员要相对固定。
轨道排架的加工精度和几何尺寸是保证无砟道床施工质量和精度的关键,因此轨道排架的设计和生产必须由专业的机构完成。各种测量设备必须满足道床施工精度要求,并且在使用前校正无误。精良的机具和先进的、高精度的测量仪器可以节省施工人员的劳动强度,合理的配套与利用可以提高每一个工序的质量与效率,有效的节约时间,保证施工进度按计划推进。
单线长大铁路隧道无砟道床施工制约进度最主要的就是物流运输,因此合理组织保证材料运输的通畅成为重中之重。充分考虑这一因素需按前文所述的施工准备中提到的利用隧道内附属洞室或辅助坑道进行放大作为运输车辆的调头、会车地点,这样才能有效的缩短倒车距离,节省运料时间。
从整个施工工艺流程及各工序完成时间来看,轨排法无砟道床施工关键工作为轨排精调定位和道床混凝土灌注,其余工作可以穿插在这两个主要工序中同步进行,从而不占用循环时间。因此现场各工序的时间安排也是影响施工进度的因素。
单线长大隧道无砟道床的轨排法施工要点主要有:施工机具及技术资料准备、施工测量及监控测量、轨道排架的调试就位、混凝土的运输与灌注。在施工中重点保证上述要点的质量和效率,节能保证无砟道床的施工质量和进度。
[1]《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》.铁建设函【2009】674号.
[2]《工程测量规范》.GB50026-2007.
[3]《高速铁路工程测量规范条文说明》. TB10601-2009.