高速铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道精确快速铺设技术

樊立志

（中铁三局集团第五工程有限公司，山西 晋中030600）

1 引言

CRTSⅠ型双块式无砟轨道作为高速铁路的一种重要结构形式，是铁道部在全面引进消化、吸收国外先进高速铁路施工技术的基础上二次开发的创新项目，是解决高速铁路无砟轨道在综合施工和应用中的重大技术创新，具有轨道结构高度降低、工程结构整体性能好、变形积累缓慢、有利于高速行车的优点。作为一种较为先进和安全的高铁施工主流轨道形式，目前已在世界许多国家得到广泛应用。京张铁路新保安高架特大桥46 号墩至453 号台共13.416km，设计采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道板结构，是全线的重点控制性工程。针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道工序复杂繁多的特点，施工中创新应用八阶段平行流水作业法，并开发了底座板高程、平整度控制和道床板横坡精度控制装置，达到了底座板和道床板平整度和高程的双重精准控制；同时，施工中采用智能设备对底座板和道床板混凝土进行智能养护，大大提高了混凝土养护施工质量，确保了CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工质量[1]。

2 工艺原理

1）CRTSⅠ型双块式无砟轨道按照“八阶段平行流水作业法”施工，多个工作面同步施工，每个工作面按底座钢筋、底座模板、混凝土浇筑、隔离层与弹性垫板、道床钢筋、道床模板、布枕精调、混凝土浇筑8 个施工阶段顺序流水作业，各道工序互不影响，双线同步实施，有效提高工程施工速度。

2）底座板高程及平整度控制装置主要是利用在模板体系上加装方钢作为走行轨道，利用刮杠实现高程及平整度的双重控制，其具有操作简单方便、实用性高的特点（见图1）。

具体实施方式如下：底座板模板安装完成后，将与底座板等长钢管安装在凹槽模板上方，用G 型卡固定，根据水准测量数据及刮杠高度调整钢管顶面高度，当混凝土浇筑时，利用2 人操作刮杠，实现混凝土顶面高程及平整度一次成型，满足施工要求。

图1 底座板高程及平整度控制工装

3）道床板横坡精度控制装置由水平仪和走行架组成（见图2），走行利用精调后的钢轨作为走行轨道在轨排架横梁之间走行；水平仪按照设计要求对道床板顶面位置全断面定位，避免施工中各类工装的干扰，实现排水坡和平整度的双重精准控制。

图2 道床板横坡精度控制装置

4）无砟轨道可调性横向模板装置：CRTSⅠ型双块式无砟轨道底座板、道床板全部采用分块式浇筑的方式，相邻两块底座板间设置结构缝，为解决横模安装加固及拆除空间狭窄、操作难度大的问题，研发了可调性横模工装。可调性横模工装利用X 型卡的伸展及收缩来实现结构缝处相邻横模的支撑及放松（见图3）。

图3 无砟轨道可调性横向模板装置

5）在传统精调软件的基础上增加了轨道静态测量实时监控功能，使精调数据实时传输到电脑终端并做出精度分析，实现“一人精调，多人监督”的目的；在轨道精调检测方面，在传统精调软件的基础上增加了轨道几何形态分析功能，实现了施工前后测量数据以几何曲线图表形式体现并将精调过程数据及时存储、上传的目标。

6）底座板养护采用洒水覆盖节水保湿养护膜（见图4），节水保湿养护膜作为新型保水养护材料，一次吸水饱和可保湿7d 以上，大大节省了养护用水量及降低劳动强度，并且避免了因养护不及时造成的混凝土开裂等问题。节水保湿养护膜主要由高分子吸水材料及保水材料合成，底座板混凝土浇筑完成后在底座板表面浇水，保证表面润湿且限位凹槽内全部灌满，顶面铺设节水养护膜，有效提高底座板养护质量。

图4 节水保湿养护膜

7）道床板智能养护工装由温度传感片、路由器、网关、水箱、自动控制装置等组成，在道床板养护时安装湿度传感器，覆盖土工布、漏管、塑料布并绑扎牢固，自动监控装置将通过传感片无线传输启动养护设备开关，避免因人为因素造成的混凝土养护不及时问题，确保混凝土施工质量。道床板智能养护工装可实现实时监控道床板养护环境湿度，当环境湿度低于设定值后，其将自动启动养护设备（见图5），且可将监测数据实时传输到现场管理人员手机上，便于随时监控。

3 关键工序施工工艺及操作要点

3.1 钢筋加工及安装

1）钢筋下料加工严格按照设计尺寸和要求进行，保证钢筋保护层厚度满足验标要求。

2）钢筋安装时严格按照设计图纸进行绑扎，保证钢筋间距在允许偏差范围之内。

图5 道床板智能养护设备

3.2 模板安装

1）底座板施工采用高模低筑法施工。根据弹出的模板边线，精确安装侧模板、结构缝端模板和抗剪凹槽模板，保证模板平顺、整齐。

2）侧模板及支撑杆件每2m 安装1 套支撑体系，每处用2根支撑杆件，分别固定在模板顶部及下部，调节模板竖直。结构缝端模板用X 型卡、G 型卡配合木楔子进行精确固定。保证模板稳定性。

3）模板与混凝土接触面必须清理干净，并涂刷隔离剂。模板安装后，往往还要调整模板的安装尺寸，以满足模板安装允许偏差要求。模板底部与底面接触缝隙用砂浆或其他密封材料密封。

3.3 底座验收及清理

1）底座板验收工作必须严格，发现问题及时整改，无法整改的进行返工处理。保证底座板外形尺寸及限位凹槽尺寸符合验收标准要求。

2）用吸尘器或高压水枪对底座板进行清理，必要时配合铁铲、打磨机、硬毛刷等，保证土工布铺设范围内底座板表面无油渍、结块和砂石类磨损性颗粒物。

3.4 隔离层土工布铺设

1）将土工布一端对齐梁端，预留50mm 富余量，以避免因褶皱等因素导致土工布铺设长度不足。将土工布从梁端开始顺铺，表面平整、无褶皱，宽度方向无蛇形弯曲。

2）铺设后的土工布不能出现褶皱和破损。

3）在绑扎道床板钢筋前，检查隔离层土工布应平整完好，出现问题立即整修。

3.5 弹性垫层铺设

1）清理限位凹槽，要求凹槽四周线条规则顺直，表面无凸起、结块和磨损性颗粒物，采用打磨机、毛刷、吸尘器或高压水枪等工具进行。

2）按照设计尺寸将橡胶板嵌入泡沫板中，并用胶带单侧粘贴，使橡胶板与泡沫板固定，且无离缝。

3）用万能胶将弹性垫板粘贴在凹槽四周，注意首先粘贴短边，然后粘贴长边。弹性垫板下端与凹槽底部密贴，上端与底座板顶面齐平。

4）涂刷万能胶时要在凹槽四周和弹性垫板未黏胶带的一侧满布涂刷，根据万能胶的性能等待10～20min 后用橡皮锤使弹性垫板与凹槽侧壁密贴。槽内4 个下角，用橡皮锤无法作业，要用方木块一一顶实。

3.6 轨排精调

1）结合施工现场客观条件（如气温、大雾、雨雪因素）来决定线形调整时间。一般情况下，在混凝土浇筑之前2h 进行。调整长度比当班计划浇筑段长度保持不少于50m 距离。

2）轨排精调时，精度控制在0.3mm 之内，同时，必须确保前后两枕之间偏差变化率控制在0.3mm 之内，以此来减少后期长轨精调和扣件的更换量。

3）前一站调整完成后，下一站调整时需要重叠上一站调整过的8～10 根轨枕。顺接过渡从第一个轨排架开始，相邻轨枕高差应小于0.2mm。

3.7 混凝土浇筑

1）精调结束后应在12h 内进行道床板混凝土浇筑，否则需重新精调。

2）浇筑混凝土前对基面进行洒水湿润，但不能积水。

3）灌筑完成后，及时收浆抹面，混凝土要至少3 次抹面压光。

4）严格控制松扣件和移轨排时间，保证最后一次收面不受影响。

5）混凝土收面压光完成，及时养护。混凝土强度达到2.5MPa 以上时拆模，拆模时不得损伤混凝土表面和棱角[2]。

4 技术先进性

1）施工中创新性地提出了八阶段平行流水作业施工法，通过优化施工组织，实现多个工作面同步施工，确保各主要工序互不影响，大大提高工程施工速度。

2）开发了底座板高程及平整度控制装置，通过在模板体系上加装方钢作为走行轨道，利用刮杠实现高程及平整度双重控制，操作简单方便，实用性高。

3）研发了由水平仪和走行架组成的道床板横坡精度控制装置，达到了排水坡和平整度的双重精准控制。

4）研发了一种底座板X 型可调性横模装置，大大提高了相邻两块底座板间结构缝施工精度和速度。

5）轨道精调和道床板混凝土养护施工中引入信息化技术，确保精调数据实时监控分析和混凝土自动养护，实现施工智能化。

5 结语

京张铁路新保安高架特大桥，采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道板结构，是全线的重点控制性工程，在综合考虑工期、安全、质量、环境的情况，在施工中对CRTSⅠ型双块式无砟轨道铺设综合施工技术进行了深入研究、总结，通过优化传统施工工艺，研发应用底座板高程及平整度控制装置、道床板横坡控制装置、无砟轨道智能养护系统等工装、工艺，有效提高了无砟轨道浇筑及外观质量，各项指标符合规范和设计要求，保证了关键工序的施工质量、进度和成本的和谐统一，赢得了建设单位、监理单位以及社会各界的好评，效益显著。