重载铁路弹性支承块式无砟轨道轨排框架法施工技术

董小梅

（中铁十七局集团第二工程有限公司， 陕西 西安 710000）

0 引言

无砟轨道以其免维修或少维修、运行平稳、安全、使用寿命长等特点，越来越受到重视，是目前铁路建设常用的轨道结构形式，在客运专线、高铁、城际铁路中广泛使用。近年来在货运铁路、重载铁路建设中也逐步开始大量使用，如中南铁路建设中，所有500m 以上隧道均采用无砟轨道。浩吉铁路建设中，所有1000m以上隧道及隧道群（含路基、桥梁）均采用无砟轨道。无砟轨道结构形式众多，在重载铁路中主要使用弹性支承块式和长枕埋入式两种。随着大量无砟轨道在重载铁路的使用，如何快速、安全、高质量完成施工便成为摆在建设者面前的一个难题，轨排框架法是一种非常有效的施工方法，本文通过武家坡隧道弹性支承块式无砟轨道施工，详细介绍轨排框架法施工工艺及要点，总结其施工关键技术。

1 工程概况

1.1 工程概况

浩吉铁路是国家北煤南运战略通道，全长1814km，为25t 轴重重载铁路，全线1000m 以上隧道和隧道群采用无砟轨道结构，其中隧道内采用弹性支承块式结构，路基、桥梁采用长枕埋入式结构。武家坡隧道位于陕西省靖边县，全隧采用弹性支承块式无砟轨道，共用弹性支承块17812 块。

1.2 设计概况

弹性支承块式无砟轨道主要由钢轨、扣件，混凝土支承块及配套橡胶套靴、支承块下弹性垫板和钢筋混凝土道床板组成，轨道结构高度为650mm。

钢轨，采用60kg/m、100m 定尺长、U75V 无螺栓孔新钢轨。

扣件和轨枕，采用重载弹性支承块（含橡胶套靴和块下橡胶垫板），在工厂预制。扣件采用弹条Ⅶ型，间距600mm，支承块混凝土强度等级为C50,不得有裂纹，支承块四侧面宜设置一定坡度，方便混凝土支承块脱模和运营后的养护维修。

道床板，混凝土强度等级为C40，分块浇筑，标准长度为6580mm。

2 重载铁路无砟轨道与普通铁路无砟轨道设计主要区别

轨道结构高度方面：普通铁路无砟轨道结构高度隧道段为515mm。而浩吉重载铁路无砟轨道结构高度隧道段为650mm。浩吉重载铁路无砟轨道结构高度与普通铁路增加135mm。

道床板结构方面：普通铁路无砟轨道道床板厚度隧道段为260mm，浩吉重载铁路无砟轨道道床板厚度隧道段为393mm。

底座板（支承层）结构方面：普通铁路路基段支承层厚度300mm、宽度3400mm，采用C35 标号混凝土或水硬性混合料。浩吉重载铁路路基段支承层厚度340mm，宽度3400mm，采用C40 混凝土。

轨枕、钢轨方面：普通铁路采用一般结构轨枕，间距650mm，采用WJ-8B 型扣件，U71MnG 热处理钢轨。浩吉重载铁路采用重载型轨枕（支承块），间距600mm，采用弹条Ⅶ型（WJ-12 型）扣件，U75V 热处理钢轨。

道床板结构配筋方面：以浩吉重载铁路隧道内弹性支块式无砟道床与普通铁路隧道内双块式无砟轨道一块单元板配筋相比，浩吉重载铁路纵向钢筋布置为Φ 16 钢筋下层16 根+上层12 根，而普通铁路纵向钢筋布置为Φ16 钢筋下层11 根+上层7 根，相应其它横向钢筋、上下层连接钢筋等均有较大不同。

3 施工方案

弹性支承块式无砟轨道采用轨排框架法施工，轨枕及支承块由预制厂运输至洞外场地集中堆放后，采用叉车配合平板运输车运输至各使用地点，钢筋在加工厂集中加工运输至现场使用位置，混凝土由拌合站集中供应，采用混凝土输送车运输，龙门吊料斗送混凝土入模，插入式捣固棒捣固，人工抹面、整修和养护。

轨排框架法主要设备包括龙门吊、轨道排架、移动式组装平台、混凝土输送泵等。采用双线同时施工，从远至近倒退法施工，轨枕和钢筋堆放在线路两侧位置，施工分为双线两个作业面，左侧先行施工，右侧紧跟，左右应错开一个工作循环；单线施工区域依次划分为施工准备区、钢筋绑扎区、轨排架设调整区、混凝土浇筑区、混凝土养护区、模板拆除及后续处理区等，双线交错推进，以加快施工进度。

无砟轨道施工前做好以下几项准备工作方可正式开始。线下工程要验收合格，线下工程沉降评估合格，CPⅢ精调控制网建网、复测完成，施组、专项方案、开工报告等技术文件审批完成，相关人员全员培训并考核合格。

4 主要工序施工方法及控制要点

4.1 仰拱表面凿毛

采用铣刨机对仰拱填充面道床中线2.7m 范围内进行凿毛，沟槽侧20cm 范围内采用人工凿毛，深度控制在1～2cm，严禁将道床板范围以外进行凿毛。凿毛纹路清晰、均匀、整齐。在铺设道床板钢筋网前再次用高压水冲洗干净、保湿2 小时以上且无多余的积水。

4.2 预埋剪力筋

剪力筋要按标准布置，植入混凝土深度不得小于200mm，钻孔深度要大于植筋长度（1cm），钻孔直径大于钢筋直径4～5mm。剪力筋位置要准确放样，保证剪力筋位于两根支承块中间，并不得与箍筋相连。

4.3 道床板钢筋

4.3.1 钢筋加工

控制好下料尺寸，主筋按略小于设计尺寸加工，箍筋尺寸要略大于设计尺寸，方便安装，但调整量不得大（小）于设计尺寸1cm。上、下层钢筋间支撑钩筋尺寸，需根据设计尺寸并结合仰拱填充面标高确定，不得全部按统一尺寸加工，所有钢筋弯钩要严格按设计尺寸加工。

4.3.2 钢筋绑扎

底层钢筋砼垫块按梅花型布置，每平方米不少于4 块，上下层钢筋的保护层厚度为40mm。每个支承块四周设置3 根支承块箍筋，箍筋应采用绝缘卡可靠绝缘，并与其他道床板钢筋绝缘。箍筋上圈与上层横向钢筋相平、下圈与支承块底部相平、中圈分中设置，保证箍筋与支承块四周空隙均匀。四角用4 根钩筋固定，为方便安装可将箍筋先焊接成圈。

4.4 接地钢筋

综合接地每个单元设置，不单独设置接地钢筋，利用顶层三根纵向钢筋和一根横向钢筋连接接地系统，于每个单元道床板两端外侧设接地端子，接地端子与接地钢筋焊接单面焊不小于200mm，双面焊不小于100mm，焊缝高度不小于4mm。可靠接地面积不小于200mm2。接地端子螺纹套筒应与道床板侧面平齐，确保浇筑完成后接地端子顶面高出混凝土顶面最少2mm。混凝土浇筑前、后进行接地端子电阻测试。

4.5 模板与施工缝安装

根据测量放线位置，仰拱填充标高不足的用砂浆找平，曲线段采用外轨抬高的方式，根据超高值，加高部分增加相应的加高模板。由于整体道床与水沟电缆槽间间距只有10cm，采用设置在模板面板内部增加钢钎固定，在模板背楞上插竖向钢筋以便用螺旋扣辅助拉紧固定。每块模板间的拼缝采用双面胶做好严密不漏浆，螺栓要上全，模板要打磨干净、刷脱模剂，模板线性顺直。

伸缩缝内泡沫板直接安放在伸缩缝位置，采用钢板两端固定在侧模和轨枕上，两侧用方钢预留出20mm 宽、40mm 深的凹槽，待混凝土浇筑完成后抽出钢板和方钢，顶面用电动切缝工具将伸缩缝的聚乙烯泡沫塑料板剔除30～40mm。

4.6 支承块存储、运输

4.6.1 支承块存储

支承块的储存场地进行平整坚固，避免因存放后产生不均匀沉降，场地四周设置排水沟，存放场地内设置排水坡。存放要求具体如下：在专用存放场地应成垛码放，中间隔两个木条，码垛层数原则上不宜超过3 层，底层不应直接接触地面，且存放时间不宜过长，避免导致支承块橡胶套靴脱胶和长枕的变形，但应施工现场条件受限时，码垛层数不应超过5 层，码垛层数增加后应采取防倾倒措施。

5.6.2 支承块运输

采用汽车运输至隧道洞口存放区，再利用叉车配合龙门吊运至铺设位置。运输时确保对称装载，同时在车厢立柱与支承块间或前后俩垛支承块间加垫木板或草帘等其它软质材料，以限制其水平位移，最后用绳索进行捆扎，在棱角处加垫软质衬垫物。

4.7 轨排组装

弹性支承块应放正，支承块轨底坡方向与轨排框架轨底坡方向要一致。支承块轨底坡应指向线路中心，顶面厂标应设于钢轨外侧，不得挂反支承块；每块支承块应用两根有一定弹性的打包带，在承轨台两侧各绑轧一道，绑轧要松紧适宜。打包带在施工期间不能抽除、剪断，应在混凝土养护完成后拆除。施工期间发现打包带松动、脱落、断裂等现象，应立即重新绑轧；支承块帽檐与橡胶套靴交界处用透明胶带封口，施工期间应检查封口是否完好，有破损的要立即重新密封，防止异物从交界处进入套靴与支承块侧面间缝隙。

4.8 混凝土浇筑

混凝土浇筑同时进行振捣作业，混凝土捣固采用4 个振捣器人工进行振捣，采用直径5cm、3cm 两种规格的振捣棒配合进行，先用5cm 的振平、振实，再用3cm 的朝斜向对支承块底部进行振捣，确保支承块四周、底部混凝土密实。

表层混凝土振捣完成后及时收面，按设计要求设置排水坡，并严格控制道床板顶面的标高和平整度，并采用木抹和钢抹分三次收面，在混凝土入模振捣后及用木抹完成粗平，随后再用钢抹抹平，在混凝土初凝前进行第三次抹面、压光。混凝土顶面低于橡胶套靴帽檐的下面2mm，严禁混凝土将橡胶套靴掩埋。

4.9 轨排、模板拆除

4.9.1 拆除时间确定。拆除时间应在混凝土初凝后进行，判断混凝土初凝采用钢球试验方法，将一半径5cm（约4kg）左右的钢球放置在道床板混凝土表面，静置1 分钟，看压痕大小，如压痕直径不大于34mm，则说明混凝土已经初凝，可以进行轨排框架、模板拆除。

4.9.2 拆除顺序。拆除分两步进行，第一步在混凝土初凝后，先松开轨排框架间连接鱼尾板，再松开扣件；第二步在混凝土终凝后，先拆除鱼尾板，再拆除支撑螺杆，最后拆除全部扣件，用专用吊具吊移轨排框架。拆除按从后向前顺序逐榀拆除，最后留1-2 榀不拆，以便与下一循环搭接相连。

4.10 道床养护

混凝土浇筑完成后，采取初期养护采用喷雾器（自动喷淋管或雾炮器）进行养护；拆除轨道排架后采用土工布覆盖喷水保湿养护。混凝土养护完成后，支承块与道床板之间缝隙可用密封脱封口。

5 施工效果

轨排框架法施工速度快、质量高、安全性好、工人劳动强度低。

武家坡隧道弹性支承块式无砟轨道5224m，用时51天，日综合进度指标102m，最大日进度达180m，均大于常规方法。经对已完无砟轨道几何尺寸、混凝土强度、线路中线、标高、轨道几何状态参数等全面检测，质量全部合格。使用成套设备组成流水线施工，大大降低工人劳动强度，提高了施工安全。

6 结论

轨排框架法在浩吉铁路施工中得到了广泛使用，不仅可用于弹性支承块式无砟轨道，也可用于长枕埋入式无砟轨道，该方法施工速度快，能保证支承块几何参数，为后续轨道精调奠定坚实基础，大大减少了轨道精调的扣件更换率，降低了施工成本，效果良好。今后如在工装通用性、道床混凝土抹面方法、混凝土浇筑方式等方面进一步研究出更合理、便捷的方案，轨排框架法将会得到更广泛的应用。