新建太中銀鐵路SJSⅣ標橫山隧道

1、CRTS型雙塊式無砟軌道道床工程施工技術(shù)中鐵一局太中銀鐵路項目部第一經(jīng)理部 張 斌摘 要 太中銀鐵路橫山隧道CRTS 型雙塊式無砟軌道施工技術(shù)，根據(jù)中鐵一局太中銀鐵路項目經(jīng)理部橫山隧道施工成型取得的經(jīng)驗，著重介紹CRTS 型雙塊式無砟軌道施工工藝。1. 設計概述榆次至定邊段雙線，定邊至中衛(wèi)、銀川段單線，預留雙線條件。旅客列車速度目標值為160公里/小時，預留200公里/小時條件。采用電力牽引，雙線區(qū)段自動閉塞，單線區(qū)段半自動閉塞。2. 工程概述新建鐵路太原至中衛(wèi)（銀川）線橫山隧道DK333+295DK344+683段的無砟軌道工程。無砟軌道結(jié)構(gòu)為CRTS型雙塊式無砟軌道，由60kg/m鋼軌、W

2、J-8型扣件、SK-2型雙塊式軌枕和道床鋼筋混凝土等部件組成。軌道道床板混凝土設計為C40級鋼筋混凝土，道床寬為2.80m，道床厚度為315mm，隧道內(nèi)道床板頂面向中心水溝方向設置0.7%的單面排水坡，將道床頂面的水引入中心水溝。軌枕間距e=650mm，SK-2型雙塊式軌枕每公里鋪設1538.5對(單線)。直線段隧道左、右線線間距為4.40m，圓曲線段隧道線間距為4.525m。曲線超高85cm，緩和曲線范圍超高按線性順坡。橫山隧道位于太中銀線SJS-標段DK333+265至DK344+713處，隧道全長為11448m ，起訖里程為DK333+265DK344+713，設計為雙線鐵路隧道，無砟軌

3、道道床設計范圍為DK333+295DK344+683，全長為22774m（折合單線），無砟軌道道床兩端設過渡段，過渡段里程為DK333+265+295和DK344+683+713兩段,過渡段全長為120m（折合單線）。隧道內(nèi)縱坡為單坡道，自隧道進口至DK335+070為5的上坡,DK335+070至隧道出口為11的上坡，在隧道變坡點位置設置半徑為20000m的豎曲線。3. 雙線隧道無砟軌道道床施工工藝雙線隧道無砟軌道道床施工要求精度高，施工時間緊，軌排鋪設跨度大，施工難度大。因此，在施工過程中，必須進行工序質(zhì)量全過程控制，以工序質(zhì)量保證工程質(zhì)量。3.1 施工前準備工作3.1.1 測量控制網(wǎng)的建

4、立道床施工安排在隧道主體工程完成以后進行，隧道貫通后應立即進行貫通測量，并對貫通誤差進行平差調(diào)整。貫通誤差調(diào)整閉合后建立基樁控制網(wǎng)（CP）和CP控制點高程測量網(wǎng)，同時控制樁高程必須進行精密二等水準測量。 SK2型雙塊式軌枕及WJ-8型扣件的采購及運輸SK2型雙塊式軌枕，采用廠內(nèi)預制，由山西省吳城鎮(zhèn)運輸至橫山隧道。軌枕出廠運至工地經(jīng)過質(zhì)檢后集中堆放在洞口空地上。堆放場地應提前作好平整及防排水工作，堆放時必須按照要求加設墊木，軌枕存放和運輸應水平放置（枕面向上），堆放時以5根為一層，每組不超過6層，并捆綁為一體，堆碼層數(shù)不超過12層。吊裝、運輸過程中應采取必要的防護措施，防止軌枕扭曲、變形和損壞。

5、3.1.3 施工人員準備雙線隧道無砟軌道道床是一項新技術(shù)，其施工精度要求高，為保證道床施工質(zhì)量，施工前應對所有參加施工人員，特別是對技術(shù)人員、測量工、搗固工、混凝土工、抹面工、排架精調(diào)工組織進行培訓，使其掌握無砟軌道的特點、施工工藝流程，施工技術(shù)要求及施工質(zhì)量控制要求等。以提高參加道床施工人員的技術(shù)素質(zhì)和明確責任，對施工進行全過程監(jiān)控。3.1.4 施工機具準備根據(jù)橫山隧道無砟軌道道床的結(jié)構(gòu)特點，施工的專用機具有精調(diào)小車、精密水準儀、雙頭電動搬手、螺桿調(diào)節(jié)器、隨車吊等。道床施工前應對機具的精度及各項機械性能指標進行詳細檢查，并組織所有機械操作人員進行設備的實際操作練習，充分了解機械設備性能，規(guī)范

6、機械操作程序，對設備各單元實行定人、定崗。3.2 施工工藝流程3.2.1 施工機具現(xiàn)場布置銷釘鉆孔、布置銷釘模板及相關(guān)機具準備鋪設道床板縱向底層鋼筋軌排就位、安裝鋼軌調(diào)節(jié)器、粗調(diào)準備支撐架布枕、組裝工具軌排鋪設道床上層鋼筋形成鋼筋網(wǎng)架安裝側(cè)向模板原材料、模板、準備精調(diào)并固定軌排、狀態(tài)（絕緣性能）檢查道床砼澆筑、抹面混凝土養(yǎng)護鋼軌支撐架拆除、清洗質(zhì)量檢查混凝土配置、輸送測設基樁隧底鑿毛清洗清理現(xiàn)場施工工藝流程圖 施工工藝流程道床板混凝土施工的基本工序為：清理現(xiàn)場，隧底鑿毛、沖洗，鋪設道床板下層鋼筋網(wǎng)，鋪設SK-2軌枕、安裝WJ-8A扣件，安裝工具軌、安裝支撐、粗調(diào)、安裝側(cè)模，鋪設上層鋼筋形成鋼筋

7、網(wǎng)架，精調(diào)、固定軌排，檢查接地鋼筋絕緣性能，澆注道床混凝土、抹面，道床混凝土撒水養(yǎng)護，拆除軌排，進入下個工作循環(huán)。具體詳見上圖（施工工藝流程圖）。4. 隧道無砟軌道作業(yè)工序及內(nèi)容4.1 隧底沖洗、鑿毛道床板施工前，將道床板施工范圍內(nèi)前方200300m隧底混凝土表面的雜物、廢碴清除干凈，用高壓水沖洗干凈并鑿毛，確保整體道床基底無雜物積水。在鋪設道床板鋼筋網(wǎng)前再次對隧底用高壓水沖洗干凈、保濕2小時以上且無多余的積水，經(jīng)過質(zhì)檢人員檢查后應作好記錄。4.2安裝道床鋼筋安裝道床下層鋼筋，縱向鋼筋搭接長度700mm，接地端子引出采用L型連接焊接，焊接長度200mm，焊縫厚度4mm。在縱橫向鋼筋交叉處及縱向

8、鋼筋搭接處設置絕緣卡并用塑料帶綁扎牢固，綁扎后剪去多余的塑料帶。4.3 布設軌枕、組裝工具軌軌排、錨固鋼銷釘、調(diào)整器的裝配4.3.1 布設軌枕采用人工、機械配合鋪設雙塊式軌枕，（先行施工為1線）。1線布枕需將軌枕先運至洞內(nèi)排開，最高不超過兩層。2線布枕時則需要隨車吊將軌枕送至將要布枕位置并排開，最后人工擺放。測量人員應根據(jù)線路基樁在線路中線位置做出標記，即在混凝土支承層上每5m在軌枕中心位置標出一個點，然后將這些點用墨線連接起來，作為散布軌枕的中線。為方便施工，中線向兩側(cè)1.4m彈出立模位置。軌枕鋪設位置允許偏差±1cm。4.3.2 組裝工具軌軌排使用人工安裝工具軌，采用雙向同步電動

9、扭力扳手緊固扣件，組裝工具軌軌排，軌排組裝的工序為：散枕固定鐵墊板鋪設鋼軌固定鋼軌軌排檢查。軌排組裝時鐵墊板應居中，扣件扭矩應符合設計要求。軌排組裝前應按要求對軌枕進行復檢。工具軌采用與正線軌型相同的的60kg/m鋼軌。工具軌進場后應對工具軌進行檢驗；在使用、拆卸、裝載和運輸過程中，應采取措施加強對工具軌的保護，防止工具軌變形、污染，并經(jīng)常對工具軌進行檢驗，確保工具軌能滿足施工要求。型雙塊式無砟軌道扣件系統(tǒng)彈性墊層彈條軌距擋板混凝土枕鐵墊板鋼軌墊板 鋼軌塑料套管螺紋道釘軌排組裝完成后，應對軌距、軌枕位置、軌枕間距進行檢查。允許偏差應符合下表規(guī)定。軌排組裝允許偏差序號檢查項目允許偏差(mm)附

10、注1軌 距±1變化率不大于12軌枕間距±5 軌排組裝與鋼筋綁扎可進行交叉作業(yè)4.3.3 錨固鋼銷釘按設計要求的材料錨固鋼銷釘，確保鋼銷釘錨固力和垂直度符合設計要求。軌排組裝完成后，在每隔3根（曲線地段2根、鋼軌接頭處必須設置）軌枕之間的鋼軌上安裝一組螺桿調(diào)整器。螺桿調(diào)整器安裝位置要正確，螺桿和鉸接擋塊必須始終位于軌道的外側(cè)，通過豎向螺桿調(diào)整軌排水平高低。軌道軌距由橫向絲桿控制 豎向螺桿調(diào)整軌排水平 軌道粗調(diào)、綁扎剩余鋼筋、綜合接地使用螺桿調(diào)整器對軌排進行初步調(diào)整，實現(xiàn)軌排橫向及豎向處于正確位置，然后擰緊螺桿調(diào)整器，將軌道固定。采用trimble S8半自動測量機器人進行測量

11、，使軌頂標高滿足設計值，容許偏差為-10、0mm。逐點調(diào)整軌道至設計中線位置，容許偏差為±5mm，并用全站儀精確測量復核。GEDO CE精調(diào)小車 TrimbleS8全站儀軌排粗調(diào)完成后，組織人員安裝上層縱向20鋼筋。對縱向鋼筋與橫向鋼筋及軌枕桁架鋼筋交叉處、縱向鋼筋搭接范圍搭接點，按設計要求設置絕緣卡并用塑料帶綁扎，綁扎后剪去多余的塑料帶。根據(jù)軌道設計，縱向鋼筋固定在軌枕構(gòu)架鋼筋上，橫向鋼筋放置并固定在軌枕間每個間隔的縱向鋼筋上。根據(jù)電力設施的要求，安排人員進行綜合接地線連接，并通過電阻測定，控制接地系統(tǒng)。 安裝縱、橫向模板鋼筋網(wǎng)絕緣性能檢測合格后，清除鋼筋網(wǎng)內(nèi)的雜物，人工安裝側(cè)向模

12、板并進行加固，確保側(cè)向模板與軌道間無任何連接。模板安裝允許偏差頂面高程±5，寬度±5，中線位置2。鋼模板應牢固的固定在基礎(chǔ)墊層混凝土上，模板內(nèi)側(cè)表面應均勻刷涂模板油，并及時清除模板表面殘余混凝土。 精調(diào)軌排并固定精調(diào)是無砟軌道道床施工關(guān)鍵的一道工序，它對軌道的最終位置能否達到設計及驗收標準的要求起著決定性作用。調(diào)整方法：雙塊式無砟道床主要使用鋼軌調(diào)整器及天寶S8測量系統(tǒng)進行軌道精確調(diào)整。根據(jù)測量顯示數(shù)據(jù)，調(diào)整螺桿或螺旋調(diào)整器。4.3.6.1通過轉(zhuǎn)動鋼軌調(diào)整器豎向螺桿，垂直調(diào)整軌道高程，通過轉(zhuǎn)動調(diào)整器水平裝置，實現(xiàn)水平調(diào)整。4.3.6.2垂直調(diào)整:通過豎向螺桿進行垂直調(diào)整。在

13、曲線地段，調(diào)整時可能產(chǎn)生水平位置和高度的沖突，因此必須在垂直及水平雙方向同時進行調(diào)整。4.3.6.3水平調(diào)整:通過鋼軌調(diào)整器水平調(diào)節(jié)裝置進行水平調(diào)整。作用是基板的移動帶動軌排的移動。4.3.6.4軌道精確調(diào)整階段應由質(zhì)檢人員檢查，并做詳細記錄。最終精調(diào)一結(jié)束，電焊工立即將軌枕與固定鋼筋焊接，將其固定。注：固定鋼筋采用的16鋼筋為橫向鋼筋廢角料，（橫向筋每根長2.79，3根為8.37m）長度30cm，利用沖擊鉆打孔埋入基礎(chǔ)墊層5cm。曲線段每根軌枕采用4根固定鋼筋，其中2根長45cm鋼筋固定曲線外側(cè)，2根長25cm固定內(nèi)側(cè)。直線段采用2根長30cm鋼筋。4.3.6.5精調(diào)前對軌排所有螺桿調(diào)節(jié)器和

14、扣件進行檢查，確保螺桿調(diào)節(jié)器內(nèi)側(cè)的螺釘擰緊，螺桿與鋼筋之間有足夠間隙，扣件彈條與軌距擋板密貼。軌道精調(diào)時先將鋼軌上浮塵、泥點等擦洗干凈。測量時每站測設距離為6080m最佳。使用至少8個控制點自由設站，檢查CP控制點是否有損壞，確認無誤方可使用。第一遍先將高程調(diào)至2mm內(nèi)（一般均低于內(nèi)軌面）；第二遍時調(diào)中線和軌距，中線調(diào)至±2mm（左線時盡量向左，右線時向右），軌距調(diào)至0.30.7mm；第三遍則將高程，中線，軌距調(diào)至1mm內(nèi)。然后安裝道夾板。在第三遍調(diào)節(jié)時軌道會在螺桿調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)下發(fā)生移動。移動量最大的是螺桿調(diào)節(jié)器本身所在的位置，螺桿調(diào)節(jié)器前后某一距離內(nèi)的軌道也會發(fā)生微小的移動，所以每

15、根螺桿調(diào)節(jié)器都要調(diào)整兩次，以將軌道調(diào)整到其設計位置。過程如下：首先調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)器，接著后退3個螺桿調(diào)節(jié)器，再次進行調(diào)整；然后前進4個螺桿調(diào)節(jié)器，測量并進行調(diào)整；然后再次后退3個螺桿調(diào)節(jié)器，再次進行調(diào)整；再次前進4個螺桿調(diào)節(jié)器，測量并進行調(diào)整。依次類推第四遍再對擾動后軌面進行驗收檢查并做、好記錄。4.3.7 技術(shù)要求軌排精調(diào)完成后各項技術(shù)指標必須符合下表規(guī)定：軌道精確調(diào)整和混凝土澆注之間的時間必須非常短，避免溫度變化造成調(diào)整好的鋼軌伸長或收縮。軌排精調(diào)測量測點應設在軌排支撐架位置，保證鋼軌及其接頭的平順。利用控制基樁或加密基樁作為調(diào)整基點，使用軌檢小車和全站儀配套逐一檢測每根軌枕處的軌面高程、軌

16、道中線位置、線間距、軌道平順度等幾何狀態(tài)，全站儀測角標稱精度不應大于1"，測距標稱精度不應大于2mm2ppm；高程測量按精密水準測量要求施測。精調(diào)后軌排允許偏差應符合下列規(guī)定；軌排組裝鋪設允許偏差表檢驗項目檢驗標準檢驗方法軌距±1mm ，變化率不大于1用軌道尺量，每榀不少于3個點軌向2mm/10m弦拉10m弦線用鋼板尺量高低2mm/10m弦用10m弦線鋼板尺量測軌面水平1mm，且在延長6.25m距離內(nèi)不得大于2mm的三角坑用水準儀、弦線配合鋼板尺量軌面高程±2mm全站儀配合軌檢小車進行測量軌面中線2mm線間距+5，0mm注：軌距變化率不得大于 1軌面高程以一股鋼軌

17、為準，與設計高程允許偏差：±2 mm；軌道中線以一股鋼軌為準，與設計中線允許偏差為2 mm；線間距允許偏差為0,+5mm 。4.4 道床板混凝土的運輸、澆筑及養(yǎng)護4.4.1 混凝土運輸左線（先行線）道床板混凝土直接利用混凝土罐車通過梭槽直接卸入軌排內(nèi)，右線道床板混凝土采用泵送入模。左線混凝土澆筑 右線混凝土澆筑4.4.2 澆注道床板混凝土軌道精確調(diào)整和固定，施工驗收合格后，方可逐段澆筑道床混凝土?；炷翝仓皩︿撥?、扣件和軌枕表面必須進行覆蓋，防止混凝土澆筑時受到污染；同時，混凝土支承層、混凝土底座及軌枕應灑水濕潤，以利界面結(jié)合。混凝土道床澆筑前，應復測軌排幾何形位、保護層厚度，并由

18、專業(yè)人員檢測長軌排絕緣性能，每一塊混凝土道床單元的鋼筋網(wǎng)架絕緣指標，符合要求后方可進行混凝土澆注。 道床板混凝土澆筑采用混凝土灌車運輸，人工搗固，抹面修整?；炷潦冀K從起始端澆筑口澆灌，振搗密實后移至下一個澆筑口，并及時進行混凝土的修整。搗固時防止振動棒觸碰鋼軌支撐架，并跟蹤監(jiān)測軌排幾何形位的變化。道床板混凝土振搗密實后，人工整平、抹光，并保證道床板頂面為0.7%橫向排水坡。在澆筑過程中如中斷且中斷時間超過24h時，在最后2根軌枕之間應設置施工縫，利用金屬網(wǎng)，以保證新老混凝土之間有足夠的粘結(jié)力。道床板尺寸允許偏差應符合下表要求：混凝土道床板外形尺寸允許偏差序號檢 查 項 目允許偏差（mm）1頂

19、面寬度±102道床板頂面與承軌臺面相對高差±53伸縮縫位置±54中線位置25平整度2（1m靠尺）澆筑混凝土前對工具軌、螺桿、軌枕、橫向絲桿全部進行覆蓋保護（如左圖）。并澆筑完后及時清理濺至鋼軌底、軌枕的混凝土。4.4.3 養(yǎng)護每澆筑1012m混凝土，在澆筑完畢后12h以內(nèi)對混凝土開始進行全面覆蓋及保濕養(yǎng)護。第一次灑水養(yǎng)護時應在混凝土表面覆蓋一層土工布，避免水流直接沖刷道床混凝土表面?；炷帘砻姹仨氃跐駶櫊顟B(tài)下保持至少7天時間。灌注混凝土時應防止對模板及鋼筋絕緣卡的撞擊。道床灌注后按設計要求進行抹面，混凝土達到設計強度的75%前禁止在道床板上行車及碰撞軌枕。 鋼軌調(diào)

20、整器拆除和松扣件釋放應力當混凝土凝初凝時，用10cm鋼球輕放于混凝土表面有直徑1cm的凹陷時，及時將螺桿調(diào)節(jié)器松1/4圈（轉(zhuǎn)90°）鋼軌調(diào)整器。在混凝土終凝時，用手指壓混凝土表面無痕跡時，及時松開鋼軌扣件，釋放鋼軌應力。在螺桿調(diào)整器取出之后，立即使用水和毛刷進行清潔工作，以便下次使用。 拆模及工具軌側(cè)模應在混凝土強度達到2.5MPa以上，其表面及棱角不因拆模而受損時，方可采用人工拆除。道床混凝土強度達到5MPa后，即可拆除工具鋼軌及支撐絲桿，利用道床板混凝土澆筑的間歇時間往前倒用。采用C40無收縮混凝土對螺桿調(diào)節(jié)器留下的孔洞進行封堵，并清理干凈道床板面各部位，檢查各項幾何尺寸，迎接長

21、鋼軌鋪設。5. 施工測量及數(shù)據(jù)采集5.1 測量儀器和設備為保證無砟道床的施工質(zhì)量和精度，橫山隧道無砟道床采用天寶S8測量系統(tǒng)進行無砟道床施工測量，S8測量系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示當前軌道位置與設計坐標的偏差，測量和定位速度快，精度高，測量數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲、均自動完成，具有很高的測量效率。天寶S8測量系統(tǒng)由手推式軌檢小車及相應的控制單元、傳感器裝置（可測量高低、軌向、水平、軌距、里程等）以及測量和分析軟件等組成。采用天寶S8測量系統(tǒng)可以有效地控制軌道鋪設的精度，使無砟道床的施工質(zhì)量滿足設計精度的要求。5.2 數(shù)據(jù)采集在工具軌拆除之前，使用精調(diào)小車對已施工的段落進行數(shù)據(jù)采集工作。首先人工將工具軌清理

22、干凈，特別是軌面、軌底和側(cè)面以保證采集數(shù)據(jù)的準確性。數(shù)據(jù)采集施工方法按軌排精調(diào)操作。6. 道床板施工管理及質(zhì)量控制措施6.1 SK-2雙塊式軌枕進場檢驗SK-2雙塊式軌枕是無砟軌道道床關(guān)鍵性構(gòu)件，質(zhì)檢部門應會同監(jiān)理工程師按技術(shù)條件要求對支承塊的表面質(zhì)量及預埋件尺寸、裝配質(zhì)量進行抽樣或逐塊檢查，做好質(zhì)量狀態(tài)標識，不合格產(chǎn)品嚴禁投入使用。6.2 混凝土原材料及配合比控制整體道床為C40鋼筋混凝土，為保證混凝土滿足強度要求，應加強混凝土所需鋼筋、砂、碎石、水泥等材料質(zhì)量抽檢。同時，精心選定合理配合比，確定適合施工現(xiàn)場的坍落度（每班測定坍落度不少于2次），以免道床混凝土凝固中出現(xiàn)較大的干縮，影響道床精度。6.3 軌排精調(diào)質(zhì)量控制軌排一次組裝長度不小于100m，以減少分段誤差積累，提高中線、高程控制質(zhì)量。軌排精調(diào)必須遵照規(guī)定程序，精調(diào)后對軌面系統(tǒng)幾何狀態(tài)按規(guī)定項目和要求標準進行復測，并填寫復測記錄，進行確認，以保證精調(diào)質(zhì)量。6.4 道床混凝土運輸及灌注混凝土運輸過程中應進行攪拌，防止混凝土離析、泌水。運輸過程中不得隨意加水?；炷凉嘧⑦^程中應加強搗固，尤其是支承塊底部和四周。搗固器插