铁路隧道无砟轨道工程施工工艺探讨

发表时间:2020/1/14   来源:《基层建设》2019年第27期   作者:郭亚辉
[导读] 摘要:随着铁路的高速发展,无砟轨道越来越多的运用到铁路轨道形式中,本文按铁路隧道内无砟轨道施工步骤,结合亲身经历,介绍了无砟轨道施工工艺及流程,为以后相类似的施工提供借鉴,尽供大家参考。
        中铁隧道局集团路桥工程有限公司  天津  300308
        摘要:随着铁路的高速发展,无砟轨道越来越多的运用到铁路轨道形式中,本文按铁路隧道内无砟轨道施工步骤,结合亲身经历,介绍了无砟轨道施工工艺及流程,为以后相类似的施工提供借鉴,尽供大家参考。
        关键词:无砟轨道  施工
        引言:随着铁路的高速发展,无砟轨道越来越多的运用到铁路轨道形式中,无砟轨道与有砟轨道相比,无砟轨道避免了道砟飞溅,平顺性好,稳定性好,使用寿命长,耐久性好,维修工作少等优点[1],具有良好的经济效益,是当今世界先进的轨道技术,被广泛的应用到当今铁路轨道中。
        1 项目概况
        蒙华铁路西坪塬隧道位于陕西省延安市宜川县境内,隧道进口里程DK440+148,出口里程DK444+065,隧道全长3917m,为单洞双线隧道,最大埋深140m,隧道为单面纵坡。隧道围岩级别有Ⅳ级、Ⅴ级两类。隧道DK441+669.49~DK442+318.58段位于R=2000的左偏曲线上,其余段位于直线上。
        2 无砟轨道施工工艺
        2.1 底板处理
        在无砟轨道施工前,首先对仰拱填充面或底板顶面进行检查,对存在裂缝或渗水现象要进行处理。采用铣刨机将线路中心线 2.7m 范围内隧道仰拱(底板)混凝土结构表面进行拉毛处理,拉毛深度1~2cm,拉毛纹路应均匀、清晰、整齐。
        2.2  剪力筋施工
        道床板与隧道仰拱填充层(底板)间通过剪力筋连接,测量组进行现场放样后,采用冲击钻进行钻孔,然后用高压气泵将孔内碎屑清除,将植筋胶灌入孔中2/3处,植入钢筋。
        2.3下层钢筋安装
        道床板钢筋在洞外钢筋加工棚内加工,在洞内铺设绑扎。采用测量放样,墨斗弹出边框线。绑扎时在纵、横向钢筋搭接处采用16×16绝缘卡隔离,确保纵、横向钢筋节点绝缘,绑扎后剪去多余的塑料带。在钢筋网下梅花形放置混凝土垫块,保证混凝土保护层符合设计要求。钢筋绑扎安装允许偏差符合表1规定。
        表 1   钢筋的绑扎安装允许偏差[2]
        2.5  轨排组装及铺设
        组装轨排框架采用集中组装轨排,专用制式吊具吊装,轨排框架完成初调,配属轨道检测小车控制,使用高精度螺杆调节器精确调整定位,在混凝土浇筑前中后实行全过程仪器检测。轨枕块拼装要严格控制精度,一旦固定和浇筑成型后将无法更改,严重影响工程验收。
        2.6  轨排粗调
        1)轨排吊装到位后,及时安排作业人中配合测量人员进行轨排粗调,轨道排架间使用钢轨专用道夹板,每接头按“1-3-4-2”顺序拧紧螺栓。轨排粗调按照先中线后水平的顺序循环进行。
        2)轨排粗调定位允许偏差应符合表2的规定。
        表 2   粗调定位允许偏差[3]
        2.7  上层钢筋布置及绑扎
        按设计要求绑扎道床板上层纵、横向钢筋,在钢筋交叉点处、架立筋与上下层纵向钢筋交叉点处加16×12绝缘卡,支承块箍筋采用12×12绝缘卡固定在架立筋上,在钢筋交叉处及钢筋搭接处设置绝缘卡并用塑料带绑扎牢固,绑扎后剪去多余的塑料带。
        2.8  轨排精调
        为了得到较为准确的测量数据,使用轨道检测小车进行测量时,需要按照“定点定位,顺序进行,两点一线”的原则进行,精调顺序为“1→3→1→2→3→2→3→4→5→3→4→6→4→5→6→5→6”,距离测站20~80米的长度范围内数据具有较高的准确度,搭接测量段和顺接段长度宜在6.6米~20米之间[2]。
        2.9  接地系统施工及绝缘性能测试
        隧道内无砟轨道结构每6.58m范围内连接成一个接地单元。接地端子采用焊接方式固定在道床两侧接地钢筋上,接地端子端头采用塑料膜包裹,安装时注意接地端子顶部标高。混凝土浇筑前、后进行接地端子电阻测试。
        2.10  模板安装
        模板采用与轨排框架配套的定制钢模板,有 2 种结构型式,中间模板背楞开 2 处豁口,用于安装轨排支腿并预留调整量;两端模板各开 1 处豁口,对称布置。
        2.11  安放伸缩缝
        伸缩缝设在前后两块道床板之间并贯通整个道床横断面,采用方钢将聚乙烯泡沫塑料板固定牢固及平顺,两边安装2cm厚钢板保护,混凝土初凝后,抽调钢板顺直聚乙烯泡沫板。
        2.12  混凝土浇筑
        混凝土采用混凝土运输车运送到作业面,龙门吊配合自制料斗进行混凝土浇筑。混凝土坍落度一般控制在140~160mm;浇筑前2小时对仰拱填充面(底板)进行湿润,采用吸尘器清除杂物和积水;对弹性支承块和扣件采用塑料防护罩覆盖,工具轨覆盖。
        混凝土浇筑可提前制作一个简单的轨道行走平板车,将施工所需的工具放置在平板车上,随着工作面来回移动,既美观又方便施工。
        2.13  竣工测量
        混凝土浇筑完成后,在松扣件前需对轨道空间位置进行竣工测量,包括轨距、轨向、轨面高程等。竣工测量资料需及时整理成套。
        2.14  混凝土养护
        混凝土收面完成后,初期养护采用喷雾器进行养护,每间隔2小时进行一次;轨排拆除后采用土工覆盖喷水保湿养护,覆盖时,一定要将土工布满铺在混凝土表面上,确保在洒水后,整个混凝土表面均处于饱水湿润状态。
        2.15  拆模
        混凝土初凝后,人工利用六角螺帽扳手将螺杆放松,松开全部扣件及鱼尾板螺栓,释放轨道应力。待混凝土强度大于5MPa时,拆除螺杆,同时应对螺杆拆除后的轨道结构高度及轨距情况进行复检,确定螺杆拆除前后高程及轨距的变化情况,以指导后续精调及轨距数据控制。
        待混凝土浇筑完成后约6~7个小时后,即可进行螺杆调节器的拆除。具体的拆除以现场试验报告为准。
        3  施工小结:
        1)施工之前认真审阅和熟悉相关图纸。对全线整体道床合理分段,对每段进行编号,并制成分布图,这点很重要,会对后序施工提供很大帮助。结合现场情况对后期有影响的地段先施工,选择轨枕块堆放场地,运输到位,尽量减少二次倒运,减少损坏。
        2)按照道床分段图计划标准段工装及异形工装加工尺寸和数量,减少在现场对工装进行二次改装。
        3)对道床预埋件及接地端子注明位置并进行编号,边施工边销号,防止施工过程中遗漏。接地端子要设置在道床顶部,高出混凝土面2cm,减少后期连接时对道床成品的破坏。
        4)对已完成施工段安排人员进行清理,将道床未施工的部件及轨枕块提前倒运至新的工作面,对未使用损坏的轨枕块安排人员及时进行修补并搬运至新工作面使用,节约项目成本。
        5)双线隧道无砟轨道施工一个工作面需要三台10T龙门吊,左右线错开施工单面需四台10T龙门吊,建议双线隧道无砟轨道施工左右错开、分区、分幅施工,主要施工人员分工见表3,主要施工设备配置见表4。另外龙门吊行走采用高转速电机,本工地采用1500转的替换了1200转的电机;混凝土浇筑采用两台龙门吊施工,可缩短浇筑时间,提高效率。施工过程中龙门吊使用频繁,为防止龙门吊在行走过程中互相发生碰撞,需在每台龙门吊前后两个方向各安排一个红外线防撞器。防止跳轨,可在龙门吊两端头位置加焊两根钢筋,夹着行走轨道。
        6)隧道内场地狭窄,各工序作业相互紧凑,因此道床钢筋笼尽量在加工厂提前预制,用随车吊运输至作业面安装,可为其它工序节约空间和时间,提高现场文明施工。
        7)轨枕块拼装看似一个简单的工序,但一定要控制精度,轨排吊装到位后要想进行轨枕块调整相当费劲,特别是砼浇筑完成,产生误差再进行调整更麻烦。另外轨排精调是一个相当繁琐的工序,一定要选择心细、有耐心的人员担当,可控制精度和节约调整时间。
        参考文献:
        [1]胡一峰,李怒放著.高速铁路无砟轨道路基设计原理:中国铁道出版社,2010.11
        [2]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB1042-2010);
        [3]《高速铁路工程测量规范》(T10601-2009);
        作者简介:郭亚辉,男,1979年生,2001年毕业于陕西渭南铁路工程学校,中专,助理工程师,现从事铁路隧道缺陷整治管理工作。
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