无砟轨道整体道床施工技术在某隧道的应用

陈慧锦

【摘要】本文以某隧道的无砟轨道道床板施工工程为例，梳理弹性支承块式无砟道床在实际施工中的总体规划布局、技术控制要点和相关施工具体内容，包括无砟轨道施工前置条件、基础准备、钢筋施工、轨排组装、轨排粗调和精调、模板安装、混凝土浇筑、道床板养生等，通过总结本次无砟轨道施工中的应用、注意要点和有关经验，可以积累弹性支承块式无砟轨道整体道床施工资料，为施工体系的不断完善提供有效参考。

【关键词】轨排;弹性支承块;无砟道床

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.033

引言：

本隧道无砟轨道采用钢筋混凝土道床板，结构强度较大、刚度和稳定性，轨道荷载传递、扩散功能显著提高，下部结构沉降变形减小，在高速行车或是在重载条件下，线路的长期稳定性好，极大的降低了运营维护成本，是轨道结构的发展趋势之一。

在铁路工程施工过程中，轨道工程属于非常重要的组成部分，同时也是该项目施工的重点和难点，需要匹配更高水准的施工技术来指导作业活动的推进。通过梳理本工程无砟轨道整体道床施工技术工程作业期间的工序流程和控制要点相关内容，可以充分发挥出施工技术应用效果，提高轨道工程的作业质量。

1、工程概况

1.1线路概况

松阳隧道采用弹性支承块式无砟轨道，整体道床施工起讫里程为DK97+240～DK110+350，全长13110m。隧道进口至DK98+117.434段906.434m位于R=1600m的曲线上，隧道DK108+527.367～ DK109+433.907段906.54m位于R=4000m的曲线上，其余地段为直线，设计行驶速度160km/h，无砟轨道结构高度为600mm，采用套靴式弹性支承块整体道床结构，支承块为厂家预制，扣件采用预埋铁座式弹性可调扣件。隧道内弹性支承块式无砟道床由60kg/m（60N）钢轨、弹条Ⅶ型扣件、预制C50混凝土弹性支承块、支承块下垫弹性垫板、橡胶套靴及道床板等组成，轨道结构高度为600mm。根据施工组织设计和项目总体规划，本隧道整体道床采用轨排框架法施工。

1.2工程控制难点、重点

（1）施工任务重，工期紧，如何科学、合理地做好设备选型配套，组织均衡快速施工，确保质量、安全、工期目标的实现是难点。

（2）隧道施工多工序交叉作业，解决多工作面的协调施工，实现均衡生产是工程节点工期完成的难点。

（3）无砟轨道施工精度要求高，更好的测量数据保证是施工中的重点。

（4）无砟道床对钢筋之间绝缘性能要求高，施工中绝缘电阻必须满足设计要求，绝缘卡绑扎质量和绝缘电阻检测是施工控制的重点。

（5）无砟道床整体性好，混凝土原材料、拌合、浇筑及养生是保证道床板强度的关键，是施工中控制的重点。

2、无砟轨道整体道床施工规划

本工程弹性支承块式无砟轨道道床板每个施工单元划分为十个作业区段：底板凿毛区、底层钢筋绑扎区、轨排组装区、轨排粗调区、顶层钢筋绑扎区、模板安装区、轨排精调区、混凝土浇筑区、轨排架模板拆除区、混凝土养生区。

通过总体规划和各工序总结，为保证施工质量，各工序可分为以下流程：施工准备（含无砟轨道前置性条件检查确认）→弹性支承块式无砟轨道工艺性试验→工艺性总结→测量放样→底板凿毛、清理冲洗→底层钢筋铺设、植剪力筋→轨排组装→轨排粗调→顶层钢筋绑扎、绝缘电阻测试、接地钢筋焊接→道床板模板安装、固定→轨排精调和固定→道床板混凝土浇筑→道床板混凝土养生→检验验收。

3、各工序情况及控制要点

3.1施工前置性条件

（1）主体工程情况。隧道主体工程全部完成，基底处理完成，隧道内施工无砟道床段落克缺及复验工作完成。

（2）测量情况。隧道沉降评估完成并出具沉降评估报告，工后沉降符合设计要求。CPI、CPⅡ、CPⅢ建网及评估完成。在对设计院提供的基桩控制网（CPⅠ、CPⅡ）、三等水准网进行复测后，全隧道基桩控制网（CPⅢ）布设和测量工作完成且符合要求并出具报告。

（3）人员情况。项目部管理人员配要求施工管理经验丰富且数量满足施工需要;劳务队人员作业经验丰富并经培训考试合格，人员素质及数量满足施工需求。

（4）材料及机械设备情况。组建专业后勤保障队伍，材料进场且检验合格并供应充足，满足现场施工需求。施工中所需机械设备均已进场且报验合格，设备运转良好，施工精度高，满足施工生产需求。

（5）首件工程试验情况。无砟轨道首件工程施工完成，施工中总结的数据、优化措施、小创新等满足指导后续施工的条件，并签订施工前置条件检查表。

3.2施工准備

（1）道床板施工前，需先按照6.6m间距对每块道床板端头两侧进行放样，再按照放样点位用墨线弹出每块道床板四周边线，然后将道床板施工前100～200m隧底混凝土表面杂物、废碴清除，并用高压水枪冲洗干净，最后对仰拱回填或底板表面采用凿毛机进行凿毛处理。为便于定位道床板边模，边线内侧3cm范围内不予凿毛。平均凿毛深度应达到1.5mm～2.0mm，凿毛率不低于总面积的75%。在铺设道床板钢筋网前再次对隧底用高压水枪冲洗干净，然后采用墩布或鼓风机清理凿毛凹坑内积水，并保证湿度保持2h以上。基底清理完成，自检合格并报现场监理工程师验收签认。

（2）基底验收合格后，按照每块道床板尺寸，基底面上对轨道中线控制点测量放样，中线点用水泥钢钉和红色油漆标明，并记录控制点准确里程及坐标值。为便于粗调，放样点位和每块道床板端头里程向单元板内错开0.3m。

3.3底层钢筋施工和轨排组装

（1）道床板钢筋总体采用钢筋加工厂集中加工，随车吊集中运输，施工现场安装的施工方法。为减少洞内作业以节约施工循环时间，底层钢筋采取洞外绑扎成型洞内定位安装的形式。即：底层钢筋先在洞外采取定位模具绑扎成型，再用平板车运输至现场，然后根据定位卡具吊装就位，最后安装C40混凝土垫块，保证底层钢筋保护层厚度。

（2）底层钢筋施工完成后，按照图纸及规范要求，并结合实际轨枕间距合理布置剪力钢筋，使其位于相邻两轨枕中间并避免与道床板结构筋相碰，以保证钢筋间绝缘效果。剪力筋与结构钢筋净间距小于2cm的剪力筋应进行绝缘处理。然后将轨排上层钢筋、支承块箍筋按照设计位置摆放，待轨排就位后进行安装。

（3）轨排组装在组装平台上进行，通过人工匀枕、扣件组装、轨排架就位、拧紧扣件的顺序进行。具体施工顺序为：

A.组装前对轨排框架、弹性支承块枕承轨台清理干净。探后将支承块使用专门吊具（每次起吊4组支承块）吊放在轨排组装平台上定位架内;

B.人工按照组装平台上支承块的定位线匀枕;

C.由熟练技术工安装轨下胶垫和T型螺栓;

D.人工配合龙门吊上轨（两股钢轨的一端顶靠在端头对位钢板挡头上）;

E.复查支承块间距，轨枕块间距误差控制在5mm以内;

F.安装绝缘轨距块、Ⅶ型弹条、平垫圈和螺母，用扭力扳手拧紧螺母，扣件安装应保证扣件各部位密贴和扣压力达到设计要求;

G.再次复查轨枕间距（若间距偏差超过5mm必须立即调整至合格）、轨距、锚固螺栓扭矩、扣件弹条与轨底之间的间隙。

注意事项：轨排组装前，需采用木锤或橡皮锤逐个对支承块和橡胶靴套的组装密贴状态进行复检，同时用钢尺检查相邻弹性支承块凸缘和套靴间隙，相邻两个支承块间隙误差不得大于2mm，检验合格后方可进入组装轨排工序;轨排组装完成后采用测力扭矩扳手对扣件扭矩复核，确保扣件各部位密贴和扣压力符合设计要求;安装绝缘轨距块和轨距挡板时内外侧应配套使用;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。

3.4轨排粗调、上层钢筋施工、模板安装

（1）轨排粗调。利用轨排架的竖向螺杆调整高程，利用轨向锁定器调整偏距。调整时按照先中线后高程的顺序循环进行，高程误差控制-10～0mm、中线误差控制±10mm。相邻轨排使用鱼尾夹板连接，每接头安装4套螺栓，初步拧紧，轨缝预留10～30mm。连续两个轨排粗调完成后，检查相邻钢轨接头平顺性，并进行相应的微调整直至满足错牙不大于0.5mm，然后拧紧。注意要点：轨排架竖向螺杆底部应增加垫片，防止螺杆损伤基底混凝土;轨排偏距调整过程中及时松动螺杆，确保螺杆既受力又不弯曲不受损;相邻轨排架连接后检查接头平顺性，错牙不大于0.5mm。

（2）上层钢筋和支承块箍筋采用加工厂集中加工，随车吊运输，人工现场安装的施工方法。在轨排安装到位后，采用绝缘卡绑扎支承块箍筋、架立筋、纵横向钢筋，然后采用兆欧表对上下层每根钢筋间的绝缘性能进行检查，发现问题及时处理。注意要点：道床板钢筋之间必须绝缘，绝缘电阻值不得小于2MΩ;上下两层纵横向钢筋弯钩若存在搭碰情况的，采用“一字型”绝缘卡或绝缘套管进行钢筋间绝缘处理;每块道床板上层纵向钢筋的中间1根和外侧2根与横向钢筋的中间1根为接地钢筋，需进行焊接并安装接地端子;接地端子保护盖应在焊接前去下并待焊接冷却后加盖，防止保护盖烧伤，导致浇筑过程中混凝土堵塞螺栓孔。

（3）钢筋绝缘性能检测。道床板钢筋绑扎完成后，必须按照设计要求对钢筋网之间的采用兆欧表进行绝缘性能检测，道床板钢筋骨架检测部位包括：上层纵向钢筋、下层纵向钢筋、下层横向钢筋、上层横向钢筋、下层纵横向钢筋与剪力钢筋、每根钢筋交相连的绑扎点。在使用仪器检测前先通过目测检查钢筋有没有直接搭接触碰情况，绝缘卡安装有没有脱落现象;再用兆欧表进一步检查钢筋间的绝缘情况。兆欧表检测方法：调整仪表测量电压（500V），使用绝缘电阻表对各层钢筋间的绝缘电阻进行测量;将纵向钢筋作为测量基准钢筋，检测每根横向钢筋和纵向钢筋间的电阻是否合格。

（4）模板安装。先按照道床板边线安装外侧模板，然后采用“定位卡具+定位钢板”安装闭孔聚乙烯泡沫板，最后安装C40混凝土垫块，保证保护层厚度满足设计要求。注意要点：模板下方与基底空隙应采用泡沫胶填塞密实，防止漏浆烂根;接地端子端头应和模板密贴并做好标记。

3.5轨排精调

本工程精调采用徕卡LeicaTCRP1201全站仪和安伯格GRP1000测量小车对轨排架进行。精调按照“定点定位，顺序进行，两点一线”、“先中线后高程”的原则进行，测量搭接段和顺接段长度均为2个轨排架。精调顺序如下：

（1）确定全站仪坐标。全站仪采用自由设站法定位，通过观测附近8个固定在隧道边墙上的控制点棱镜，自动平差、计算确定位置。全站仪设站的位置应靠近线路中心，首先要考虑精调目标距离，其次是與近处控制点的距离（一般应超过20m）。开始测量前校准一次，如气温变化迅速，可再次校准;校准后可在同一点进行正反两次测量，测量值之和应在0.3mm以内。

（2）测量轨道数据。全站仪测量轨道精测小车顶端棱镜，小车自动测量轨矩、超高。

（3）反馈信息。接收观测数据，通过配套软件，计算轨道平面位置、水平、超高、轨距等数据，将误差值迅速反馈到精测小车的电脑显示屏幕上，指导轨道调整。

（4）调整中线。采用专用开口扳手通过调节轨排左右两侧轨向锁定器调整轨道中线。调整时左右各配备1人同时作业。中线满足要求时，及时将轨向锁定器锁定，避免精调后轨排中线方向发生位移。

（5）调整标高。采用六角螺帽扳手旋转竖向螺杆调整轨道水平、标高。调整螺杆时要缓慢进行，旋转一圈高程变化为1mm，调整后检查螺杆是否受力，如未受力则拧紧附近的螺杆。调整时左右各配备1人同时作业，提高精调效率。

（6）精調完成后，尽快浇筑道床板混凝土。如果轨道放置时间过长，或环境温度变化超过15℃，或受到外部条件影响，必须重新检查或调整。

（7）前一站精调完成后，下一站精调时需要重叠上一站2榀轨排架，必须满足钢轨的平顺性。

（8）精调完成后按指定间距，在设站区间内逐点采集数据并存档记录，待浇筑结束后及时进行复检。

3.6道床板混凝土浇筑养生、轨排架拆除等

（1）混凝土浇筑前对钢轨、扣件、螺杆调整器和轨枕采取防护措施（增设轨枕防护罩、钢轨和轨排架覆盖等）;对浇筑道床板范围的支承层或底座及轨枕洒水湿润。混凝土运输至现场时应对其坍落度、温度等指标进行检测，坍落度应控制在130mm～140mm之间，入模温度在5～30℃;新旧混凝土温差不大于15℃。插入式振捣器用于道床板下部及轨枕四周的捣固，保证轨枕下方混凝土的密实。根据首件试验记录，在一个部位振捣的时间为20～25s。作业时，使用2台振动棒间隔2m进行振捣。前台主要振捣区在下部钢筋网和轨枕底部，后台主要振捣区在轨枕四周和底部加强。捣固时应避免捣固棒接触排架和轨枕，防止移位超标。

（2）表层混凝土振捣完成后，利用砼原浆抹面及时修整、抹面。直线地段的道床板顶面抹成1%人字坡，曲线地段按照超高渐变。混凝土顶面标高根据钢轨表面至道床表面的固定间距控制。抹面完成后，及时清刷钢轨、支承块和扣件，防止污染。注意事项：支承块四周混凝土顶面低于支承块套靴下缘不少于2mm;混凝土初凝前、后分别将竖向螺杆松动1/4圈和3/4圈，解除钢轨全部扣件应力;混凝土入模4小时后重新拧紧钢轨扣件螺栓，对浇筑后道床板进行复测。

（3）初期养护采用喷雾器进行雾化方式;后期养护采用土工布覆盖喷水保湿方式;养护时间不少于14天。当环境温度低于5℃时，禁止洒水养护，采用蓄热法养护措施。

（4）根据首件工程试验数据，当道床板混凝土浇筑后13h，强度达到5MPa可拆除轨排架。拆除顺序为：轨排接头夹板、轨道扣件、轨向锁定器、支腿架、轨排架、拆卸模板。确认扣件全部松开后，吊装轨排架至轨排组装区并检查轨排几何尺寸，清理干净后进入下一循环施工。

（5）最后道床板在养护完成后，及时对伸缩缝用硅酮密封胶进行填塞。封口时应先沿预留2cm*2cm凹槽边缘采用5cm宽胶带粘贴，再采用“注胶枪+刮刀”将硅酮密封胶填满伸缩缝预留凹槽并刮平，然后将两侧5cm宽胶带揭下。注意要点：注入硅酮密封胶前应涂刷界面剂，保证密封胶和混凝土粘合;注入密封胶时加强成品保护，防止污染道床。

结语：

综上所述，在铁路隧道工程的施工过程中，无砟轨道整体道床属于经常使用到的应用结构，通过梳理该技术应用过程中需要注意的内容，不仅可以确保节点质量的合规性，而且能够加快隧道工程的作业速度，提升工程作业质量。

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