高速鐵路無(wú)砟軌道施工技術(shù)

高速鐵路無(wú)砟軌道施工技術(shù)摘要：高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)普遍采用的是高平順性、高穩(wěn)定性的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式。但是，我國(guó)鐵路在無(wú)砟軌道施工技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)?zāi)壳斑€不夠成熟。因此，探討無(wú)砟軌道施工的技術(shù)難點(diǎn)和的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是很有必要的。關(guān)鍵字：無(wú)砟軌道；高速鐵路；施工技術(shù)1引言近年來(lái)，伴隨著國(guó)家綜合國(guó)力的全面提升，我國(guó)高速鐵路建設(shè)取得歷史性跨越，進(jìn)入全面建設(shè)時(shí)期。高速鐵路的最顯著特點(diǎn)表現(xiàn)為高速度，與傳統(tǒng)的有砟軌道結(jié)構(gòu)鐵路相比，高速鐵路對(duì)軌道的結(jié)構(gòu)要求更高，它需要軌道具有高平順性和高穩(wěn)定性。所以，需要開展針對(duì)高速鐵路的軌道結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。無(wú)砟軌道作為一種穩(wěn)定性高、軌道剛度均勻、具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)耐久性、容易維護(hù)、可降低橋梁二期恒載、減少隧道凈空開挖、綜合效益高的軌道結(jié)構(gòu)形式，目前已在國(guó)外高速鐵路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。在我國(guó)無(wú)砟軌道研究起步較晚，目前基本處于應(yīng)用的初級(jí)階段。因此，對(duì)無(wú)砟軌道施工技術(shù)進(jìn)行研究是很有必要的。2無(wú)砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)與普通鐵路有砟軌道相比，高速鐵路無(wú)砟軌道系統(tǒng)的施工工藝更為復(fù)雜，技術(shù)含量更高，其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：(l)軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制。無(wú)砟軌道整體形態(tài)是通過(guò)扣件系統(tǒng)進(jìn)行維持，因此，必須采取技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的處理措施保證軌道地基的穩(wěn)定性，線下工程的設(shè)計(jì)和施工，以滿足無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。(2)精密測(cè)量技術(shù)。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足高速鐵路無(wú)砟軌道系統(tǒng)的施工建設(shè)需求，需要采用高精度的現(xiàn)代工程測(cè)量方法來(lái)保證保證無(wú)砟軌道線路平順性。(3)軌道平順度控制。高速鐵路與普通有砟鐵路的最顯著區(qū)別是需要一次性建成可靠、穩(wěn)固的軌道基礎(chǔ)工程和高平順性的軌道結(jié)構(gòu)。軌道的高平順性是實(shí)現(xiàn)列車高速運(yùn)行的最基本條件。實(shí)現(xiàn)和保持高精度的軌道內(nèi)外部幾何狀態(tài)是高速鐵路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，是最重要的基礎(chǔ)性技術(shù)工作。(4)無(wú)砟道岔施工。道岔區(qū)無(wú)砟軌道施工應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)程進(jìn)行，在保證無(wú)砟軌道的道岔間無(wú)縫的同時(shí)還要注意與不同區(qū)間、不同標(biāo)段間無(wú)縫線路施工相互協(xié)調(diào)。所以在進(jìn)行無(wú)砟道岔施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)鋪裝、嚴(yán)格對(duì)位并精細(xì)地調(diào)整幾何形位，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)焊接道岔內(nèi)的鋼軌并鎖定道岔以保證工程質(zhì)量。3無(wú)砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)3.1不同線路地段軌道系統(tǒng)的組成根據(jù)不同的線路地段特點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)不同的軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以保證車輛的運(yùn)行安全和高速特點(diǎn)。對(duì)于正線一般地段，軌道系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：最底層是路基防凍層，作用是防止毛細(xì)孔，路基防凍層上是水硬性混凝土材料支承層，軌道鋪設(shè)在支承層上并通過(guò)混凝土道床板與支承層連接。路基段的曲線超高在路基防凍層表層上實(shí)現(xiàn)，超高部分需要通過(guò)緩和曲線完成過(guò)渡，同時(shí)，在不同超高段，頂層瀝青硅覆蓋方式也不同。路基段采用不分軌道單元，道床板連續(xù)鋪筑方式，當(dāng)溫度變化區(qū)間超過(guò)15℃或道床板混凝土澆筑不能連續(xù)進(jìn)行時(shí)，需用通過(guò)設(shè)置工作縫方式來(lái)保證道床板結(jié)構(gòu)均勻過(guò)渡段軌道施工是無(wú)砟軌道施工重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)線路不同結(jié)構(gòu)物之間的剛度均勻過(guò)渡是保證高速列車運(yùn)行舒適的關(guān)鍵，因此需要嚴(yán)格控制不同結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段軌道施工質(zhì)量，當(dāng)路基長(zhǎng)度在10米以內(nèi)時(shí)，路基地段不設(shè)置端板和端梁；當(dāng)路基長(zhǎng)度處于10～20米之間時(shí)，在橋臺(tái)5-10米范圍內(nèi)的路基中間設(shè)置2.8×0.8×l.3米的端梁；當(dāng)路基長(zhǎng)度超過(guò)20米時(shí)，需要按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置端板和端梁。在隧道口無(wú)論路基長(zhǎng)短內(nèi)均需按設(shè)計(jì)要求設(shè)置4×5銷釘，同時(shí)使用環(huán)氧樹脂進(jìn)行錨固3.2無(wú)砟軌道測(cè)量無(wú)砟軌道施工階段測(cè)量主要包括三個(gè)內(nèi)容：線下施工測(cè)量、無(wú)砟軌道鋪設(shè)測(cè)量以及竣工測(cè)量。線下施工階段測(cè)量主要工作是控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和控制網(wǎng)加密；對(duì)于無(wú)砟軌道鋪設(shè)階段測(cè)量，關(guān)鍵工作就是CPⅢ控制網(wǎng)的布設(shè)，平面測(cè)量要求滿足五等導(dǎo)線精度，線路起閉于CPⅠ或CPⅡ控制點(diǎn)。導(dǎo)線長(zhǎng)度不超過(guò)2km，點(diǎn)間距150～200m之間，距線路中線3～4m，需要再線下施工完成后無(wú)砟軌道鋪設(shè)前進(jìn)行施測(cè)，控制點(diǎn)需要用鋼筋混凝土包樁，以保證其精度不受環(huán)境影響。高程測(cè)量采用起閉于二等水準(zhǔn)點(diǎn)的精密水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，水準(zhǔn)線路不超過(guò)2km?？⒐るA段測(cè)量主要是維護(hù)基樁測(cè)量和軌道幾何形狀測(cè)量。3.3水硬性混凝土支承層鋪設(shè)1質(zhì)量控制管理要點(diǎn)：1施工準(zhǔn)備1.1人員培訓(xùn)1.1.1施工前必須對(duì)技術(shù)及施工作業(yè)人員進(jìn)行室內(nèi)培訓(xùn)，講明各工藝要點(diǎn)、做法及各工序之間關(guān)系；必須嚴(yán)格履行施工作業(yè)交底制度。1.1.2通過(guò)建模擬試驗(yàn)段，進(jìn)行測(cè)量、粗鋪、精調(diào)、灌漿現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)。1.2水泥乳化瀝青砂漿型式試驗(yàn)型式試驗(yàn)采用試驗(yàn)室通過(guò)的配合比并結(jié)合砂漿工藝試驗(yàn)同步進(jìn)行，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)最終要形成砂漿設(shè)備攪拌流程，內(nèi)容包括：1.2.1施工便道空行駛20～40km：1.2.1.1檢測(cè)各計(jì)量系統(tǒng)精度是否滿足要求；1.2.1.2其中每5～10km做一次調(diào)平試驗(yàn)。1.2.2施工便道滿載行駛20～40km：1.2.2.1檢測(cè)各計(jì)量系統(tǒng)精度是否滿足要求；1.2.2.2檢測(cè)干粉料級(jí)配是否發(fā)生改變；1.2.2.3其中每5～10km做一次調(diào)平試驗(yàn)。1.2.3采用同一配方，按照最大攪拌量，最小攪拌量，分別攪拌，并分別抽樣檢測(cè)攪拌砂漿成品物理及力學(xué)性能是否具有同一性或相似性。1.2.4采用同一配方，同一攪拌量，分別調(diào)整投料順序、攪拌時(shí)間、攪拌速度，分別檢測(cè)砂漿物理性能變化情況是否呈規(guī)律性變化。1.2.5在1.2.4款基礎(chǔ)上，調(diào)至砂漿性能狀態(tài)滿足配合比設(shè)計(jì)要求，總結(jié)攪拌工藝，形成自動(dòng)流程。1.2.6在1.2.5款基礎(chǔ)上，采用同一配方、同一砂漿車連續(xù)灌注5塊以上軌道板：1.2.6.1檢測(cè)各系統(tǒng)工作情況是否正常；1.2.6.2檢測(cè)每次灌板砂漿狀態(tài)物理性能是否具有同一性或相似性。1.2.7調(diào)整配合比，重復(fù)第1.2.6款1～2次。1.3測(cè)量?jī)x器和系統(tǒng)的檢校精調(diào)作業(yè)前一定要進(jìn)測(cè)量?jī)x器和標(biāo)架的檢校，當(dāng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)意外時(shí)也要及時(shí)檢校。2兩布一膜鋪設(shè)2.1鋪設(shè)前橋面一定要經(jīng)過(guò)高壓清洗，清除殘留附著突起物，防水層破裂處要進(jìn)行修補(bǔ)。2.2在底座板范圍內(nèi)沿線路縱向兩側(cè)及中間各彈出寬30cm的粘合劑涂刷帶，底層土工布可對(duì)接，中間薄膜及上層土工布不許對(duì)接。2.3土工布定制幅寬要至少大于3.05m。3底座混凝土3.1按照施組劃分作業(yè)，規(guī)劃每個(gè)作業(yè)面內(nèi)的施工單元布置，形成布置圖，統(tǒng)計(jì)后澆帶數(shù)量，作為對(duì)下交底內(nèi)容，在橋面防撞墻對(duì)應(yīng)位置應(yīng)標(biāo)明后澆帶類別位置。3.2鋼筋加工分線下鋼筋籠加工及橋上綁扎連接兩步進(jìn)行。3.3線下加工要在加工模床上進(jìn)行，鋼筋籠完成后，在運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)存放前，應(yīng)在鋼筋籠端頭掛標(biāo)識(shí)牌，分別注明方向、左右線、前后位置、及墩號(hào)。3.4橋梁上鋼筋綁扎要注明跨縫處縱向鋼筋變化情況，可事先在對(duì)應(yīng)防撞墻上標(biāo)明配筋種類、數(shù)量，方便材料準(zhǔn)備和施工。3.5剪力齒槽處錨固鋼筋和鋼板要注意旋入速度和高度。安裝錨固螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為：Ma=140N.m，螺栓旋入速度至少為42mm。3.6后澆帶鋼板要注意焊縫質(zhì)量和鋼板變形情況，采用特制焊條和工藝，后澆帶鋼板安裝完成后要保持鎖緊螺母松開狀態(tài)。3.7橋梁上禁止焊接作業(yè)。3.8混泥土澆筑注意入模溫度不大于30℃。澆筑時(shí)埋溫差電偶。一個(gè)澆筑段之間混泥土必須一次完成，左右線同時(shí)澆筑。側(cè)模底部漏漿和后澆帶端模跑漿是常見缺陷，要采取妥善措施。后澆帶端模在初凝后便拆除，及時(shí)修整鑿毛處理。3.9底座混泥土的張拉連接要在混泥土溫度小于30℃情況下才能進(jìn)行，并且盡量圍繞20℃左右作業(yè)。當(dāng)溫度在20℃～30℃之間時(shí)，只進(jìn)行連接，無(wú)需張拉；當(dāng)溫度小于20℃時(shí)，要根據(jù)計(jì)算所得張拉量張拉連接器。3.10張拉時(shí)在曲線地段的臨時(shí)端刺，要加裝臨時(shí)側(cè)板，防止底座板在張拉進(jìn)橫向位移。臨時(shí)側(cè)向擋塊采用枕木配合鋼板，兩側(cè)以防撞墻做支撐，中間支撐在兩底座板之間。4軌道板粗鋪4.1軌道板上橋前一定要進(jìn)行檢測(cè)，不合格軌道板禁止上橋。同時(shí)要對(duì)軌道板清理：地板、承軌臺(tái)面、扣件表面，灌漿孔疏通，在調(diào)節(jié)千斤頂位置處粘結(jié)非吸水性泡沫材料。4.2底座板表面高程復(fù)測(cè)并處理完畢，表面要進(jìn)行高壓清洗。4.3再次確認(rèn)上橋前軌道板方向和裝車順序。4.4底座板上軌道板基準(zhǔn)網(wǎng)放樣完成且平差計(jì)算通過(guò)后才可進(jìn)行軌道板粗鋪。相鄰軌道基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)精度應(yīng)滿足平面位置±0.2mm，高程±0.1mm。4.5底座板上做好板號(hào)標(biāo)識(shí)，方便時(shí)用墨線彈出軌道板邊線位置，提高軌道板粗鋪效率和精度。粗鋪后軌道板定位精度10mm。4.6相鄰板縫寬度要嚴(yán)格控制，5cm左右。4.7在混凝土底座板上放置35mm×35mm×350mm的墊木，墊木質(zhì)地要硬，每側(cè)放置3個(gè)，分別在軌道板兩頭及板中。4.8粗鋪時(shí)禁止強(qiáng)行撬動(dòng)軌道板。5軌道板測(cè)量及精調(diào)5.1無(wú)咋軌道精調(diào)測(cè)量必須建立專項(xiàng)管理制度，分三級(jí)專人管理，要明確各級(jí)責(zé)任分工、作業(yè)要求。按項(xiàng)目經(jīng)理部測(cè)量協(xié)調(diào)人、項(xiàng)目分部測(cè)量協(xié)調(diào)人、作業(yè)班組三級(jí)組織管理。測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算和管理是型板中的一個(gè)關(guān)鍵。5.2精調(diào)前再次檢查粗鋪精度，對(duì)明顯偏差的軌道板，先調(diào)到一定精度范圍內(nèi)，再進(jìn)行測(cè)量調(diào)整。5.3精調(diào)系統(tǒng)在上線使用前一定要進(jìn)行標(biāo)架檢校。硬件常數(shù)（強(qiáng)制對(duì)中三角架高度，小型三角支座棱鏡高度），標(biāo)架四腳平整度要進(jìn)行檢核和調(diào)整，再將必要的常數(shù)錄入到程序中。在使用過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)意外也要重復(fù)檢校。5.4精調(diào)完成后要及時(shí)對(duì)已調(diào)整完成軌道板的評(píng)估測(cè)量，檢查的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)軌道板接縫處平面和高程上的誤差超限情況以及軌道板中央的高程偏差，檢查的目的首先是發(fā)現(xiàn)和避免軌道板精調(diào)引起的周期性誤差，其次對(duì)施工隊(duì)伍的作業(yè)精度進(jìn)行檢查。檢查使用精調(diào)系統(tǒng)的精調(diào)標(biāo)架，全站儀和對(duì)中三腳架。檢查可使用CPⅢ網(wǎng)點(diǎn)，如果有可能的話也可以使用軌道基準(zhǔn)點(diǎn)，然后開始檢測(cè)。5.5對(duì)變形軌道板的處理。工期容許的情況下，采取調(diào)整支點(diǎn)，使變形恢復(fù)。工期不容許的情況下，重新打磨。5.6精調(diào)后立即安裝壓緊裝置，場(chǎng)地要顯著標(biāo)識(shí)，配置跨線通道，禁止踩踏已精調(diào)軌道板。6水泥乳化瀝青砂漿灌注灌注作業(yè)前一定要對(duì)每班組作業(yè)人員進(jìn)行線下實(shí)戰(zhàn)練習(xí)和考核，做到砂漿車、砂漿性能、灌注工藝全面熟悉才能上崗。6.1封邊前高壓水槍徹底清理板底雜物。6.2橫向采用封邊干硬性乳化瀝青砂漿或同性能的特種砂漿。縱向封邊普通砂漿，要采取措施防止砂漿侵入板底，封邊前對(duì)封邊部位一定要潤(rùn)濕處理。6.3灌漿口一定要加裝灌漿筒，筒高度一定要高于板底最高側(cè)10～15cm。灌漿時(shí)對(duì)軌道板要覆蓋保護(hù)。6.4封邊后在砂漿初凝前，在軌道板四角和中間留出排氣孔。排氣孔要緊粘板向上留出。6.5灌漿采用“慢-快-慢-補(bǔ)”四步法實(shí)施灌注。6.6加料站及移動(dòng)加料設(shè)備。考慮到材料對(duì)溫度敏感性及必要的防離析保護(hù)，設(shè)備加料站作為中間儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)，有利于保證砂漿品質(zhì)。移動(dòng)砂漿加料設(shè)備作為備選方案要確保在保溫隔熱措施和防離析措施到位。6.7砂漿車的保養(yǎng)與清理。砂漿車保養(yǎng)與清理對(duì)生產(chǎn)效率和砂漿質(zhì)量都有較大影響，對(duì)影響計(jì)量、傳輸、密封等功能的部件一定要堅(jiān)持維修保養(yǎng)和清洗制度。3.4軌道安裝定位軌道安裝定位的主要工序依次分別為首先鋪設(shè)軌枕、安裝工具軌然后進(jìn)行軌道調(diào)整定位再進(jìn)行軌道電路參數(shù)檢查最后軌道精確調(diào)整和固定。施工時(shí)，一般100m為一個(gè)施工單元組織施工。1、鋪設(shè)軌枕、安裝工具軌在軌枕鋪設(shè)施工前，應(yīng)提前將每一施工單元所需工具軌、道床板鋼筋等材料通過(guò)相鄰一側(cè)的路基預(yù)先運(yùn)輸、堆碼到位。軌枕鋪設(shè)使用散枕機(jī)施工。散枕機(jī)通過(guò)挖掘機(jī)特殊改裝而成，挖掘機(jī)上安裝專用液壓軌枕夾鉗，進(jìn)行軌枕的吊裝、并按照正確的軌枕問(wèn)距直接將軌枕擺放到位。每一施工堆元的軌枕擺放到位后需要穿入道床板縱向鋼筋，鋼筋使用專用綁扎線綁扎，為滿足軌道電路絕緣性能要求，需要采用塑料套管及墊塊對(duì)道床板內(nèi)鋼筋進(jìn)行處理。松開扣件螺栓、檢查軌下墊板的數(shù)量和組裝情況，在保證符合設(shè)計(jì)要求的前提下，安裝工具軌，必須保證鋼軌落槽。在細(xì)調(diào)軌枕間距以保證滿足設(shè)計(jì)要求，擰緊螺栓并使用扭力扳手檢測(cè)螺栓扭矩。2、軌道調(diào)整定位軌道調(diào)整定位施工采用專用支撐架、雙向調(diào)整軸架完成，支撐架間隔2.5m設(shè)置，雙向調(diào)整軸架每隔3根軌枕對(duì)稱設(shè)置，雙向調(diào)整軸架基座預(yù)先安裝在鋼軌底面。支撐架內(nèi)安裝宅鋼軌夾鉗和豎直調(diào)整裝置。首先使用水準(zhǔn)儀測(cè)量軌道面高程，起落豎直調(diào)整裝置，使軌頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)值。允許誤差為±10mm；用扳手上緊雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓。螺栓端頭與墊板頂死、受力。在每一組雙向調(diào)整軸架基座間安裝傳力桿后，用扳手旋轉(zhuǎn)傳力桿，逐點(diǎn)調(diào)整軌道至設(shè)計(jì)中線位置．容許偏差為±5mm，并用全站儀精確測(cè)量復(fù)核。軌道調(diào)整定位合格后，在細(xì)調(diào)定位支座的預(yù)埋位置鉆孔，安裝定位支座。3、軌道精確調(diào)整和固定軌道精確調(diào)整在道床板混凝土澆筑前l(fā).5～2小時(shí)前進(jìn)行。按照細(xì)調(diào)定位支座位置劃分檢測(cè)斷面，使用軌檢小車和全站儀逐一檢測(cè)每一個(gè)檢測(cè)斷面線路的水平、高低、軌向等幾何形位和中線位置。根據(jù)軌檢小車輸出的檢測(cè)數(shù)據(jù)確定檢測(cè)斷面處軌道精確調(diào)整的量值。用扳手微動(dòng)調(diào)整雙向調(diào)整軸架的豎直螺栓絲桿，調(diào)整線路的幾何行位，直至滿足設(shè)計(jì)要求。在細(xì)調(diào)定位支座上安裝螺旋調(diào)整器，旋轉(zhuǎn)調(diào)整手柄，使調(diào)整刻度達(dá)到調(diào)整量值．確認(rèn)軌道中線位置調(diào)整到位。將“U”形卡板插入細(xì)調(diào)定位支座內(nèi)卡緊