浅谈CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工技术
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摘 要 crtsⅠ型双块式无砟轨道施工质量的关键在于轨道精度和耐久性控制。采用合理的施工工法和工艺进行无砟轨道施工是质量控制的基础。大西铁路客运专线主要采用了成套机械工装和简易工装两种施工工艺。大西铁路客运专线CRTSⅠ型双块式无砟轨道在各阶段联调均顺利达到350km/h运行速度目标值。
关键词 大西无砟轨道 施工工艺 质量控制 轨道 排架 组装 线性控制 技术要求
一、工程概况
大西铁路全线正线铺设CRTSⅠ双块式无砟轨道，一次性铺设60kg/m钢轨跨区间无缝线路。临潼预制梁场项目部负责施工的大西铁路客运专线站前15标无砟轨道起讫里程为DK829+191～DK860+811.42，全长31.62km（双线）。路基起讫桩号为DK829+185.68～DK829+697.68无砟轨道长512m（双线），CRTSI型双块式无砟轨道结构自上而下依次由：钢轨、扣件、轨枕、道床板和底座板或支撑层构成。
钢轨：正线焊接用钢轨采用60kg/m、100m定尺长、非淬火无螺栓孔新轨，钢轨质量应符合相关技术要求。
扣件：采用WJ-8A型弹性分开式扣件，扣件高度34mm，轨下弹性垫层净刚度25±5KN/mm。扣件支点间距一般为650mm，施工时可根据道床板分段情况合理调整，但不宜小于600mm；梁缝处最大扣件节点间距按700mm控制，但不应连续设置。
轨枕：采用SK-2型双块式轨枕.
二、技术要求
1.轨道结构高度为725mm（内轨顶面至混凝土底座底面），曲线超高在无砟轨道底座上设置。
2.道床板、底座沿线路纵向在梁面上分块构筑，分块长度为5.0～7.0m，相邻道床板及底座的间隔缝为100mm。道床板宽度为2800mm，厚度为260mm。底座宽度为2800mm，直线地段靠近线路中心线侧轨下厚度为210mm。
3.道床板及底座采用C40混凝土现场浇筑，道床板顶面设置0.7%的横向排水坡。桥上每块道床板沿线路方向设置两个凸型限位挡台，限位挡台在高度方向呈四棱台型，倾角为1：10，上下面的尺寸分别为1000mm×700mm、978m×678mm，高为110mm。
4.底座顶面设置隔离层，隔离层采用4mm厚聚丙烯土工布（700g/m2）。对应每块道床板，底座设置限位凹槽，凹槽形式尺寸与道床板的限位挡台相匹配，凹槽侧面设弹性垫板和泡沫板。
5.底座通过梁体预埋套筒植筋与桥梁连接，底座范围内，梁面不设防水层和保护层，桥面排水由相邻底座板和道床板板缝（100mm）作为排水通道，梁上两侧设置有泄水孔。
6.绝缘处理措施：道床板结构内纵横向钢筋根据轨道电路绝缘要求设置绝缘卡，在道床板混凝土浇筑前应进行绝缘电阻测试检查，满足绝缘电阻值不小于2MΩ的要求。
7.综合接地设计：无砟轨道中的接地钢筋利用道床板内结构钢筋，每线轨道设三根纵向接地钢筋（即道床板上层轨道中心一根钢筋和最外侧两根钢筋）。分块道床板每块道床板内设一根横向接地钢筋，纵横向接地钢筋交叉点应焊接，接地钢筋不得构成电气环路，接地钢筋与其他钢筋交叉时应进行绝缘处理。道床板接地不超过100m形成一个接地单元，接地单元中部与“贯通地线”单点“T”形可靠连接，接地单元内相邻道床板之间的接地端子应可靠连接，接地单元之间的接地端子不应连接。在道床板混凝土浇筑前应进行接地电阻测试检查，满足接地电阻值不得大于1Ω的要求。
8.混凝土应采用自动计量拌合机进行集中拌合，混凝土搅拌运输车运输。混凝土浇筑时入模温度控制在5～30℃，炎热气候条件下，应控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃，宜安排在傍晚开始浇筑，不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升；新浇混凝土入模温度与邻接的已硬化混凝土、钢筋、模板介质间的温差不得大于15℃，与新浇混凝土接触的已硬化混凝土、钢筋和模板的温度不得低于2℃。当工地昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，应按冬期施工办理，入模温度不应低于5℃。
9.轨排主要技术性能。
（1）排架轨距1435±0.5mm。
（2）轨面调整量460mm～820mm（超高值0～180mm）。
（3）轨底坡1：40。
（4）轨向调整量左、右移动各60mm。
（5）铺设轨枕类型60kg/m轨道双块式轨枕。
（6）铺设道床宽度2800mm。
轨排铺设技术参数：
（7）接头轨缝宽度6mm～10mm。
（8）接头钢轨错牙≤0.5mm。
（9）轨面高程、轨距、高低、水平、轨向等调整指标，执行有关客专技术规范。
三、施工程序
第一步，对墩台沉降观测资料进行评估及线下工程验收，满足验收标准要求后，可进行无砟轨道施工。复测CPⅠ、CPⅡ控制点并布设测量加密桩控制点，布设测量CPⅢ控制网，并进行控制网分段测量、评估。
第二步，梁面及粱缝清理验收；测量梁缝宽度、计算设计轨道单元长度及轨枕间距，保证轨枕间距满足600mm至700mm距离要求。
第三步，桥梁底座板、中间层施工。
第四步，铺设道床板底层钢筋、组装轨排、轨排粗调。
第五步，顶层钢筋绑扎、纵横向模板安装及接地焊接、轨排精调。
第六步：道床板混凝土浇筑、养生，拆除轨道排架进入循环。
四、注意事项
1.精调顺序。同粗调顺序。
2.顺接过渡方法。前一站调整完成后，下一站调整时需重叠上一站调整过的8到10根轨枕。在CPⅢ点精度、设站精度、全站仪精度、测量小车精度符合规范要求的情况下，两设站点测量同测点的绝对偏差值中线不大于0.5mm、高程不大于2mm；若偏差大于以上数据，则需要查找分析原因，首先是检查设站点精度，如设站精度没有问题，则需要对CPⅢ控制点进行复测，以确保CPⅢ点的整体精度；过渡段从顺接段后的第一个轨排架开始，每枕的数据递减值宜小于0.2mm，直到绝对偏差约为零为止。
3.所有测量仪器必须按相关标准实行定期检定。
4.测量区域停止其他施工作业。
5.轨排精调后应采取设置围栏（彩色三角旗）、并悬挂“精调区域，禁止跨越”标识牌等防护措施，确保轨排不被踩踏和撞击。
6.轨排精调后应尽早浇筑混凝土，如果轨排受到外部扰动，或放置时间过长（12h），或环境温度变化超过15℃时，必须重新检查确认合格后，方能浇筑混凝土。
五、混凝土浇筑
1.施工准备。浇筑前清理浇筑面上的杂物，浇筑前洒水润湿后的底座上不得有积水。为确保轨枕与新浇混凝土的结合良好，需在浇筑前对轨枕进行喷雾1次，用防护罩覆盖轨枕、扣件及钢轨。检查轨排上各调整螺杆是否出现悬空。检查接地端子是否与模板密贴。采用标高控制器铝合金刮尺控制道床板混凝土顶面标高。
2.检查和确认轨排复测结果。浇筑混凝土前，进行轨道几何参数的复核，超过允许偏差应重新调整。
3.混凝土布料。采用一端向另一端连续进行，当混凝土从轨枕下自动漫流至下一根轨枕后，方可前移至下一根轨枕继续往前浇筑。浇筑时下料口距离待浇筑的轨排上方30cm左右。下料过程中须注意及时振捣，下料应均匀缓慢，不得冲击轨排。下料时应及时振捣，防止集料过多导致轨排上浮，避免振捣器碰撞轨枕和钢筋等。
4.混凝土振捣。道床混凝土捣固采用4个振捣器人工进行振捣，作业时分前后两区间隔2m捣固，前区主要捣固轨枕底部和下部钢筋网，后区主要捣固轨枕四周与底部加强。捣固时应避免捣固棒接触排架和轨枕，遇混凝土多余或不足时及时处理；振捣工艺同底座板。
5.抹面。表层混凝土振捣完成后，及时修整、抹平混凝土面。混凝土入模后标高控制器铝合金刮尺和木抹完成粗平。1h后再用钢抹抹平压实。为防止混凝土表面失水产生细小裂纹，在混凝土初凝前（钢球压痕试验确定）进行第三次抹面，抹面时严禁洒水润面，并防止过度操作影响表层混凝土的质量。抹面过程中要注意加强对轨道下方、轨枕四周等部位的施工。加强对表面排水坡的控制，确保坡度符合设计要求，表面排水顺畅，不得积水。
6.清理轨排。抹面完成后，采用毛刷和湿润抹布及时清刷轨排、轨枕和扣件上沾污的灰浆，防止污染（禁止用水清刷轨排）。混凝土初凝后（具体时间由试验员根据钢球压痕试验确定后通知现场领工员，压痕试验方法见底座混凝土施工。），测量队及时用精调小车复测轨道几何参数，合格后松开支承螺栓1/4～1/2圈，同时松开扣件和鱼尾板螺栓，避免温度变化时钢轨伸缩对混凝土造成破坏。
注意事项：（1）桥上单节混凝土浇筑不允许出现施工缝，如出现机械故障等原因中断浇筑，本节道床板废除，拆除后重新施做；（2）在全部混凝土施工过程中，用精调小车配合全站仪监控轨道几何参数，如有变化，按精调规则及时调整复位并固定。
六、线性控制
CPⅢ控制点按设计底座位置在每孔梁的梁面上放出底座边线控制点（按桩号10m为1个断面），用红油漆做好标记。根据放出的底座控制点采用墨斗弹出底座边线、横向模板位置线及凹槽底部的平面位置（978mm×678mm）。按照设计根据弹出的底座边线、横向模板线及凹槽的平面位置采用钢卷尺量出每块底座板纵横向钢筋摆放的边线位置，并用墨线标识。按设计道床板位置在每块底座板土工布上放出轨道中线控制点（距每块底座板板端50cm处），用钢钉精确定位，红油漆标识，用墨线弹出轨道中心线。以轨道中心控制点为基准放出轨枕控制边线（墨线标识）。根据弹出的轨道中心线及凹槽的位置采用墨线定位出道床板底层每根纵横向钢筋的位置。浇筑砼前在纵向模板端部及块模板的中心位置间距1.5米，每块模板3个控制点处测量其顶面实际标高并根据设计的顶面标高计算该处下返值，进行校核控制底座板的顶面高程，模板垂直采用50cm长的水平靠尺进行控制。
七、混凝土顶面标高控制改新
采用在模板内侧面上贴双面胶的方法控制；第一次浇筑混凝土时，在每块底座板纵向模板单侧的端头位置及中间位置（3个点）设置标高控制板，采用紧线器配合细钢丝挂线控制混凝土顶面标高，此方法的缺点是浇筑混凝土时，细钢丝上粘满灰浆，标高线不平顺；后采用两端带缺口的3m长铝合金尺将混凝土刮平（铝合金尺两端靠在模板顶，以铝合金尺底面控制混凝土顶面标高。立模时，根据实际情况，模板顶统一高出混凝土顶某一高度），此种方法在直线段和曲线段都适用，操作方便。
八、轨道排架的拆除和配件清理
当道床板混凝土达到5MPa后（由试验员进行同条件试件抗压强度试验确定具体时间，并通知领工员），首先顺序旋升螺柱支腿1mm～2mm；然后松开轨道扣件，按照拆除顺序拆除排架，拆卸模板，最后经过技术员确认扣件全部松开后，龙门吊吊起排架运至轨排组装区清理待用，进入下一循环施工。安排专人负责对拆卸的模板、排架及配件等，所有拆下的模板及附件，应集中存放于两线路中间，用毛刷进行清洁处理，配件集中储存在集装筐中，备下次使用。
九、结束语
实践证明，该项铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道工艺国产化技术，科学、合理、简单、实用，具有对工作环境污染小、安全生产有保障等特点，该双块式具有运行平稳、工作可靠，自动化程度高、操作简单，作业效率高等特点。
参考文献
[1]何华武.无砟轨道技术[M].北京：中铁道出版社，2008.
[2]赵国堂.高速铁路无砟轨道结构[M].北京：中铁道出版社，2008.