高速铁路轨枕埋入式无砟道岔施工与精调技术研究

王炳阳

（中铁十二局集团第三工程有限公司，山西 太原 030000）

1 南沿江城际铁路项目概述

新建江苏南沿江城际铁路起止里程：DK0+000～DK281+120.847，全线正线长度278.53km，共设7 座车站，道岔共计136 组（其中88 组无砟道岔，变更增加3组，48 组有砟道岔，变更增加10 组）。

2 高速铁路无砟道岔精调概况

高速铁路主要由区间线路、车站道岔、车站到发线组成。轨枕埋入式无砟道岔为高速铁路的关键转线设备，内部尺寸复杂，预铺、浇筑混凝土等施工要求高，浇筑混凝土后精调比较复杂，因此，浇筑道床板混凝土之前对道岔进行精细化调节是一个非常重要的环节。

2.1 轨枕埋入式无砟道岔精调的内容

从施工单位角度来说，高速铁路道岔精调主要包括浇筑混凝土之前的精调和浇筑混凝土之后的精调。一般浇筑混凝土后的精调会委托给设备管理单位来进行。精调的主要内容包括以下几个方面：

第一，道岔结构尺寸，包括道岔岔前的框架结构、整组道岔轨距、导轨部分的支距控制以及各部件之间铺设图尺寸（枕木间距、限位器间距）等。

第二，轨道的几何尺寸平顺性，要求整体达到大平大顺，包括轨道轨向、整体位置的高低、水平及道岔扭曲等。

第三，进行工电联调，内容有牵引设备的转换力矩、各牵引点的动程一致性及开口值（牵引点移动距离）等。

2.2 轨枕埋入式无砟道岔精调的特点

与区间CRTSⅢ板式无砟轨道相比，轨枕埋入式无砟道岔精调具有以下几个特点。

2.2.1 技术含量要求高

道岔零部件种类多，道岔结构尺寸、轨道几何的尺寸之间相互影响，需要进行多次调整，受温度、行车变化影响大。

2.2.2 存在交叉施工作业

除钢轨轨件外，还有转辙机、密检器等电务设备，存在着大量的工务、务电接口，需要工务、务电共同配合才能完成。

2.2.3 道岔各部位尺寸精度更高

轨道几何尺寸、各部位密贴程度、顶铁间隙大小等精度要求达到mm 级，属于高精度设备。

2.2.4 存在不可逆性

线下浇筑混凝土前铺轨单位必须将道岔的各部位尺寸都精调完成，浇筑混凝土后只能使用部分非标精调件进行调整，如果浇筑混凝土前后误差较大，使用非标精调件无法调整到满足设备管理单位要求，还需进行返工处理。

3 轨枕埋入式无砟道岔施工、精调技术

3.1 施工准备

3.1.1 CPⅢ水准点的复测

线上铺轨单位需对线下单位移交的CPⅢ评估报告中的控制点进行全面的测量检查，对于损坏、缺失的CPⅢ控制点需要要求线下单位重新埋设并进行重新评估、编号；对于整个线下标段要合理划分CPⅢ水准点的控制度，一般情况下，每段CPⅢ评估应不短于4km，并且标段及分部之间的CPⅢ水准点搭接不要坐落在道岔区段内。

3.1.2 人员、机械设备、对应工装的准备

应当根据无砟道岔的施工技术特点、工况条件（考虑最不利工况）和对应施工组织设计的安排，合理配置无砟道岔浇筑混凝土前后精调所需的推轨件小车人员（需换手测量保证精度）和有施工过无砟道岔经验的施工人员。配备轨道几何测量仪并经过标定。配备道岔提升、横向调整方向的工装设备。

3.2 轨枕埋入式无砟道岔施工技术

3.2.1 组装道岔预铺平台

埋入式无砟道岔道床板分3 层钢筋网片，底层钢筋绑扎完成后即可进行道岔预铺，待预铺好的道岔使用提升螺杆提起后，再进行中层及上层钢筋绑扎。底层钢筋安装完成后进行道岔预铺平台的组装，摆放方木前应使用测量仪器测出道岔大致位置，之后根据放样情况依次摆放2m 长方木，根据道岔位置及道岔铺设图上每根岔枕的间距，使用油漆或记号笔在方木上做上记号[1]。

3.2.2 无砟道岔拼装

（1）岔枕摆放

根据岔枕编号顺序，逐一将岔枕放置在铺设好的方木上，以南沿江城际铁路张家港站P60-18#道岔（101#、103#）渡线5.3m 线间距为例，岔枕共计288 根，枕木长度从2.3～4.72m 不等。岔枕全部吊至预铺平台后，进行挂线调整，保证岔枕直股基本在一条直线上，人工使用撬棍微调，使岔枕中心和方木上记号大致重合。

（2）安装橡胶垫板、铁垫板

根据道岔铺设图在每根岔枕上安装对应的橡胶垫板和带有硫化层的铁垫板。硫化垫板带有4‰的轨底坡，安装方向均朝向轨道线路中线侧，安装时使铁垫板上大螺栓孔、橡胶垫板孔、岔枕上预埋绝缘套管孔三孔进行竖直对正，避免安装螺栓时歪斜[2]。

（3）安装道岔钢轨

以18#道岔为例，道岔共有轨件10 件，摆放并调整钢轨放置的位置，轨缝预留8mm，道岔钢轨按照先组装尖轨和心轨、后组装基本轨的原则依次进行摆放安装。

（4）安装道岔扣件

尖轨和可动心辙岔部分扣件已经在道岔场内完成安装，注意安装钢轨和铁垫板铁座间的距调整块，严禁强行砸入，应满足自由放置的原则，缝隙小于1mm，然后依次安装T 形螺杆、Ⅱ型弹条、带凹槽的弹簧垫圈、M27 螺母和防尘帽，使用虎啸扳手将弹条紧固，以三点接触为准，避免压溃。

3.2.3 安装道岔支撑体系

实现道岔固定和精调均采用道岔竖向支撑体系和侧向牵引体系实现，该系统包括竖向M27/10.9 级全丝提升螺杆并在螺杆与底座间垫上配套厚度5mm、4×4cm 钢板形成支撑调整装置和侧向中部可向两侧调节的1.3m 长刚性辅助拉杆，侧向辅助拉杆路基地段一般采用28#精轧螺纹钢自制的地锚装置（一般高度为40cm），桥梁地段采用三脚架或T 型架、水平拉杆横向调整装置，以上装置同轨检小车和徕卡全站仪配合使用，完成浇筑道床混凝土前的精调。竖向、横向调整体系安装完成后，抽出垫在岔枕下方长2m、10×10cm 的方木[3]。

3.2.4 无砟道岔粗调

道岔方向、高程粗调工作由项目部测量队采用徕卡电子水准仪现场放样数据进行粗调。道岔区域每5m 测量一次，根据设计标高和方向得出该点的方向、高低调整值，然后对整组道岔逐点进行测量并通过道岔支撑体系调整到位。

道岔高程粗调使用水准仪采集道岔轨面标高，初次测量道岔高程调整数值。通过旋转提升螺杆螺栓来调整道岔轨面标高，提升螺栓每隔1 根岔枕安装1根。道岔初步起平后对剩余松动提升螺杆进行与底座板接触上力，切勿过度调节。道岔首次粗调，整组道岔的轨面标高控制在低于设计轨面标高2mm 左右，切勿高于轨面设计标高。

道岔方向粗调由测量人员使用全站仪对无砟道岔线路中线控制点进行放样，大方向控制好后，使用30m 钢弦线进行矫正，对超标地段进行微调，调整到位后并对道岔进行固定。

道岔岔前为假轨距，一般通过调整道岔框架结构，中部导轨通过调整道岔支距，调整至允许偏差范围内，保证道岔的几何尺寸。

3.2.5 浇筑道床混凝土前精调

道床混凝土浇筑施工前精调一般采用轨检小车配套全站仪等设备对扭曲、轨向、水平、轨距等指标进行检测，根据采集的数据人工进行精细调整。此次精调一般选在环境较为稳定、外界影响较小的条件下进行，从而确保数据的准确性。

精调前要和线下单位对接，确定混凝土浇筑时间，以便确定道岔精调时间，道岔精调完成后，线下单位必须在24h 之内浇筑混凝土，否则该组道岔需要重新精调。

3.3 轨道几何测量仪采集数据

采用全站仪配合轨检小车，对道岔结构尺寸、道岔前后过渡段范围内的CRTSⅠ型双块式枕木过渡轨道，进行绝对位置及道岔大平大顺测量，并采集数据，生成分析报告。精调前使用标定过的一级电子轨距尺、标定的支距尺、弹性夹专用撬棍、小型起道机、0.01～1mm 钢片塞尺、30m 钢弦线、30 侧面钢板尺、方尺、100m 标定钢卷尺等仪器及辅助测量工具进行道岔各项数据的复查核对。

3.3.1 基站建立

全站仪架设位置尽量靠近轨道中心线，确保全站仪器在整个测量过程中不倾斜、稳固。仪器稳固后进行基站建立。基站建立时后视CPⅢ控制点至少6 个，从而确保设站精度达到1mm。为减小误差、提高测量精度，一般对棱镜和连接杆件进行数字编号处理。每次进行精调测量时，测量同组道岔必须选用和原来编号的相同的棱镜和连接杆件。

3.3.2 数据采集

道岔进行逐枕数据采集前，对输入线路的曲线要素、超高进行复核，检查测量仪器参数、轨面的清洁度，确保无误后进行道岔数据采集。数据采集时全站仪在道岔中部设站轨检小车，按照由远及近的方向进行逐根存储采集测量数据，且两者最大距离不宜大于80m。道岔区域一般设置两站即可完成数据采集，第一站采集数据完成后，第二站后视点自由设站，至少与第一站搭接4 个相同CPⅢ控制点，且两次设站覆盖的范围必须重合10 根岔枕以上，两次数据采集完成后进行数据对比，误差需在允许范围内，否则需要重新采集数据。

3.3.3 采集数据注意事项

第一，在低温作业时，仪器应有一段的缓冲预热时间，使仪器的各电子部件的工作状态逐渐稳定。

第二，在晴天条件下作业时，应搭设遮阳棚，严禁太阳照射仪器，导致仪器水平气泡跑动。

第三，避免在烟、尘、雨、雾、霜、雪、雷、电及4 级以上大风等不利条件下测量。

第四，全站仪、轨道几何状态测量仪应在仪器有效检定期内。

3.4 采集数据分析及精调方案制定

轨检小车采集的数据可直接反应出道岔水平、高程的数据评估表，并通过软件分析得到相应的调整方案。

数据分析可利用安伯格小车精调软件分析，模拟出各指标调整量。几何状态评估表主要有8 项内容，包括岔枕编号、对应枕木里程位置、平竖曲线绝对精度、道岔整体水平、轨距调整值、平竖曲线相对精度、道岔高程和相对方向。通过评估表生成的数据文件导入Excel 表格按照规范要求进行分析和调整，由此自动生成精调方案，就可以得到道岔各方面需要的调整的对应数值，并自动给出对应的调整量数值。

3.5 轨枕埋入式无砟道岔浇筑混凝土后精调及精调顺序

道岔精调顺序以张家港站60-18#道岔为例，先将道岔直股轨距、支距调整到位后再调整曲股，先将道岔调整至大平大顺后再调整方向，最后使用精调件进行局部调整。

3.5.1 水平和高程调整

根据数据分析确定的精调方案，通过更换非标调高垫板来调整道岔水平情况。

3.5.2 钢轨轨距和道岔方向调整

根据数据分析确定的精调方案，通过更换非标件进行调整轨距和方向，一般选用30m 钢悬线，用钢板尺逐个测量钢轨与弦线的距离并记录，调节道岔的方向。

3.5.3 密贴调整

无砟道岔密贴调整主要包括基本轨与尖轨之间，基本轨、尖轨与滑床板之间，基本轨、尖轨与顶铁之间，心轨与顶铁之间等。检查时要使用塞尺逐一测量，超过1mm 就应进行调整。首先，按照铺设图将直基本轨和曲基本轨之间的框架尺寸调整正确；其次，将直曲股基本轨的高低和轨向调整正确，间隙超过1mm 的需使用顶铁调整片进行调整，必要时需要对顶铁进行打磨；最后，结合工电联调，调整间隙处的牵引力来使轨件间密贴。

3.5.4 尖轨、心轨与滑床板密贴

用塞尺检查轨底与滑床板的密贴，道岔处于锁闭状态时，且钢轨轨底与滑床板的间隙超过1mm 时应进行调整。首先，将滑床板上表面调整到同一高程；其次，调整辊轮高度，以18#道岔为例，共有12 个（前6个为双轴辊轮，后6 个为单轴辊轮），分别进行调整，使之符合技术条件要求。

3.5.5 尖轨降低值调整

降低值偏差超过1mm 易造成列车岔前晃车，直接影响行车稳定性，降低值超标时可以更换轨下橡胶垫板来调整。首先，降低值调整量在1～2mm 之间，且沿钢轨纵向长度小于2m 时，应采取两级过变的方法；其次，降低值调整量超过2mm 时，则需更换基本轨或尖轨的精调件。

3.5.6 精调前的准备工作

首先，根据整体施工安排及工作量，计算所需的精调人员、现场负责人、管理人员、安全员、施工配合人员等。

其次，根据轨道几何状态测量仪生成的方案，确定每天工作需要的精调件数量，配置足够精调件，包括非标缓冲调距块、轨距块调整轨距，非标橡胶调高垫板调整高程、顶铁非标调整片等。

最后，配备夜间精调照明设备、一级电子轨距尺、标定的支距尺、弹性件专用撬棍、小型起道机、0.01～1mm 钢片塞尺、30m钢弦线、30 侧面钢板尺、方尺、100m 标定钢卷尺等仪器和电动扳手、大扭力扳手（配备M46、M37 套头）、汽油发电机等机具。

4 结语

按照南沿江城际铁路无砟道岔合同分工，铺轨单位只负责无砟道岔预铺和精调，浇筑混凝土由线下标段施工。本文按照此类分工从搭设无砟道岔预铺平台开始至道岔预铺、粗调、浇筑混凝土前、后的精调以及精调注意事项进行了详细阐述，以期提高高速铁路轨枕埋入式无砟道岔施工、精调质量。