中国建筑第四工程局有限公司 广州 510665
中建四局珠海公司承建的武黄城际铁路二标段DK20+105.55~DK27+040.57内的施工任务,正线全长6 935.02 m,采用时速300 km的无砟轨道铺设。铁路采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,共有CRTSⅢ型板2 897 块,其中P5350型直线板2 282 块、曲线板489 块,P4856C型板120 块,P6250型板6 块。
CRTSⅢ型板式无砟轨道的结构组成为钢轨、弹性分开式扣件、轨道板、自密实混凝土、限位凹槽、混凝土底座等组成(图1)。
图1 无砟轨道横断面
CRTSⅢ型板式无砟轨道施工工艺流程图见图2。
底座采用钢筋混凝土结构,双层CRB550级冷轧带肋钢筋焊网。底座伸缩缝宽度为20 mm,采用聚苯乙烯泡沫塑料板填缝,并采用嵌缝材料密封[1]。嵌缝材料均采用有机硅,应用于底座伸缩缝、线间混凝土横向伸缩假缝、线间以及线路外侧混凝土与底座间纵向缝。
2.3.1 底座板处理
土工布铺设前先应用洁净高压水和高压风对底座板进行清理,保证铺设范围内底座板洁净,其次将底座板凹槽内残渣清理干净。
2.3.2 中间隔离层土工布铺设
底座混凝土强度达到设计强度的75%后可进行隔离层施工。中间隔离层应采用700 g/m2、厚4 mm土工布。
(a)用墨斗沿线路纵向在轨道板两侧及中间弹出3条宽30 cm的胶粘剂涂刷带边线,线条应清晰、准确。
(b)首先将整张土工布铺在底座表面,在限位凹槽的位置用刀将土工布割出方孔,使整张土工布与底座板表面密贴(含限位凹槽)[2]。每一段内的土工布连续铺设,轨道板下中间隔离层土工布不允许搭接。轨道板全长范围内土工布不得搭接或缝接。
(c)铺上土工布后应立即压上保护层垫块,防止滑动。在自密实混凝土模板安装固定前,应对土工布拉扯平整。
图2 工艺流程
2.3.3 限位凹槽周围弹性垫层
在底座混凝土至少养护48 h后,方可进行弹性垫层铺设。弹性垫层应采用厚8 mm三元乙丙橡胶,将弹性垫板与限位凹槽侧壁密贴。限位凹槽内的中间隔离层向外伸出部分应包在弹性垫层内,上下拐角处用宽胶带封闭。弹性垫块周围用泡沫板填充,并与凹槽侧壁密贴。弹性垫层与限位凹槽侧面应粘贴牢固,无翘起、空鼓、封口不严等缺陷。
铺板流程如图3所示。
(a)底座混凝土达到设计强度的75%后可粗铺轨道板。
(b)轨道板粗铺前首先对中间隔离层和弹性垫层施工质量进行检查验收。
(c)中间隔离层应铺贴平整,无破损,边沿无翘起、空鼓、皱褶、封口不严等缺陷。
(d)铺设板腔间钢筋网片,连接限位凹槽钢筋网,注意轨道板纵向钢筋。
(e)每块板粗放板支点应为4 个,支点材料为尺寸200 mm×100 mm×85 mm垫木,放置在轨道板预埋套筒位置, 木条应紧靠精调千斤顶铺放,在精调螺杆抬高轨道板后,再撤出垫木。
图3 轨道板粗铺流程
2.5.1 标架检校
精调系统在上线使用前一定要进行标架检校。硬件常数、标架四脚平整度要进行检核和调整,再将相关常数录入到程序中。在使用过程中,如发现数据不符,需重复检校。
2.5.2 标架安放
Ⅲ型板在精调时需要使用6 个标架,放置在当前调整的轨道板的正数第2排承轨台和倒数第2排承轨台上。进行搭接时,搭接标架放置在搭接板临近当前精调板的第2排承轨台上。
2.5.3 精调软件根据偏差值调板
第一步,调整未调板的搭接端,将当前待调整板和已调整好的板保持大体一致,可以借助一些辅助装置进行,加快调板速度。
第二步,精调软件指挥全站仪上放置在当前板精调标架上的4 个棱镜,根据测得的坐标值计算出实测值和理论值之间的偏差进行精确调整。当调整完成后进行完整的重复测量,当偏差值符合限差要求时轨道板调整完成,保存精调成果,转入下一块轨道板的调整,重复以上工作。
2.5.4 轨道板压紧装置
为了防止轨道板在灌注时上浮,精调完成后在轨道板中间和端部安装压紧装置。压紧装置由压杠杆、L形钢架及翼形螺母组成。
压紧装置锚杆锚固在底座板或支承层上,锚杆的锚固深度应为100~150 mm,所完成的锚杆应确保处于垂直状态。
2.5.5 轨道板复测方法
CRTSⅢ型轨道板铺设精度检测可采用CPⅢ自由测站方法。
(a)全站仪在CPⅢ网内进行自由设站,一般不少于6 个观测点,测站精度一般不大于0.5 mm;
(b)使用标准标架对轨道板上的4 个支撑点进行数据采集;
(c)在换站测量的时候要搭接上一测站的1~2块板。以减少测站间的误差;
(d)数据导出,并进行分析。
2.6.1 施工工艺
工艺流程如图4所示。
图4 自密实混凝土灌注工艺流程
2.6.2 自密实混凝土模板安装
轨道板精调完成后,需对轨道板的边缝进行密封。封边前应采用水枪对板内进行湿润,并清洗板间杂物,然后采用透气布包裹槽钢或钢板遮挡,并在板四周设置排气孔。
自密实模板主要采用透气性土工布包裹槽钢,利用槽钢刚性遮挡轨道板缝,在灌注时利用土工布的透气性将灌浆时残留的气体导出轨道板。
2.6.3 轨道板几何位置的确认
自密实混凝土灌注施工前对精调完成的轨道板进行空间位置的检查确认。检查测量使用全站仪及测量标架进行,方式类同精调测量。每板检查2 处(前、后),一次检查的轨道板数量可根据实际情况确定,可采取隔板抽检方式,但检查范围至少覆盖各次全站仪设站精调测量段落。
2.6.4 自密实混凝土施工配合比
自密实混凝土的初始配合比、基本配合比及施工配合比必须得到铁科院的审查确认。配合比要满足各种环境温度(5 °C~30 °C)条件下的施工需要,特别是高温条件。基本配合比稳定后,进行混凝土的搅拌与灌注的适应性试验。
轨道板自密实混凝土灌注在5 °C~30 °C环境条件下开展,其施工紧随轨道板精调并坚持“随调随灌”的原则。
在混凝土灌注软管上安装控制阀门,利用重力自然灌注。作业时,接好料斗的灌注软管,在轨道板灌注孔插入灌注软管,打开灌注软管的阀门进行灌注。为了防止混凝土污染轨道板,漏斗四周铺放土工布。灌浆要连续,灌注过程中不得出现起拱及上浮现象。
灌注时先快后慢,注意观察排气孔,待排气孔中混凝土高度与轨道板顶平齐时停止灌注。
自密实混凝土强度达到10 MPa(确保混凝土膨胀已经完成)可以拆除压紧装置、切除锚固螺杆。轨道板灌注强度达到100%后,轨道板方可承重。
自密实混凝土灌注是整个CRTSⅢ型板式无砟轨道施工中的重难点,灌注效果的好坏直接影响到整体结构的误差。在进行自密实混凝土的灌注施工前,须测定温度、含气量、T50等指标,并填写试验记录,确定混凝土合格后方可灌注。
通过对CRTSⅢ型板式无砟轨道整个施工过程施工控制,使标段内的无砟轨道施工完全达到了设计和规范的要求,确保了施工质量。目前,CRTSⅢ型板式无砟轨道正在客运专线铁路全面推广应用,因此通过对武黄城际铁路二标段CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术的总结,也为同类无砟轨道施工提供了借鉴。