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1、弹性支承块式无砟轨道道床施工技术在重载隧道中的应用申运涛【摘 要】弹性支承块式无砟轨道起源于英国，山西中南部铁路通道首次采用重载弹性支承块式无砟轨道结构，针对重载弹性支承块式无砟轨道道床施工，以东安隧道为例，从现场施工管理的角度出发，从前期准备工作，到轨排组装、粗调、精调，再到竣工数据采集等的施工工艺及控制措施作以阐述。【关键词】弹性支承块式；无砟轨道道床；重载隧道1 工程概述东安隧道位于山东省沂源县东安村，隧道起讫里程为DK1123+379 DK1126+285 ，全长 2906m 。隧道内弹性支承块式无砟轨道道床结构由60kg/m钢轨、重载弹性支承块式配套弹条型扣件、重载弹性支承块式轨枕、
2、道床等组成。道床宽 2.8m，采用双层配筋，支承块间距为0.6m，支承块每公里铺设1667对（单线）。隧道无砟轨道道床见下图。2 前期工作2.1 前期评估对以下项目进行评估：隧道内线路基础（即隧道仰拱）的沉降观测；建立独立精密控制网，并进行CP 、CP 以及高程控制网的测量；隧道缺陷整治及基底软弱层加固处理。2.2 测量准备无砟轨道铺设条件经评估合格后，及时组织对CP 、C P控制网交接和复测，并提交相关测量成果。2.3 原材料及施工机具准备（1）钢筋、拌和站混凝土原材料、绝缘卡、重载弹性支承块式配套弹条型扣件、弹性支承块、接地端子、传力杆等进场并验收合格。（2）精调小车、精密全站仪、轨道排架
3、、专用龙门吊、轨排组装平台和道床板模板等专用机具进场并调试完好。2.4 洞口防尘准备隧道洞口设置洗车台、高压水枪及专职洗车人员，设置相关提示标志。人员和车辆进洞时必须进行清洗，非施工人员及车辆禁止入内。3 施工工艺3.1 凿毛清洗（1）道床施工前，將道床施工范围内及前方100200m隧底混凝土表面的杂物、废碴清除干净，用高压水冲洗并凿毛，道床基底平均粗糙度为1.8 2.2mm（平均砂面直径达到107119mm ），确保整体道床基底无杂物和积水。（2）在铺设道床钢筋网前，再次对隧底用高压水冲洗干净、保湿2h 以上且无多余的积水。3.2 测量放样技术人员按照控制点测量线路中桩和高程，测量后对现场粗
4、调人员进行书面交底。按测量放样数据进行弹线，安放C40混凝土垫块。3.3 预埋 L 型筋在变形缝及施工缝处，提前打眼，清孔后，植入L 型锚固筋。采用尺量标示出“L”型锚固筋的位置，用油漆标示后，风钻进行钻孔。清孔后植入植筋胶，插入锚固钢筋左右旋转，锚固深度和弯钩方向满足要求后停止，等待植筋胶凝固。3.4 安装道床钢筋（1）布置钢筋限位卡，限位卡垂直于线路方向，两个钢筋限位卡设置间距不大于 8m （主要是钢筋长度为9m ，考虑钢筋接头错开1m ）。（2）绑扎底层钢筋，先铺设纵向钢筋，中线一根，两边对称布置，然后按照横向钢筋间距安装绝缘卡，然后在绝缘卡上安放横向钢筋。（3）安装顶层钢筋，先铺设横向
5、钢筋，然后按照横向钢筋间距安装绝缘卡，然后在绝缘卡上安放纵向钢筋。（4）安装弹性支承块箍筋和架立筋。箍筋间距5cm ，将最上一层箍筋用绝缘卡固定在顶层横向钢筋上，最下层箍筋与支承块套靴底部基本持平。（5）纵向钢筋连接的搭接长度全部为70cm ，相邻主筋搭接接头错开距离不得小于 100cm ，接头中对中。3.5 接地钢筋设置及检测每一个接地单元，顶层两侧和中间主筋（共三根）接头全部焊接，且每个单元内进行横向焊接一次，接地钢筋均利用道床钢筋；并焊设接地端子。接地钢筋采用单面搭接焊，相邻两个接地单元之间的纵向钢筋连接采用绝缘卡断开，综合接地道床钢筋安装完成后测量接地电阻，满足要求后进行下一步工序作业
6、。3.6 组装轨排（1）用龙门吊和吊架将弹性支承块吊至组装平台上，放入按设计间距加工的限位卡之间。（2）扣件的安装：安装T 型螺栓，放入两侧的轨距挡板，放入轨下垫板。（3）用龙门吊和吊架将轨排吊运至组装平台正上方，将轨排刻度和支承块中心对齐后缓慢下落轨排，将支承块卡入轨排的钢轨位置。（4）用标准扣件将轨排架与支承块连接成轨排：安放绝缘轨距块，安装弹条和螺母平垫圈，之后人工安放螺母，然后采用扳手上紧，最后采用扭力扳手拧紧，以弹条中部下颚刚接触绝缘块为准。（5）在轨排就位前，支撑螺杆安装PVC保护套管；底口用胶带密封，上口高于混凝土面 2cm ，防止混凝土进入。3.7 轨排吊装、运输龙门吊缓慢移动
7、到轨排正上方时，缓慢下放吊架，吊架的四角（夹具）夹紧轨排后，缓慢上升卷扬机，将轨排平稳提升后，向前移动龙门吊就位。轨排吊装移动至安装位置后，人工指挥龙门吊前后移动，对位准确后缓慢下放轨排。3.8 轨排粗调（1）将道尺置放在轨排上，并使其处于水平状态，使用小钢尺测量轨道距离中线测量点之间的高差。尺量道尺底距离中线点的高差大于交底数据时，采用调轨专用扳手旋转轨排两侧的支撑螺杆来进行调整。（2）粗调顺序由已调整好的上一榀轨排开始，每榀轨排依次对称调整3 对支撑螺杆，如果下降造成中间两腿悬空时，可以根据差值大体估算并拧松螺杆，再调整第 3 对螺杆，然后依次检查拧紧。（3）根据测量结果，将轨排依次均匀顶
8、起，当小钢尺上读数接近起道量时，停止起道，然后将道尺放在轨排上，利用水平关系将另一股钢轨调整到位。此时安装好调节器螺杆，拧紧螺杆并使之受力。最后利用1435mm 的轨距将方尺分中，并将垂球一端固定在分中心处，另一端自由下垂找线路投影中心点，当垂球中心与线路投影中心重合时，重新调整螺杆并使之受力。（4）安装轨向锁定器，根据道尺中心挂垂球，根据测量中线点的差值，顶紧旋转锁定器顶进轨排。轨排需要向左侧移动时，仅安装左侧的锁定器；右侧同理。（5）粗调完成后，相邻两排架间用夹板联结，接头螺栓按1-4-3-6顺序拧紧，中间两个不连接。3.9 安装模板人工安装纵向模板和横向伸缩缝分隔板，并加固；钢模板与轨排
9、分离，模板下方与隧底空隙采用专用止浆条填塞密实。3.10 结构变形缝设置距离洞口 200m范围，在隧道沉降缝处设置变形缝；在距洞口200m范围每隔12m设置 1 道沉降缝。变形缝采用断开设置，缝宽20mm ，沉降缝采用聚乙烯泡沫板或泡沫塑料板，在表面30mm 范围采用沥青膏密封。变形缝预埋加强传力杆。3.11 道床板施工缝设置道床板施工间隔时间 1d，且环境温差变化 20时，采用设置施工缝的方法进行连续施工。施工缝模板采用 3mm 钢模制作，钢模在纵向钢筋位置预留缺口。施工缝拆模后及时进行凿毛，露出新鲜石子，且露出新鲜混凝土的面积不得少于总面积的75% 。3.12 轨排精调锁定（1）使用全站仪
10、、专用调整扳手及精调小车测量系统进行轨道精确调整。在线路范围内架设全站仪，同时后视8 个 CP 棱镜。由起始端开始，依次移动精调小车进行跟踪检查。（2）根据精调小车电脑显示数据，调整竖向支撑螺杆，通过转动竖向螺杆，垂直调整轨道高程，通过调整轨排两侧撑杆，实现水平调整。轨排精调完成后，立即通过轨向锁定器对轨排进行固定。（3）在曲线地段，调整时可能产生水平位置和高度的冲突，因此必须在垂直及水平双方向同时进行调整，最终保证各项轨道高低及中线参数的偏差值不超过0.5mm ，并且越小越好。3.13 道床混凝土浇筑道床混凝土浇筑采用混凝土罐车运输，人工插入式振捣器捣固，道床混凝土振捣密实后，道床表面进行抹
11、平，抹面形成横向排水坡。3.14 道床混凝土养护每浇筑一板道床，在混凝土初凝后要及时进行全面覆盖和保湿养护。第一次洒水养护时在混凝土表面覆盖一層土工布，避免水流直接冲刷道床混凝土表面。混凝土表面在湿润状态下保持至少7d 时间。3.15 脱模拆除轨排（1）混凝土在凝固过程中，当用手指压混凝土表面无明显痕迹时，即可开始拧松竖向支撑螺杆 1/4 圈，一般在松解螺杆后约1h 就可适当松开扣件。（2）在混凝土强度达到2.5MPa以上，道床表面及棱角不因拆模而受损时，采用人工拆除侧模。（3）道床混凝土强度达到5MPa后，即可拆除轨排，轨排拆除顺序：松开斜支腿松开轨道钢夹板松开扣件拆除轨排封堵轨排立柱PVC
12、管。3.16 竣工数据采集在工具轨拆除之前，使用精调小车对已施工的段落进行数据采集工作。首先采用双头螺母紧固机按设计要求上紧扣件，然后将工具轨清理干净，特别是轨面、轨底和侧面，以保证采集数据的准确性。数据采集的施工方法按照轨排精调操作。4 质量控制措施4.1 弹性支承块进场检验（1）弹性支承块是无砟轨道道床施工的关键性构件，采用工厂化生产，进场时必须携带合格证和出厂检验报告。（2）进场后按技术条件要求对支承块的表面质量及预埋件尺寸、装配质量等项目进行检查，做好质量状态标识，不合格产品严禁投入使用。4.2 轨排组装质量控制（1）支承块上编号一侧朝向线路两侧。支承块无破损，包装袋牢固无断裂。支承块
13、应方正，间距允许偏差不应大于5mm 。（2）扣件安装正确，无缺少，无损伤，无污染，扭力力矩达到设计标准，弹条中枝部与轨距挡板凸出部位应密贴，最大空隙不应大于0.5mm 。4.3 轨排粗调质量控制（1）粗调的顺序正确，并对称进行。调整原则为先高程后中线，粗调完成后轨面高低允许偏差为0-5mm ，轨道中线允许偏差为 5mm 。（2）安放道尺处的轨面应干净，无杂物和砂浆等；粗调后将钢轨面擦拭干净。（3）吊垂球过程应防止垂球旋转和摆动，垂球尖距离中线不得大于1cm 。4.4 轨排精调质量控制（1）轨面高程以一股钢轨为准，与设计高程允许偏差2mm ；轨道中线以一股钢轨为准，与设计中线允许偏差为2mm ；
14、线间距允许偏差为0，+5mm 。（2）轨排一次组装长度不小于50m ，以减少分段误差累积，提高中线、高程的控制质量。每次预留一榀轨排作为搭接。（3）每次测量作业开始前和完成之后都要进行清洁，注意清洗所有的轮子（轨检小车行走轮和测量轮），污物累积会降低测量精度，每年至少应校准核对两次，仪器被撞击后也要进行校准。（4）轨排精调必须遵照规定程序，精调后对轨面系统几何状态按规定项目和要求标准进行复测，并填写复测记录，进行确认，以保证精调质量。精调遍数不得少于 4 遍，前 3 遍调整复核，第四遍采集数据。（5）精调后 24h 未浇筑混凝土的，必须对轨排重新进行精调复核。4.5 混凝土施工质量控制（1）道
15、床混凝土灌注前，支承块保护罩、护轨塑料布、支腿螺杆保护套到位，剪除绝缘卡多余的尾翼，对支承块和橡胶套靴连接缝采用封闭措施，以防止道床混凝土沾污弹性支承块轨面或进入套靴内。（2）混凝土入模必须向下排放，下料口正对顶层钢筋网中间的空隙，严禁混凝土直接冲击轨排、支承块和钢筋。（3）做到快插慢拔，插点布置均匀，加强支承块底部及周围混凝土的振捣，严禁振捣棒碰撞橡胶套靴和轨排。（4）道床面高程允许偏差为3mm ，抹面时要采用坡度尺，禁止随意抹平。加强对轨排下方、支承块四周（低于橡胶套靴凸缘下1mm ）等部位的操作。要进行二次压光，首先采用木抹子提浆，第一遍采用铁抹子收光，待快初凝时采用铁抹子第二遍收光，确
16、保道床1% 的横向排水坡。5 结论山西中南部铁路通道在国内首次采用30t 轴重重载，在施工中采用了许多先进的施工工艺和方法，本文以东安隧道为例对弹性支承块式无砟轨道道床的施工作了说明，可在以后类似的工程施工中作些参考。同时也盼望能对其中的一些环节加以改进，以便推陈出新，使施工更加经济合理。【参考文献】1 徐鹏，蔡成标 . 山西中南部铁路隧道内无砟轨道结构动力学选型研究J.铁道建筑， 2013（12）：103-105. 2 王尽忠 . 南疆铁路隧道弹性支承块式无砟道床施工技术研究J. 交通世界（建养）， 2013（9）：254-256. 责任编辑：朱丽娜 科技视界 2017 年 2 期科技视界的其它文章基于过程管理的电子实验课程改革与探索基于 LabVIEW的电子电路虚拟实验平台设计与实现关于日语二外教学中的日汉同形词学习后进生的解决对策提高网络化装备保障能力的几点思考医学统计学双语教学改革研究与实践- 全文完 -