時速350km鐵路道岔板式無砟軌道施工工藝研究

1、時速 350 km 鐵路道岔板式無砟軌道施工工藝研究李同海（中鐵十七局集團有限公司山西太原 030006）摘要：鐵路道岔是列車安全運行必須通過的“咽喉”區(qū)，高速鐵路道岔鋪設的平順性和總體施工質量，更是至關重要，決定著高速列車的平穩(wěn)通過和安全運行。通過石武客運專線工程的施工實 踐，進一步探索和研究高速鐵路道岔板式無砟軌道的施工工藝，使其不斷完善和成熟，較好地實現(xiàn) 道岔鋪設的平順性，保證工程總體質量，取得一定效果。關鍵詞：高速鐵路道岔中圖分類號：U215.7板式無砟軌道文獻標識碼：A施工工藝文章編號：1673-1816（2012）02-0009-051前言近年來，我國高速鐵路建設迅速發(fā)展，其施工技

2、術也日趨成熟和完善，高速道岔板式無砟軌道已開始推廣應用。 但是，從滬杭等已開通鐵路客專的施工情況看，在高速道岔板式無砟軌道施工中， 仍存在道岔板安裝精度不高，高程和墊板孔位偏差大，甚至整組道岔設計中線偏差超標，不得不采 取打磨、重新鉆孔或者返工處理，經(jīng)濟上造成了較大浪費，也可能影響道岔鋪設的平順性和總體質 量。因此，有必要對道岔板式無砟軌道道床施工工藝進一步探討和研究。高速道岔板式無砟軌道結構2時速 350 km 高速道岔，也稱 18號道岔，分交叉渡線和到發(fā)線左、右 單開道岔，道床為板式無砟軌道結構，其結構組成如圖 1 所示。一組單 開道岔由 21 塊道岔板組成，交叉渡線道岔由 19 塊道岔板

3、組成，渡線道圖 1 道岔板式無砟軌道斷面結構（單位：mm）岔岔區(qū)全長 88.10 m，到發(fā)線道岔岔區(qū)全長 90.5 m1。3施工技術質量要求道岔板精調(diào)和底座板灌注后復測精度：平面 0.3 mm，高程±0.3 mm。施工工藝流程4收稿日期：2012-03-19作者簡介：李同海（1974-），男，漢，山西石樓人，本科，工程師，研究方向土木工程施工。9石家莊鐵路職業(yè)技術學院學報2012 年第 2 期道岔板式無砟軌道施工工藝流程如圖 2 所示。5 施工工藝5.1 施工準備 施工準備主要包括路基沉降觀測評估、基床表層驗收、CP復測評估、道岔板運輸和存放、 坐標換算和自流平混凝土工藝試驗。（1）

4、基床表層驗收合格是道岔板鋪設施工的前提，應按照驗收標準和設計文件要求，組織 基床表層的驗收。（2）整理路基沉降觀測成果和 CP復測成果，并由第三方評估合格。（3）道岔板運輸和存放。道岔板一般存放 于對應道岔位置的兩側路基上，采用方木塊四點支承，存放層數(shù)不超過 3 層，支撐點頂面相對高 差不大于 2 mm，以防止道岔板存放造成的變形。（4）將道岔軌道結構設計各特征點的相對坐標換算為大地坐標，報監(jiān)理復核確認。（5）建立室外模擬道岔道床，按照初步確 定的施工工藝、室內(nèi)配合比進行自流平混凝土灌注工藝試驗。通過灌注、揭板的反復過程，驗證 自流平混凝土工藝性能、灌注密實程度、自流平 混凝土性能指標等是否符

5、合要求和施工工藝是否合理，并最終確定自流平混凝土施工配合比、 圖 2 道岔板式無砟軌道施工工藝流程性能指標和灌注施工工藝。自流平混凝土性能指標應滿足表 1 要求2。表 1 自流平混凝土性能要求序號項目性能要求1坍落擴展度，mm6007502T50,s263BJ，mm<184泌水率05L 型儀，H2/H10.96T700L10187含氣量，%5.05.2 找平層施工（1）找平層混凝土一般集中拌合，泵送入模，平板振動器振搗密實?；炷翝仓?，應對路基 表面清潔，灑水濕潤，并至少保濕 2h。混凝土表面應用毛刷拉毛，深度 1.82.2mm，線形順直，左 右兩側邊緣寬度 25cm 人工抹出 2%的

6、向外排水橫坡?；炷脸跄鞍纯v橫向間隔 1m 梅花形布置門型鋼筋，以架立底座鋼筋，鋼筋高度等于底座板混凝土的保護層厚度。（2）混凝土澆筑 12 h 之內(nèi)應按設計進行橫向切縫，切縫間距為 5 m（5 m，2 m），切口深 度不小于厚度的 35 %3，橫向切縫應及時用乳化瀝青灌注飽滿。單組道岔的找平層必須一次澆筑完成，不得設置施工縫， 特殊情況必須設置施工縫時，應設在橫向切縫位置。10第 2 期時速 350 km 鐵路道岔板式無砟軌道施工工藝研究李同海5.3 施工放樣根據(jù)換算的大地坐標，用全站儀、強制對中桿及小棱鏡在找平層上測放出道岔板各特征點位及 L 型 墊塊位置，誤差為±3 mm。用

7、墨線彈出道岔板底座中、邊線和板端縫中線，并用油漆標記。5.4 底座板鋼筋綁扎（1）根據(jù)設計鋼筋間距和位置綁扎鋼筋。其中縱向鋼 筋應現(xiàn)場按設計接長，使其在道岔范圍連續(xù)通長，而且必須按設計要求的長度伸入兩端過渡板。 鋼筋網(wǎng)外側 2 排鋼 筋為調(diào)整鋼筋，綁扎時應加強注意，不得將調(diào)整鋼筋安裝在中間位置。門形鋼筋與底座鋼筋、底座各鋼筋、底座鋼筋與過渡板鋼筋等均應采用塑料絕緣卡，以保證絕緣指標滿圖 3塑料絕緣卡綁扎鋼筋足要求，如圖 3，并用絕緣測試儀對每根鋼筋進行絕緣測試，絕緣電阻2 M。5.5 安裝“L”型精調(diào)墊塊（1）“L”精調(diào)墊塊按照設計進行預制或采用鋼構件。（2）根據(jù)放樣位置，對影響墊塊安裝的鋼筋

8、現(xiàn)場剪裁，并在墊塊安放位置鋪設一層 2cm 厚早 強、黏結性好的墊層砂漿，以便調(diào)整其高度及平整度。（3）安裝“L”墊塊，使其底部密實，安裝牢固，安裝精度符合橫向±3 mm、縱向±5 mm、 高程±5 mm 的要求。外露面應密貼底座板模板，防止在灌注自流平混凝土時外表面起皮。5.6 隔離墻施工（1）道岔板縫中間扣壓裝置螺桿安裝。板縫扣壓裝置螺桿位于板縫中線上，距精調(diào)基準點 30cm。 先在點位處鉆深 15 cm 孔，清潔鉆孔待干燥后植入孔深 2/3 的植筋膠，放入螺桿并靜置 1 小時。（2）澆筑隔離墻。隔離墻寬度為板縫寬度兩側各加 6 cm，高度控制在道岔板板底設計

9、標高以 下 1.5 cm，長度同底座板寬。模板采用竹膠板，縱向鋼筋位置鋸成齒狀，扣住鋼筋，并堵嚴模板縫 隙，防止漏漿?；炷帘砻鎽ㄆ?、拉毛，拆模后，應將隔離墻兩側鑿毛。（3）因縱向鋼筋連續(xù)通長（約 95m）和精調(diào)基準點設在隔離墻上，為防止溫差產(chǎn)生的溫度應力、 扣壓螺桿產(chǎn)生的向上拉力造成縱向鋼筋彎曲變形和隔離墻縱、豎向位移引起的基準點誤差，影響道 道床受力和精調(diào)精度，在隔離墻寬度和高度范圍分別對縱向鋼筋、扣壓螺桿用 PVC 管包裹隔離。（4）測設基準點?；鶞庶c（英文縮寫為 GRP）是設在隔離墻上用于道岔板精調(diào)時全站儀和棱 鏡的安放點，一般以道岔直股中心線和各道岔板縫中心線的交點為點位。首先放樣

10、該點于隔離墻上， 然后鉆孔和膠植銅質測釘，再測量 GRP 點的平面坐標，道岔板鋪設后，測量 GRP 的高程，測量結果進行平差處理，形成測量成果。 GRP 網(wǎng)精度要求為平面 0.1 mm， 高程±0.1 mm。5.7 道岔板粗鋪 道岔板粗鋪采用汽車吊和專用吊索、螺栓起吊，人工配合對位。起吊時，要求吊索與道岔板的夾角大于65°四根吊索受力均勻。粗鋪就位時，道岔板四角應對準隔離墻 上的定位點，粗鋪誤差5 mm，并a.全站儀及強制對中桿圖4 道岔板精調(diào)系b.棱鏡及支架在道岔板底靠近精調(diào)墊塊的位置用12 cm×12 cm×9 cm的雙層方木塊做臨時支墊。道岔板安裝

11、后，112012 年第 2 期石家莊鐵路職業(yè)技術學院學報及時安裝三維精調(diào)千斤頂，取代臨時支墊木塊，并粗調(diào)道岔板，為精調(diào)做好準備。5.8 道岔板精調(diào)（1）道岔板精調(diào)是利用專用精調(diào)測量系統(tǒng)、全站儀和安裝在道岔板定位孔中的精密棱鏡，通過 測量棱鏡的坐標，獲得所需調(diào)整方向及調(diào)整量，調(diào)節(jié)精調(diào)千斤頂精確定位道岔板，如圖 4a、b。（2）精調(diào)測量。全站儀利用強制對中桿在 GRP 點上設站，設站位置距離待調(diào)道岔板約 620m， 以上一塊已精調(diào)合格道岔板直股上的一個棱鏡點和設站點后方（相對于精調(diào)前進方向）相鄰基準點 兩個點定向4，以道岔板兩端第二個承軌臺上最外側螺栓孔和相鄰已調(diào)板兩個定位孔安裝棱鏡，按 照從岔尾

12、向岔首順序測量。啟動全站儀和測量系統(tǒng)，先定向，然后自動測量待調(diào)道岔板 4 個棱鏡的 三維坐標及計算實測坐標與理論坐標（已輸入全站儀的精調(diào)系統(tǒng)內(nèi)）的差值，結果實時發(fā)送到對應 精調(diào)千斤頂位置的顯示器上，精調(diào)人員依據(jù)顯示調(diào)整量和方向，調(diào)整 4 個三維精調(diào)千斤頂，實現(xiàn)道 岔板的橫向、縱向、豎向的精確調(diào)整。反復精調(diào)過程 23 次，直到道岔板安裝精度符合要求。（3）一組岔板精調(diào)完成，再按照從岔首向岔尾的順序復測，復測合格后進行數(shù)據(jù)分析，做出分 析評估報告，判定精調(diào)結果是否合格。5.9 道岔板的扣壓裝置、模板安裝（1）模板安裝。模板采用28 槽鋼，灌注混凝土一側安裝 2 塊，高度 56cm，另側安裝一塊，

13、高度 28cm。先用高壓水槍將底座板鋼筋及墊層表面沖洗干凈，再沿底座板邊緣線安裝，模板下邊緣 內(nèi)側要緊貼底座墨線，外側用鋼釬和可調(diào)螺桿固定和支撐。模板接縫和底面應進行密封處理，確保 不漏漿。隔離墻和道岔板底縫隙，用砂漿填充密封，填充高度至道岔板底部以上 1.5cm 以上，保證 每塊道岔板下面自流平混凝土單獨澆筑。模板安裝時嚴禁碰撞道岔板、精調(diào)千斤頂。（2）安裝板間及側邊扣壓裝置，以防止在灌注底座板自流平混凝土時道岔板上浮發(fā)生位移變形。 扣壓裝置采用槽鋼焊制，板間設 1 個，側邊設 4 個，側向扣壓裝置距精調(diào)千斤頂墊塊 20 cm。用蝶 形螺栓擰緊，擰緊扭矩由試驗確定。螺桿的植筋深度應15 cm

14、，其抗拔力30 kN。5.10 道岔板自流平混凝土灌注 道岔底座板采用自流平混凝土，也稱自密實混凝土。自流平混凝土是具有高的流動性、間隙通過性和抗離析性，澆筑時僅靠其自重作用而無需振搗便能均勻密實成型的高性能混凝土2。（1）準備工作。澆筑前，應先檢查模板縫密封情況，用膠帶密封吊裝螺栓孔，懸吊安裝排氣孔 S型鋼筋，用砂漿固定GRP點保護套管（長20 cm，50 mm的PVC管），安裝隔離精調(diào)爪保護模板， 按照精調(diào)方法復測道岔板精調(diào)結果，并用絲布或膠帶堵塞棱鏡孔，用高壓風清除道岔板下雜物，用可旋轉高壓噴槍對道岔板下空間進行濕潤（潤濕時間2h），計算單塊道岔板的混凝土需用量和確 定每次的運輸量。（2

15、）自流平混凝土灌注。自流平混凝土以單塊道岔板為單元，采用溜槽法從板的一側連續(xù)進行灌注，依靠混凝土流動性和自密實性填充飽滿。當混凝土灌注面全部超過道岔板底面15 mm時，停 止灌注?；炷脸跄?，按照設計高度將多余混凝土舀出，并將外露混凝土表面做成向外2 %的排水 坡，抹平收光，同時將道岔板和底座的折角做成50mm×50mm倒角。自流平混凝土應在60min內(nèi)運輸?shù)浆F(xiàn)場并完成灌注，入模溫度控制在530之間5。單塊道岔板必須一次連續(xù)灌注完成，灌注時間 控制在10 min左右，嚴禁二次灌注作業(yè)6。灌注前，應對混凝土的擴展度和入模溫度進行檢測?；炷两K凝后，采用土工布對外露部分覆蓋，人工灑水養(yǎng)

16、護，灑水1次/1h，養(yǎng)護時間不少于7 d。5.11 拆除模板、精調(diào)及扣壓裝置當混凝土強度5 MPa時方可拆除精調(diào)爪、扣壓裝置及模板。拆除過程中應注意對精調(diào)爪及扣壓12第 2 期時速 350 km 鐵路道岔板式無砟軌道施工工藝研究李同海裝置的保護，拆模時嚴禁用撬棍撬模板，以免損壞混凝土表面。拆模后應立即恢復覆蓋、灑水養(yǎng)護。5.12 轉轍機基礎及板縫施工（1）底座板拆模后按照普通混凝土工藝施工轉轍機基礎，其中鋼筋應采用絕緣處理。（2）底座板混凝土達到70%強度后開始澆筑道岔板板縫膨脹混凝土。先在隔離墻上鉆直徑14 mm，深度145 mm的孔，植入連接鋼筋。在道岔板側面頂部10 mm以下位置粘貼厚8

17、 mm，高20 mm的泡沫板，對道岔板縫的界面進行鑿毛處理，并涂刷界面劑，以加強新老混凝土的粘接效 果?；炷翝仓?，將板縫頂部新老混凝土接縫處做成深度10 mm的“V”型槽，混凝土終凝后， 清除干凈泡沫板，用熱熔改性瀝青灌注。工程應用6石家莊至武漢鐵路客運專線信陽東站設計為3站臺，7股道，站內(nèi)鋪設18號無砟高速道岔10組, 其中左開渡線2組，右開渡線4組，左開到發(fā)線2組，右開到發(fā)線2組，鋪設道岔板計198塊。該車站高速 道岔無砟軌道道床施工全部采用了本文所述施工工藝，施工質量好，精度高，未出現(xiàn)懸吊、后期打 磨等問題，一次性通過了驗收和評估，取得了較好效果。7結語本文論述的高速鐵路道岔板式無砟

18、軌道道床施工工藝，設備簡單，施工效率高，成本低；精調(diào)測量系統(tǒng)先進，精調(diào)速度快，道岔板測量精度和安裝精度高；自流平混凝土灌注飽滿密實，道床整 體施工質量好，為鋪設高精度的道岔奠定了基礎，消除了道岔墊板懸吊現(xiàn)象，使高速列車通過道岔 的安全性有效提高。參考文獻：1中鐵第四勘察設計院集團有限公司.石家莊至武漢客運專線路基上 18 號道岔板式無砟軌道結構設計圖Z.中鐵第四勘察設計院集團有限公司,2010 2京滬高速鐵路股份有限公司.京滬高速鐵路道岔板充填層自密實混凝土暫行技術要求Z.京滬高速鐵路股份有限公司,2010 3鐵道部工程管理中心.客運專線鐵路無砟軌道施工手冊M.北京:中國鐵道出版社,2009

19、4何新路.武廣客運專線 18 號高速板式道岔板鋪設施工技術J.鐵道標準設計,2009(7)5趙國堂，李化建.高速鐵路高性能混凝土應用管理技術M.北京:中國鐵道出版社,2009 6高英剛.18 號高速道岔施工技術J.山西建筑,2011.37(19)On Construction Technology of Plate-type BallastlessTrack for 350km/h Railway SwitchLI Tong-hai(China Railway 17th Bureau Group Co. LtdTaiyuan Shanxi 030006 China)Abstract：he railway switch is