地铁隧道钢弹簧浮置板道床隆起地段轨道线路整治方法研究

严孝军

中铁建昆仑地铁投资管理有限公司，四川 成都 610000

1 变形观测

地铁隧道管片受地下水、周边地层沉降等因素影响易造成局部变形，轨道道床紧贴隧道管片，整体为柔性结构，管片变形情况将直接传递至道床。地铁隧道变形多表现于局部隆起而导致轨道道床抬高，管片变形趋于稳定是病害整治的前提，因此对变形部位的持续观测是必要的。

在隆起段落隧道每一环管片及对应道床每根轨枕承轨台上设置观测基准点，持续观测管片、道床变形，分析变形是否一致，现状是否稳定。采用管壁后注浆或管壁上部加压等措施使变形稳定，然后统计稳定的变形数据，为制订整治方案提供依据，若仍处于变形不稳定状态则需继续加固处理并持续观测3个测量周期以上直至稳定。

2 调整方法及控制要点分析

地铁线路临近或者穿越居民楼、学校、医院等建筑物时需设置钢弹簧减振道床，若隆起部位正好位于钢弹簧浮置板道床地段，轨道线路整治方案较普通道床需综合考虑的因素更为复杂，整治难度也更高。

地铁运营后线路已定型，无法从设计角度进行大规模线路调整，因而单从施工角度而言，钢弹簧浮置板道床线路调坡整治方案可行的有如下三种：调整扣件系统、打磨轨枕承轨面、调整浮置板顶升量。调整扣件系统是轨道线路设计调整的常规手段，适用于各类道床线路调坡处理；打磨轨枕为扣件系统调整的补充手段；调整浮置板顶升量是结合钢弹簧浮置板道床特有性能实施的。

2.1 扣件系统调整方法

以地铁常用扣件之一DZ-Ⅲ扣件系统为参考，高程最大调整量为0～+30mm，普通道床与钢弹簧浮置板道床均使用该扣件，因此通常小于30mm的隆起范围均可考虑直接采用扣件调整顺坡。

DZ-Ⅲ扣件系统从钢轨底面往下依次由轨下垫板、铁垫板、板下垫板、调高垫板组成，需要调整轨面高程时主要通过调整调高垫板厚度进行。调高垫板分为A、B两种型号，A型调高垫板厚度有1mm、2mm、3mm三种，B型调高垫板厚度有5mm、10mm两种，需要调高5mm以下时采用A型垫板及其组合，需要调高5mm以上时采用B型及AB型组合。调整时调高垫板放置于板下垫板下面，一次不宜超过3层，10mm以下的调整量不宜超过2层。相较于B型调高垫板，A型调高垫板无须将扣件锚固螺栓取出即可进行更换，操作更为简便。

根据测量数据，从隆起最高点开始向两侧顺坡，最高点高程不变，为保证线路平缓性，每两根轨枕高程降低1mm，轨枕间距为625mm，顺坡坡率为0.08%，直至将隆起最大高程消耗完成。

2.2 轨枕承轨面打磨方法

以DZ-Ⅲ型扣件配套短枕为参考，道床成型后轨枕面高于道床混凝土面10～20mm，最大可打磨至与道床混凝土面齐平，短轨枕承轨面上原设置有1/40轨底坡，打磨后需保证原有轨底坡不变。

轨枕预埋套管长度为130mm，锚固螺栓螺杆长度为165mm，扣件结构高度为56.5mm（轨下垫板16mm、铁垫板18mm、板下垫板10mm、调距扣板12.5mm），正常锚固情况下锚固螺栓螺杆伸入预埋套管深度为109.5mm，套管底部剩余空隙20.5mm，因此轨枕承轨面理论最大打磨量为20mm，超过该打磨量将影响扣件锚固，需定制锚固螺栓并进行受力验算。

道床轨枕承轨面通常较道床混凝土面高2～4cm，因表面横向排水坡及施工误差略有差别。打磨时采用专用混凝土打磨机具，根据统计数据预先确定每个承轨台的打磨量，打磨分粗磨和精磨两个阶段，粗磨打磨至预设标高2mm以下。精磨主要为了精确控制打磨面的平整度，同时为还原短轨枕预设1/40的轨底坡，需边打磨边用轨底坡测设仪纠偏，确保打磨后轨底坡在1/50～1/30。

精磨完成后需在打磨面上一次涂刷防腐、绝缘材料，以降低打磨对轨枕使用功能及耐久性影响，涂刷时应均匀无气泡。

2.3 浮置板顶升量调整方法

现国内常用的钢弹簧浮置板设计顶升量为30mm，每个浮置筒位置根据实测标高略有差异，通过改变浮置筒内调整垫片数量达到改变顶升高度的目的，可在满足浮置板减振降噪功能的前提下适当减少垫片数量，减少顶升高度以降低道床标高。

钢弹簧浮置板道床标准板长度为25m，道床结构分为底座基底和道床板两部分，道床混凝土施工时设计预留顶升量为30mm，即混凝土浇筑时轨顶标高较普通道床地段低30mm，混凝土达28d强度后再顶升至设计标高。

顶升前在浮置筒内套筒顶板与承载挡块底部之间竖向空隙处分别放入不同厚度的调整垫片，直至两者之间的竖向间隙无法放入1mm垫片为止，消除内外套筒间的缝隙，使顶升前整块道床板内套筒的顶升高度处于同一水平面上。

浮置板道床顶升主要通过调整浮置筒内垫片数量及厚度以达到高程调整目的，调整垫片有1mm、2mm、3mm、10mm四种型号，顶升操作分为4个循环，前3个循环分别放入厚度为5mm、12mm的垫片，结束后即进行板面高程测量。第4个循环根据测量结果在浮置板供应商专业技术指导下确定放入调整垫片高度（一般为2～3mm）将轨面高程调至0～2mm。4个循环顶升作业结束后实测浮置板上每个浮置筒测量点的高程，与初始高程复核并归档保存，此测量数据作为轨道精调及日后运营维护的参考依据。

钢弹簧浮置板道床在列车高速运行情况下板面振幅为5～7mm，为保证少量细小杂物进入道床后钢弹簧的性能不受影响，建议顶升量不小于20mm，且在完成减量顶升后重新对浮置板道床板面减振功能进行验算或做减振测试。

3 案例分析

实际施工过程中可根据隧道隆起变形量的大小选择上述方法中的一种或是组合进行线路坡度调整，通常0～30mm的变形采用扣件系统调整即可，30～50mm的变形可采用打磨轨枕或调整浮置板顶升量进行扣件系统调整的补充，大于50mm的变形需采用多种方法结合进行调整。

现以某地铁隧道钢弹簧浮置板道床地段隆起最大高程55mm、隆起段长度约23m为例，结合上述整改方法确定调整措施如下：

（1）在浮置板供应商的配合下将调整范围内的2块浮置板道床完全卸压处于自然状态，然后重新顶升至20mm，理论上较设计降低10mm，顶升到位后采集轨道数据、实测高程降低值，反算轨枕打磨量及顺坡调整率。因钢弹簧浮置板道床刚度特别大，不能直接从已顶升的30mm状态卸载至20mm，必须卸载后重新顶升，否则无法达到高程调整效果。

（2）通过计算，预计轨枕承轨面打磨量为20mm，需打磨的轨枕数量为54块。先拆除扣件并将钢轨拨移至承轨台以外，然后组织专业人员对轨枕承轨面进行打磨，技术人员全程现场盯控。初打磨至预设高程2mm以下后对每根轨枕高程、轨底坡进行精确测量，然后对超限部分进行精磨，保证每根轨枕轨底坡满足设计规范要求。正式打磨前，最好在隧道外进行打磨试验，提高打磨操作熟练度及打磨精度。

（3）对打磨后的轨枕承轨面进行表面界面剂的涂刷以及涂刷防腐及绝缘材料。

（4）将钢轨复位，实测浮置板顶升量调整及轨枕打磨后高程降低量，计算理论顺坡率及顺坡长度后对轨道线路进行顺坡调整。实测采用上述手段调整后上浮地段轨道最高点仍高于设计值27mm。浮置板顶升量降低10mm，轨枕承轨面打磨20mm，理论总降低值为30mm，理论上仍高于设计值25mm，实测为27mm，考虑施工误差及耦合因素偏差2mm属于可控范围，可根据现场采集的数据进行最终高程拟合。通过板下调高垫板进行轨道顺坡调整，每隔1根轨枕降低1mm，往大小里程各顺坡直至剩余隆起高程消耗完成为止。

（5）为减小列车运行过程的离心力，地铁轨道在曲线段设置有超高，通常采用半超高设置即曲线内股较中心线高程降低1/2设计超高，曲线外股较中心线高程抬高1/2设计超高，高程调整过程必须拟合原有超高，因此会造成左右股调高量不一致。拟合后的高程误差应控制在2mm以下，调整顺坡率小于1‰，同时轨距、方向、超高、正矢等轨道数据应满足规范要求。

（6）调整完成后收集顶升数据，组织检算减震效果是否满足原设计要求。采用轨检小车对轨道静态、动态数据进行平推检查，确保各项轨道参数满足规范验收要求。

4 结束语

扣件系统调整方法成熟稳定，操作简单、便捷，是轨道调整线路的首选方案，适用于任何轨道道床形式，缺点是只能调高不能调低。轨枕承轨面打磨属于不可逆操作，在线路调整过程中受限界、顺坡率等因素影响，因此必须在降低轨面高程时使用，且对操作工人要求高。浮置板顶升量调整实施难度大且需对减振降噪功能进行验算。钢弹簧浮置板道床段隧道隆起时应根据现场变形量大小、隆起段落长短、行车限界、线路限速要求等情况合理选用上述方法中的一种或组合进行缺陷整治。