发鸠山隧道弹性支承块式无砟轨道施工技术

延跃光

摘要：本文结合实例，浅谈重载铁路隧道弹性支承块式无砟轨道的结构型式、施工原理与工艺流程，具有一定的借鉴和应用价值。

关键词：发鸠山隧道；重载铁路；无砟轨道；弹性支承块；轨排框架法；施工工艺

1、概述

晋中南铁路通道为30t轴重重载双线铁路，设计时速120km/h。发鸠山隧道全长14573米，设计为重载弹性支承块式无砟轨道。我公司承建DK447+361～DK454+915段，施工长度7554m。施工中利用3#斜井及出口两个通道组织人员、材料、机具施工，运输最长距离4km。

无砟轨道结构由60kg/m钢轨、重载弹性支承块式配套弹条VII型扣件、重载弹性支承块式轨枕、橡胶套靴、块下橡胶垫板及道床板等组成。

弹性支承块式轨枕采用C50级钢筋混凝土结构，承轨面设1：40的轨底坡，块体内设置预埋铁座与扣件系统连接；

橡胶套靴的作用是包裹支承块和块下弹性垫板，方便施工和维修，同时提供轨道纵向及横向适宜的弹性。

微孔橡胶垫板是通过调整橡胶内部微孔的大小和疏密来提供适宜的刚度，同时避免垫板本身由于煤炭污染而影响刚度值。

弹性VII型扣件与重载弹性支承块式无砟轨道结构配套，适用于60km/m钢轨。主要性能参数为：每组扣件钢轨纵向阻力大于11KN，轨下垫板静刚度为120～160KN/mm。

道床采用C40混凝土，道床板宽2800mm，厚度390mm，道床板表面設1%“人”字型排水坡。道床板应连续浇筑，在沉降缝处断开，缝宽20mm，缝内采用聚乙烯泡沫板填塞，距表面30～40mm范围内采用聚氨酯密封。曲线超高设置在道床板上，采用外轨抬高方式，圆曲线内外轨抬高至超高值，缓和曲线范围外轨超高递减顺接。

2、施工原理

根据无砟轨道道床施工精度要求高和控制困难的特点，发鸠山隧道重载弹性支承块式无砟轨道采用轨排框架法施工，采取就近铺设和便于精度控制的原则。先进行钢筋绑扎、综合接地，再进行轨排组装和轨道粗调等关键工序，然用全站仪配合轨检小车对轨道几何尺寸进行精调，待精度满足要求后，最后浇筑道床混凝土一次成型。

3、施工工艺及流程

3.1基面清理

采用凿毛机或小型风镐对底板面凿毛，平均粗糙度为1.8mm～2.2mm，人工配合吹风机清理废渣。再用高压水冲洗干净，湿度保持2小时以上且无多余明水。

3.2测量放线

通过CPIII控制点每10m在地面上测量放样轨道中线控制点，用明显颜色标记，记录控制点里程及坐标。以中心点为基准放样纵、横向模板边线（墨线标识）。

3.3钢筋绑扎

根据道床板钢筋布置图画出道床板底层钢筋网边线及钢筋位置控制点，用钢卷尺量出底层钢筋间距并标记；按梅花型布置预制混凝土垫块及纵、横向钢筋。接地筋采用焊接，搭接长度≥700mm，焊接长度≥200mm，焊缝厚度≥4mm，每隔100m断开一次，接地端子引出采用L型连接焊接，表面加保护膜，焊接时应保证其与模板密贴。

3.4轨排组装、铺设

将弹性支承块等间距摆放在组装平台上，使用龙门吊将排架吊至组装平台上方对位，用扭力扳手将扣件与支承块及排架扣紧，紧固扭矩约150N·m，组装成可供铺设的轨排。

龙门吊吊起成型的轨排运至铺设地点，定位误差控制在高程-10～0mm、中线±10mm。相邻轨排使用夹板联接，每个接头安装4套螺栓，初步拧紧，轨缝预留6～10mm。

安装轨向锁定器来固定轨排水平位置，轨向锁定器的一端支撑至轨排的横梁上，另一端支撑到隧道底板预先安装好的钢筋上。

3.5轨排粗调

利用轨道中线点参照轨排框架上的中线基准器进行排架中线的调整定位。调节轨向锁定器进行左右调整，旋动竖向支撑螺杆进行高程粗调。使用轨道排架横梁、竖向调整机构完成轨排的粗调工作，按照先中线后水平的顺序循环进行，粗调后轨道位置误差控制在高程-5～0mm、中线±5mm。

3.6模板安装

检查模板平整度及清洗情况，涂刷脱模剂，按顺序安装纵向模板，并与横向模板联结，架设模板撑杆，调整线性并锁定。

3.7轨排精调

轨排精调是无砟轨道施工中最关键的一步，它是利用全站仪配合轨检小车对轨道进行定位，通过人工调整螺杆调节器对轨排精调。利用轨检小车定点三维测量功能，全站仪后视8个CPIII控制点后确定全站仪控件位置，再前视轨检小车上棱镜得到数据，由无线传输系统将数据输入手持电脑，根据反馈的误差值调整相应的螺杆调节器，轨道精度保证在0.5mm内。

轨道中线使用专用扳手调节左右轨向锁定器，一次调整2组，左右各配2人同时作业。轨道水平、超高通过套筒扳手，旋转竖向螺杆进行调整。粗调后顶面标高应略低于设计顶面标高。调整螺杆要缓慢进行，旋转一圈高程变化约1.5mm，调整后用手检查螺杆是否受力，如未受力则拧紧调整附近的螺杆。

轨排精调完成后，通过轨向锁定器对轨道排架固定，尽早浇筑混凝土。如轨排受外部干扰，放置时间过长（12h）或环境温度变化超过15℃时，必须重新检查或调整。在下一站精调时需重叠上一站8～10根轨枕，以确保钢轨平顺性。

3.8混凝土浇筑

浇筑混凝土前清理浇筑面上杂物，不得有积水。为确保轨枕与浇筑混凝土的结合，浇筑前需在轨枕表面洒水数次。用防护罩覆盖轨枕、扣件，并用塑料布包裹钢轨和框架横梁。检查轨排上各调整螺杆是否拧紧，地端子与模板是否密贴。若轨道几何参数超过允许偏差应重新调整。

自卸浇筑时，混凝土运输车溜槽转至待浇筑的轨排上方（下料口离轨顶不可过高），开启阀门下料。下料过程中注意及时振捣和防止污染，下料应均匀缓慢，不得冲击轨排；当采用泵送混凝土时，橡胶泵管口应在轨排上方且下料方向垂直轨排。通过移动下料管控制混凝土标高。

3.9振捣、抹面、成型

混凝土浇筑的同时进行振捣作业，采用4个振捣器人工振捣，作业时分前后两区间隔2m，前区主要捣固下部钢筋网和支撑块底部；后区主要捣固支撑块四周与底部加强。捣固时避免捣固棒接触排架和支承块，遇混凝土多余或不足时及时处理。

表层混凝土振捣完成后，利用坡度尺及时修整、抹平混凝土裸露面。入模后先用木抹完成粗平，1h后再用钢抹抹平。为防止混凝土表面失水产生细小裂纹，在混凝土初凝前（入模后5h左右）二次抹面，抹面时严禁洒水润面及过度操作影响表层混凝土的质量。抹面时应加强对轨道下方、支撑块四周等部位的施工。加强对表面排水坡的控制，确保坡度排水顺畅，不积水。

抹面完成后，及时清刷轨排、轨枕和扣件。混凝土初凝后，松开支承螺栓1/4～1/2圈，同时松开扣件，避免温度变化时钢轨伸缩对混凝土造成破坏。

3.10道床养护

混凝土浇筑完成后，采用土工布覆盖洒水养护，确保混凝土表面保持充分潮湿状态；拆模后，持续对混凝土采用土工布覆盖洒水进行潮湿养护，养护时间不少于7d。

3.11轨排、模板拆除

当道床板混凝土达到一定强度，首先顺序旋升螺杆支腿1～2mm，然后松开轨道扣件，顺序拆除排架，模板。最后确认扣件全部松开后，龙门吊吊起排架运至轨排组装区清理待用，进入下一循环施工。安排专人负责对拆卸的模板、排架及配件等进行清理。

发鸠山隧道无砟轨道采用轨排框架法施工，日均完成单线160米以上。该法对施工人员上岗培训周期短，易操作；机械化程度高，施工进度快。成形后的轨道精度高，道床满足铺设超长轨无缝线路的技术要求。工后检测，轨道板几何尺寸、轨距、轨向等各项指标均满足验标要求。