軌排框架法在無(wú)砟軌道道床板鋪設(shè)施工中的應(yīng)用

金鵬

（中鐵十六局集團(tuán)物資貿(mào)易有限公司，北京 100018）

0 引言

在無(wú)砟軌道的施工中，常用的施工工藝有“簡(jiǎn)易軌排框架法”“雷達(dá)型無(wú)砟軌道施工法”“旭普林型無(wú)砟軌道施工法”三種，但這三種施工工藝都有各自的缺點(diǎn)，例如無(wú)法保證精度、造價(jià)太高、工序繁雜等，并且還不能夠充分發(fā)揮無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單透明、軌道定位近乎完美的優(yōu)點(diǎn)。因此，在無(wú)砟軌道施工原理和其他無(wú)砟軌道施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出“軌排框架法”，這種施工工藝精確度高、穩(wěn)定性好，且無(wú)砟軌道若是彈性支承塊式，則一定要使用軌排框架法。目前，該施工工藝已在國(guó)內(nèi)被大量運(yùn)用。

1 常見(jiàn)無(wú)砟軌道施工方法介紹及其缺點(diǎn)

目前，在無(wú)砟軌道工程中，通常使用軌道軌排粗調(diào)機(jī)對(duì)軌排進(jìn)行粗調(diào)，而這種設(shè)備一般使用的是進(jìn)口的雷達(dá)型或旭普林型，價(jià)格昂貴，體積較大，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明發(fā)現(xiàn)，不適用于我國(guó)目前高速鐵路的建設(shè)。

另一種施工工藝構(gòu)造較為簡(jiǎn)易，但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，且需使用全站儀、加水儀通過(guò)手動(dòng)粗調(diào)軌排，這就是價(jià)格極低的簡(jiǎn)易軌排框架法，該工藝單個(gè)混凝土施工單元長(zhǎng)度約為13～25m，并且一個(gè)軌排通常需要好幾個(gè)支撐點(diǎn)來(lái)支撐，幾個(gè)支撐點(diǎn)又互相關(guān)聯(lián)、互相影響，所以穩(wěn)定性較差，進(jìn)一步加大了施工難度，難以滿足施工效率和精度。

上述三種方法不僅不能充分發(fā)揮無(wú)砟軌道的優(yōu)勢(shì)，反而在后續(xù)施工中，對(duì)軌排的約束力度都十分有限，如果外界環(huán)境發(fā)生明顯的改變，軌排的位置會(huì)發(fā)生偏移。在道床混凝土澆筑時(shí)，施工人員對(duì)軌排位置的干擾程度很大，由于軌道與道床面板最佳承載狀況的改變，增加了運(yùn)行費(fèi)用及線路維護(hù)保養(yǎng)工作的繁重程度，影響了其工作壽命和工作性能，從而造成不利影響。

2 軌排框架法與簡(jiǎn)易軌排框架法對(duì)比

根據(jù)無(wú)砟軌道的施工原理，并且結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)簡(jiǎn)易軌排框架法進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，找到了新的無(wú)砟軌道施工方法——軌排框架法。軌排框架法是利用現(xiàn)有最先進(jìn)的一體化鋼板調(diào)節(jié)技術(shù)，將長(zhǎng)鋼軌按一定的節(jié)段進(jìn)行分段安裝，再采用最先進(jìn)的鋼板調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)鋼軌進(jìn)行調(diào)整。

簡(jiǎn)易軌排框架法與軌排框架法的差異如表1所示。

表1 簡(jiǎn)易軌排框架法與軌排框架法的差異

3 旭普林型無(wú)砟軌道施工法和軌排框架法對(duì)比

以標(biāo)段全長(zhǎng)80km，設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h，單線施工長(zhǎng)度為163km 為例，對(duì)比旭普林型無(wú)砟軌道施工法和軌排框架法在實(shí)際施工中的應(yīng)用。

3.1 設(shè)備費(fèi)用

根據(jù)既往的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，旭普林型無(wú)砟軌道施工設(shè)備一套約1000 萬(wàn)元，一般需要配備兩臺(tái)，共需2000 萬(wàn)元；如使用軌排框架法，需軌排框架約340 幅，單價(jià)為3 萬(wàn)元，共需1020 萬(wàn)元，可以節(jié)省近1000 萬(wàn)元的設(shè)備費(fèi)用。

3.2 效率比較

按照以往的施工經(jīng)驗(yàn)，旭普林型無(wú)砟軌道施工法每天的最高效率是完成無(wú)砟道床約300m/臺(tái)，兩臺(tái)設(shè)備每天完成無(wú)砟道床約600m，標(biāo)段全長(zhǎng)163km，全部完成約需要9個(gè)月；如使用軌排框架法，340 幅軌排框架分為10 個(gè)工作面，每個(gè)工作面平均每天完成無(wú)砟道床約80m，每天可完成無(wú)砟道床約800m，標(biāo)段全長(zhǎng)163km。全部完成約需要7個(gè)月。因此工期可以提前2個(gè)多月完成，節(jié)省成本約700 萬(wàn)元。

3.3 勞務(wù)費(fèi)用

根據(jù)以往造價(jià)來(lái)計(jì)算，簡(jiǎn)式鋼軌的鋪設(shè)過(guò)程中，每組20 根鋼軌，需要調(diào)整60 個(gè)點(diǎn)，且每個(gè)點(diǎn)調(diào)整3次，人工對(duì)鋼軌進(jìn)行2min 左右的調(diào)整，共需要花費(fèi)時(shí)間約6h；如使用軌排框架施工法，每個(gè)點(diǎn)調(diào)整的次數(shù)為2 次，一組軌排的調(diào)整時(shí)間約為8min，6h 可以調(diào)整45 套框架軌排，是簡(jiǎn)易軌排施工法效率的兩倍多，可節(jié)省一半勞務(wù)費(fèi)。

3.4 維護(hù)費(fèi)用

使用軌排框架法無(wú)砟道床施工工藝，在長(zhǎng)鋼軌鋪設(shè)后的精調(diào)中，會(huì)極大地減少更換調(diào)整扣件調(diào)高板和方向墊板的數(shù)量，在之后的維護(hù)中，維護(hù)維修頻率會(huì)大大降低，從而減少后期的維護(hù)費(fèi)用。

4 軌排框架法在無(wú)砟軌道道床板鋪設(shè)施工中的實(shí)際應(yīng)用

由中鐵十六局集團(tuán)承建的贛深高鐵1 標(biāo)段，目前已進(jìn)入無(wú)砟軌道道床板鋪設(shè)施工作業(yè)，為明年全線建成通車創(chuàng)造了條件。該項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)二級(jí)單軌鐵路，設(shè)計(jì)速度120km/h。在一段全長(zhǎng)1.52km、寬度2.5m 的隧道工程中，對(duì)一條具有彈性支撐的無(wú)縫道床進(jìn)行了試驗(yàn)研究。具體施工中，在隧道外進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片捆扎后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，縮短了鋼軌裝配所需要的時(shí)間；對(duì)軌排支承體系進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，從而有效地克服了軌排精調(diào)技術(shù)支持有限的問(wèn)題；使用物流內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行材料運(yùn)輸（見(jiàn)圖1），提升了運(yùn)輸效率。

圖1 使用物流內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行材料運(yùn)輸

4.1 隧道施工前處理

在進(jìn)行路基鋪設(shè)前，首先進(jìn)行仰拱高度的測(cè)量，然后進(jìn)行路基的銑刨，最后再利用清掃車和高壓水炮清洗。

4.2 放樣

采用CPⅢ控制網(wǎng)，在隧道地基表面施放了軌道中心線和邊緣線，兩個(gè)點(diǎn)距為6.3m。

4.3 鋪設(shè)底層鋼筋網(wǎng)片

將隧道外捆扎的鋼筋網(wǎng)片和彈性支承塊運(yùn)輸?shù)剿淼纼?nèi)，吊機(jī)將鋼筋網(wǎng)片和彈性支承塊吊裝到施工位置，按照放樣點(diǎn)進(jìn)行建筑和鋪設(shè)，在鋼筋網(wǎng)片底部以混凝土襯砌，采用梅花型布置方式。

4.4 軌排組裝和粗鋪

4.4.1 彈性支承塊進(jìn)入隧道

使用吊車將彈性支承塊運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，卸載到隧道內(nèi)，運(yùn)輸量不宜過(guò)大，需要考慮到物流內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的作業(yè)量。

4.4.2 彈性支承塊轉(zhuǎn)移

利用龍門(mén)起重機(jī)將彈力支撐件轉(zhuǎn)移至分枕中心，并在其上分別安置24 個(gè)彈性支撐體。

4.4.3 彈性支承塊落槽

將彈力支撐件置于相應(yīng)的工作臺(tái)卡凹槽內(nèi)，并對(duì)其下凹處進(jìn)行檢測(cè)。

4.4.4 組裝軌排

龍門(mén)起重機(jī)把軌排框架運(yùn)到彈性支承塊上方，再用預(yù)埋扣件進(jìn)行組裝，并且檢查結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。

4.4.5 軌排粗鋪

鋼軌裝配完畢，由龍門(mén)起重機(jī)把鋼軌運(yùn)輸至施工場(chǎng)地，并根據(jù)標(biāo)定的位置進(jìn)行粗鋪。

4.5 軌排粗調(diào)

軌排粗鋪完成之后，使用全站儀和軌檢車對(duì)鋪設(shè)位置進(jìn)行調(diào)整，并且使用軟件自動(dòng)平差反饋軌道鋪設(shè)偏差值，使用調(diào)節(jié)桿進(jìn)行調(diào)整。

4.6 上層鋼筋綁扎

在粗調(diào)完畢后，將上部的鋼絲網(wǎng)進(jìn)行綁扎，采用96 條鋼條作支承，并采用隔離綁扎方式。在綁扎完畢后，檢查其隔離效果，防止鋼絲繩脫落和出現(xiàn)漏綁的情況。

4.7 安裝模板

模板的安裝分為橫板和豎板兩種，橫板根據(jù)鋼軌的構(gòu)架將板型置于鋼軌列中間，而豎向板型采用外部單側(cè)固定法安裝，對(duì)模板的豎直性和順滑性進(jìn)行精確的調(diào)整，詳見(jiàn)圖2。

圖2 模板安裝現(xiàn)場(chǎng)

4.8 軌排精調(diào)加固

4.8.1 設(shè)置全站儀

按照全站儀前后測(cè)試的兩隊(duì)CPⅢ點(diǎn)，對(duì)全站儀的位置進(jìn)行測(cè)算，站點(diǎn)設(shè)置完成之后對(duì)其精確度進(jìn)行檢測(cè)，保證誤差在2mm 以內(nèi)。留6 個(gè)以上檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)其精確度進(jìn)行重新測(cè)算，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)偏差不得大于0.7m。

4.8.2 軌檢車信號(hào)接收

軌檢機(jī)安裝于軌上，裝有三棱鏡，利用全站儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)軌檢車進(jìn)行自測(cè)時(shí)，可實(shí)時(shí)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，并利用相應(yīng)的軟件對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將誤差信息發(fā)送給終端，由工作人員進(jìn)行誤差修正。

4.8.3 中線調(diào)整

采用龍門(mén)起重機(jī)運(yùn)送鋼柱，通過(guò)二層襯墻的定向支承，利用扳手對(duì)中間的調(diào)節(jié)棒和中線進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.8.4 高程調(diào)整

調(diào)整螺絲、軌道高度、水平。在進(jìn)行粗調(diào)后，頂表面的高度要比規(guī)定的高度稍低，調(diào)整螺栓時(shí)必須對(duì)螺栓的受力狀況進(jìn)行檢驗(yàn)。

4.8.5 安裝魚(yú)尾板，再次精調(diào)

鋼軌精密調(diào)整完畢，誤差必須在1mm 以內(nèi)，相鄰的鋼軌采用魚(yú)尾板固定，保證鋼釘?shù)恼_，鋼軌的尺寸為10～30mm，不能有錯(cuò)臺(tái)、錯(cuò)牙等現(xiàn)象。

4.9 鋼筋混凝土澆筑

在軌排精度調(diào)整完成6h 之內(nèi)，在溫度不大于15℃時(shí)，采用鋼筋混凝土灌注。在進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑前，必須先對(duì)軌道下部及橡膠支撐進(jìn)行潤(rùn)濕，同時(shí)還要注意觀察其坍落度、入模溫度，確保施工所需。在鋼筋混凝土澆筑時(shí)，要盡量避免沖撞軌排框架和模板，造成對(duì)軌排空間位置的破壞。

鋼筋混凝土由水泥罐裝車運(yùn)送至工地，由手工進(jìn)行攤鋪，然后由30/50 的振動(dòng)棒進(jìn)行振動(dòng)，再用木抹進(jìn)行粗平，在粗平1～2h 內(nèi)，再用鋼抹將粗平的混凝土抹平。同時(shí)，為了防止出現(xiàn)鋼筋混凝土澆筑完成之后表層出現(xiàn)裂痕，在鋼筋混凝土凝結(jié)之前，進(jìn)行二次抹平和壓光，不得在混凝土上灑水。在鋼筋混凝土凝結(jié)之后，開(kāi)始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并且使用噴霧對(duì)隧道口200m左右范圍內(nèi)的混凝土進(jìn)行濕潤(rùn)處理，在混凝土完全凝結(jié)之后再進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，達(dá)到計(jì)劃的強(qiáng)度后，拆除錨固和支撐系統(tǒng)，見(jiàn)圖3。

圖3 混凝土澆筑

4.10 拆除軌排

拆除軌排時(shí)，按照施工方向從后向前逐一拆除，先螺桿再扣件，軌排框架拆除完成之后，還需要清理軌面的雜物，如圖4 所示。

圖4 軌排框架拆除完成

4.11 灌注嵌縫膠

膨脹縫用發(fā)泡橡膠片填充，并在膨脹縫口的上面加硅膠作為封皮。在充填前要徹底清洗伸縮口，用濕毛巾清洗，以保持伸縮縫干凈，并以小批量的方式填充，以確保密封膠填充充分，并且曲線過(guò)高的地段在灌注時(shí)不宜一次性灌注過(guò)量，避免出現(xiàn)密封硅橡膠向低處流失的情況。

5 結(jié)語(yǔ)

由以上探討可知，軌排框架法可以降低施工成本，提高工作效率，改變軌排的柔性，提高框架的剛度，能夠充分發(fā)揮無(wú)砟軌道的優(yōu)勢(shì)。按照國(guó)家對(duì)高速鐵路的發(fā)展規(guī)劃，目前我國(guó)高速鐵路建設(shè)的浪潮已經(jīng)到來(lái)，無(wú)砟軌道技術(shù)也已經(jīng)趨向成熟，而軌排框架法無(wú)疑是最適合無(wú)砟軌道技術(shù)的施工工藝，在今后不僅會(huì)成為無(wú)砟軌道施工的第一選擇，也會(huì)為其他施工工藝提供有益的借鑒。