城市轨道交通工程施工方法和施工工艺

李剑彬

摘 要： 随着地铁工程的不断发展以及显现出来的社会效益，城市轨道交通的优越性充分展示在人们的面前。为适应轨道交通建设迅猛发展的需要，加快轨道工程施工进度，现根据本人以往对轨道施工的工作实践，就其采用的施工方法作一简单阐述。

关键词：城市轨道；施工；工艺

1铺轨前准备工作

铺碴前，按照设计文件规定移交接受路基平面、纵断面、横断面，并在现场移交线路测设控制桩。进行轨道工程施工测量放线，线路中线测设每股必须贯通，并在各控制点如道岔中心、曲线交点及始终点、整体道床控制基標等设置永久性混凝土桩。为便于控制线路方向，在直线段每25m加设一个中桩，圆曲线地段每10m加设一个中桩。根据设计文件编制配轨表，提报材料计划，疏通进场道路，组织轨料运输，并及时将钢轨、轨枕等吊放到位。

2 整体道床轨道铺设

整体道床包括短枕式整体道床、长枕式整体道床和检查坑整体道床、支柱式整体道路床、洗车机整体道床、库内及库外平过道，短枕式整体道床、长枕式整体道床道床类型分别采用预埋混凝土短枕、预埋混凝土轨枕，均按1600根/km布置；检查坑整体道床预埋扣件塑料套管，扣件间距布置1600对/km；轨道高度均为500mm，道床混凝土强度等级为C30，道床基础由结构专业施工。

3碎石道床轨道铺设

车场线混凝土枕碎石道床、合成枕木碎石道床，适用于铺设50kg/钢轨、弹条I型扣件轨道；道碴采用TB/T2140《铁道碎石道碴》的一级或二级道碴牵出线洞内碎石道床，铺设50kg/m钢轨及异型轨轨道；试车线混凝土枕碎石道床，适用于铺设60kg/m钢轨，弹条Ⅲ型分开式扣件轨道，采用TB/T2140《铁道碎石道碴》的一级道碴。一般地段（车场线）碎石道床截面图（见图1）

施工准备：对施工设计文件和施工资料进行会审。编制轨节铺设计划表，提出人工铺轨轨料计划，下达人工铺轨作业指导书并进行技术交底。复核路基面、中线桩和所铺的底碴等。并做好配合人工铺轨施工的其他工作。散布轨枕：利用汽车把轨枕、扣件运到施工现场，根据轨节表中注明的每节轨节的轨枕根数散布，并按线路中桩将轨枕方正，木枕地段一端取齐，曲线地段外股取齐，站台地段靠近站台侧取齐。拖散钢轨：钢轨在存料场内应提前进行逐根检尺，并标示在轨头上。按轨节表中所标注的钢轨长度、顺序配对，将钢轨拖拉到对应铺设地点，并按上、下股拨移到枕木中间位置上。木枕道床地段扣件为弹性分开式，木枕散布完成后，以一端为准，在距离轨枕端280mm处安放铁垫板，按铁垫板钉孔位置在木枕上钻孔，然后用螺旋道钉将铁垫板固定在木枕上。一侧安装一段后，控制好规距后安装另一侧垫板。钢筋混凝土轨枕道床地段，在铺轨前先要进行螺旋道钉锚固，在作业区安设两口铁锅轮流熔制硫磺砂浆，每锅熔制量50kg左右，硫磺砂浆熔制好后，即可人工挑浆进行锚固作业。熔制锚固砂浆时，按选定的配合比，先倒入砂子加热到100℃～120℃时，将水泥倒入加热到130℃，最后加入硫磺和石蜡，继续搅拌加热到160℃，熔浆由稀变稠成液胶状时即可放入保温锅内待用，同时不断搅拌，使砂子不致离析。锚固时采用正锚施工。

4道岔铺设施工

施工准备：对车辆段平面图和设计说明书进行认真审核，确定道岔型号、道岔开向、数量及采用的标准图，提出道岔铺设材料计划表，编制施工计划和铺岔作业指导书，并对岔位桩依据车辆段平面图进行复测，对底碴厚度进行复测。

岔料的装、运、卸：岔料装运采用5～10T载重汽车，钢轨、轨枕、零配件分别装车，并将道岔类型、辙叉号号数、左右向，岔心编号用白油漆分别在钢轨、零配件箱上标注清楚，同时应将尖轨与基本轨捆牢装车。卸车时，要首先确认岔料上的标识与现场岔心编号的类型、辙叉角号数及左右向一致后，再利用汽车吊将岔料按序卸下。散布岔枕：岔枕按标准图检尺，并将长度标在每根岔枕上，然后按序依次排摆，并在直向一端取齐。散布并连接钢轨：按标准图中钢轨排列顺序从岔头起，先直股后弯轨顺序散放，然后连接钢轨，并拨正位置。再用起道机将钢轨抬起方正岔枕。钉设：先确定好道钉孔位，用木钻钻孔，放妥垫板，先钉直股（螺纹道钉用开口撬辊拧入，严禁锤击）。直股钉完后，拨正拨顺，然后以直股为基准，用轨距道尺和支距尺量出各部位轨距及曲线支距，由转撤部分、导曲线、辙叉部分顺序钉联。拨道整修：道岔钉设完毕后，按中线桩将道岔拨到设计位置，按照验标要求，对道岔各部位进行整修。

5上碴整道施工

施工准备：铺碴前，按设计文件及路基平面、纵断面等技术资料，并在现场钉设线路中心桩。其要求是直线上每50m钉一个，曲线上每20m钉一个，缓和曲线上每10m钉一个。曲线的起终点、平交道口中心点、道岔的交点及附带曲线的起终点均应有线路中心桩，用混凝土予以保护。铺底碴：沿钉设的线路中心桩，按设计的道床底部宽度，铺设厚150mm的碎石道碴。机械摊铺后，再人工平整。沿线路中心做碴槽等。第一遍上碴整道：轨道铺设完成后将道碴均匀地填充到轨道内，不足部分用小台车推卸补充。用起道机将每节轨在几个点抬高并用道碴垫实。抬高后的轨面应大致平顺，没有明显的凹凸和反超高。抬高后应同时方正轨枕。全轨节抬起后立即向轨枕下串碴，要求串满串实，没有吊空板等。在上述工作完成一定长度后进行一次拨道，即将线路拨到中心线位置，达到直线顺直，曲线圆顺。拨道前应检查要拨的线路地段的轨缝是否合适，必要时应进行调整，以防止发生胀轨或出现大于构造轨缝的现象。最后补填轨枕盒内道碴，使其饱满，以便进行第二遍整道作业。

第二遍上碴整道：基本作业与第一遍上碴整道相同。将轨道抬高至设计标高，并略加高1～3mm的沉落量。曲线外股钢轨按规定超高抬够。起道后的轨道前后高低、左右水平均应符合规范要求。按轨腰上的标记整正细方轨枕。钢轨两侧40～50cm范围内串满道碴。填补轨枕盒内道碴，将钢轨外侧40cm、内侧45cm范围内的道碴捣实，轨枕中部60cm范围严禁捣实。按照线路中线细拨轨道。拨道前可将轨枕端部的道碴扒开一部分，以减小拨道时的阻力。最后补足轨枕盒内道碴，拍实道床边坡及顶面并使之保持稳定。

6钢轨焊接施工

无缝线路的钢轨焊接施工利用K920型接触焊机，采用移动式钢轨接触焊施工技术。 无缝线路钢轨焊接采用移动式钢轨接触焊施工工艺，焊机采用K920型连续闪光焊机。两根待焊钢轨的接触面从微观上看是凹凸不平的，焊接端面密合后首先接触的是一些突出点，当通过足够大电流时，突出点处因电流热效应产生较高的热能，使得钢轨端面迅速得到加热。同时这些接触点在通电的瞬间被加热到熔化状态，从而在两钢轨的接触面上形成多个液态金属过梁，这些金属过梁在进一步加热的过程中“爆炸”而破坏，熔化金属飞溅而形成闪光。在此过程中焊机通过反馈系统维护通过钢轨的电流值。经过不断连续闪光，端面的温度逐渐均匀一致，加速闪光又在钢轨周围形成保护层，防止周围气体侵入氧化。最后，迅速施加顶锻力迫使焊面互相挤压，使闪光端面得到充分闭合，并挤出全部液态金属将两根钢轨联结，形成焊头。

焊接前，打磨清理待焊钢轨，移动调整精确对位钢轨端面。然后，移动焊机就位夹紧两待焊钢轨，启动自动焊接程序。焊接后进行探伤、正火与打磨等工序。

1）焊前打磨及清理

待焊钢轨经过检查，确定其型号、材质及外观尺寸等符合铺设要求时，进行焊接作业。一个区段无缝线路焊接前起点伸缩区根据锁定轨温设置轨缝，并紧固螺栓、扣件。

采用手持式砂轮机打磨钢轨端面、焊机导电钳口接触部位， 清除铁锈，保证焊接端面接触良好、导电钳口处导电良好。清除焊头两侧500mm范围的杂物，保证焊后推瘤顺利进行。

2）待焊钢轨对位

拆除后一待焊轨扣件，当待焊轨距离较远时在钢轨下放置滚筒，推入待焊轨至焊接处。在距焊头两侧各500mm～800mm范围的轨枕上放置定位铁凳，然后去除滚筒，在距待焊端2/3鋼轨长度处设置吊架起吊后一待焊钢轨，保证后一待焊轨可自由移动。

对位人员用刀口尺进行检查，并指挥移动、拨正，在铁凳上钢轨两侧打入铁楔定位。然后在前一待焊钢轨上距焊缝30mm处的轨顶上设油沥子条。

3）焊接与推瘤

待焊轨对位完成后焊机就位，在焊机机头易受焊渣污染的部位涂刷滑石粉。利用机头内的导电钳夹紧两待焊钢轨，保证两钢轨端面无错位，并将两待焊轨端头分离约3mm左右的间隙。按下自动焊接按钮，启动自动焊接程序，经过预闪阶段、连续闪光阶段、顶锻阶段后，焊机进行推瘤操作完成自动焊接过程。

4）焊后粗打磨与探伤

待焊头温度降至50℃左右后，即可进行焊后粗打磨。利用角磨机对焊缝及其附近轨头侧面、轨脚和轨底进行打磨，适当预留余量。粗打磨要求使焊缝表面无突然起伏，以便进行超声波探伤。探伤时，钢轨轨底角采用φ3标准，其余部位采用φ4标准。用K2.5与K1斜探头、K2.5圆弧探头、2.5P～5.0P直探头对焊缝全断面进行探伤。

5）正火与矫直

探伤合格后对焊头进行矫直检查，检查焊头是否存在死弯或弯曲、低接头等缺陷，针对缺陷准备矫直工具做好矫直准备。然后安装正火装置做好准备工作，点燃燃烧器，在焊缝两侧60～100毫米范围来回移动燃烧器，持续加热焊头。同时，在加热过程中需要不断测量焊头的温度，当焊头温度达到850℃±25℃时停止正火。正火完成后，在焊头温度为600℃以上时立即针对缺陷进行矫直。

6）焊后精打磨

焊头冷却至常温后进行精打磨。采用仿型打磨机、角磨机对钢轨顶面及侧面、轨底及轨底角精打磨。打磨完成后进行探伤和外观检查，以塞尺配合1m长刀口尺检查焊头轨顶面、工作边与轨底的不平度，测量时将直尺的凹槽卡在焊缝处。

结束语：经过上述措施处理后，施工现场砂袋回带现象明显减少，不仅降低了原材料的消耗，节省了工程成本。同时保证了施工质量和施工工期，得到了业主及公司领导的肯定，为此项目建设创造了一个良好的开端。