武廣高速鐵路雷達2000型雙塊式無砟軌道施工組織探討

■ 孫軍紅 黃輝 陽大勇

1 工程概況

武廣高速鐵路武漢—花都段無砟軌道雙向正線共計1 822.58 km，施工共分8個標段。其中Ⅱ標正線全長216.2 km，起迄里程為：DK1341+415—DK1592+585，由鄂湘兩省界至成田塘大橋。其中，路基段累計長度89.609 k m，隧道累計長度29.637 k m，橋梁累計長度96.954 km，共計鋪設無砟軌道425.1 km。計劃2008年1月1日—2009年2月24日組織本段無砟軌道施工，計劃工期13.7個月。

本段工程以丘陵地貌為主，兼有中低山區，沿線地形、地質條件復雜，不良地質發育，沿線湖泊、水塘星羅棋布，水網密布，水系發達。屬亞熱帶季風氣候，四季變化明顯，雨量充沛，霜期較短，夏季濕熱、冬季干寒，汛期雨量集中。年平均氣溫17.1 ℃，極端最高氣溫43.7 ℃，極端最低氣溫-11.8 ℃，年平均降水量在1 200～1 750 m m，每年洪水期在4—7月，占全年降水量的46％左右，日最大降水量為259.5 mm。本段線路所經地區公路發達，除與107國道、京珠高速公路并行外，大部分地區的縣鄉公路較發達，公路運輸較為便利。

根據對本段工程沿線主要河流地表水及地下水的水質分析，其水質對混凝土無侵蝕性，施工用水可就近取水或打井取水，進入城區范圍內施工用水可利用城市自來水。沿線砂、石料資源豐富，施工時可就近采購使用。沿線電力資源豐富，3.5 k V、10 k V、35 k V等高壓電力線交錯分布，施工用電可就近引入。

2 施工重點和難點

首次在高速鐵路軌道結構中大量采用雷達2000型雙塊式無砟軌道結構，其施工組織和工藝與傳統有砟軌道結構有本質區別，無砟軌道施工質量是高速鐵路軌道工程施工質量的最終體現，整體道床施工需一次成型，軌道幾何狀態一次達標，施工精度控制是無砟軌道施工技術的重點。

武廣高速鐵路無砟軌道采用自主研發結合外方指導的方式施工，目前國內尚無成熟的施工經驗可以借鑒，要在施工過程中不斷進行無砟軌道施工技術和設備的開發和完善，盡快成功研制出全套國產化設備和成熟的施工技術是本次高速鐵路施工的重點。

沿線不良地質發育，線下工程沉降控制和變形觀測各項工作必須實施到位，針對線下工程評估情況，排除不確定因素對施工組織存在較大干擾。無砟軌道施工時，進一步加強沉降變形觀測和采取必要的措施是施工的重點。

無砟軌道要在路基堆載、橋梁上部結構及長大隧道施工完成后才能進行，而且施工時間短，又與箱梁架設、路基填筑預壓及無縫線路鋪設工序密切相關，其分階段、分區段的快速施工技術是施工組織的關鍵。

與國外施工相比，沒有理想化的輔助施工便道，絕大部分地段施工場地狹窄、施工接口多、物流組織困難，嚴重制約施工效率，如何做好現場的物流組織是施工的難點之一。

測量工作直接決定無砟軌道的成敗，建立好CPI、CPⅡ、CPⅢ測量控制網并保證各環節的精確測量是施工的難點。

高速鐵路設計使用壽命100年，道床板的施工全部采用高性能混凝土，加強對高性能混凝土的認識及現場嚴格控制混凝土的施工質量，保證施工后混凝土不出現開裂是施工的又一難點。

3 施工組織方案

針對本段工程的路基、橋梁、隧道、施工便道、水、電、砂石料、拌和站等的分布情況，結合線下工程施工進度和無砟軌道施工工期要求，充分考慮人員、機械的施工能力和一切內外部不利因素的影響，本著科學組織、合理安排、均衡生產、穩步推進的施工組織原則，合理劃分施工區段，配備施工隊伍和機械設備，充分利用線下工程既有設施的條件下，盡量減少二次投入，在確保施工安全、質量、工期的前提下節約施工成本，優質、高效的完成本段無砟軌道施工。

3.1 總體施工順序

總體施工順序：（1）對路基、橋梁、隧道工后沉降和橋梁收縮徐變情況進行評估，滿足設計要求后，方可進行無砟軌道施工。（2）復核基樁控制網（CPⅢ），測設加密基樁。（3）滑模攤鋪機攤鋪路基支承層混凝土，人工立模、綁扎鋼筋、澆筑橋上混凝土底座（凸形擋臺），人工養護混凝土。（4）運卸工具軌、雙塊式軌枕、鋼筋等施工材料；工地散布縱向鋼筋；散枕機散布雙塊式軌枕；組裝12.5 m工具軌軌排；粗調軌排；綁扎縱橫向鋼筋；立縱橫向模板；精調軌排；軌道檢測小車進行軌道檢測，精調軌道；混凝土澆筑機澆筑道床板混凝土。（5）倒運模板、施工機具、工具軌等，人工養護混凝土。（6）軌道檢測小車再次進行軌道檢測，對個別精度不滿足設計要求地段進行調整和整修。（7）鋪設道床瀝青混凝土防水層。

3.2 基本施工工藝流程

基本施工工藝流程見圖1。

3.3 主要進度指標

（1）混凝土支承層施工。由于本段工程路、橋、隧頻繁交錯，路基段長度大部分在幾百米，加之支承層施工工藝相對比較簡單，考慮整體施工組織，每天進度平均600單線米。

（2）混凝土底座施工。本段橋梁所占比重較大，且橋上混凝土底座施工工藝相對復雜，施工組織受一定限制，施工進度平均400單線米/（日·作業面·雙班）。

（3）混凝土道床板施工。該項施工工藝復雜，施工組織困難，現場施工環節較多，各環節之間施工干擾大，進度平均200單線米/（日·作業面·雙班）。

3.4 現場施工隊伍配備

根據現場實際情況，結合工期要求，本段無砟軌道道床施工分7個作業面同時進行施工，每個作業面現場施工人員配備見表1。

3.5 主要施工設備配備

根據施工作業面劃分情況，全段配備7套主要施工設備，2套考慮進口，其余5套全部國產。主要設備包括滑模攤鋪機、散枕機、軌排粗調機、軌檢小車、混凝土澆筑機、跨雙線輪胎式龍門吊、螺桿調節器等，其他運輸車輛、小型機具、模板等根據實際情況每作業面按需配備。

3.6 關鍵工序施工組織

CPⅢ測設及加密基樁。由于CPⅢ測設和基樁加密需要專業化的測量人員進行，本段工程配2～3支精測隊，每支精測隊配10～15人，全面負責本段工程CPⅢ的測設及加密基樁工作。

圖1 雙塊式無砟道床施工基本工藝流程

表1 無砟軌道道床施工人員配置表

路基上混凝土支承層施工。絕大部分地段采用滑模攤鋪機施工，極個別路基較短地段，可利用人工立模施工，人員需要較少。該工程施工工藝簡單、施工空間大，干擾小，容易組織。

橋上混凝土底座施工。橋上混凝土底座施工工藝相對復雜，施工組織受一定限制，只能人工立模施工，人員需求相對較多，施工組織相對較困難。

道床板施工。施工環節多，施工工藝復雜，人員、設備主要集中在該作業環節，是無砟軌道施工的關鍵環節，施工組織最復雜。如何組織好各工序之間的銜接和協調，做好現場人員、機械和物流組織是能否保證施工進度的關鍵。

施工前準備。無砟軌道施工前，對全段線路進行詳細調查，主要解決好物流通道問題。根據現場路、橋、隧分布情況，確定好施工區段的長度，定出施工便道與正式線路的連接位置。根據施工區段劃分長度，計算出本段工程雙線施工需要的軌枕數量、鋼筋數量、工具軌數量，提前將物資倒運至現場，分散堆放在雙線之間的空地上，每堆數量要計算準確，避免二次倒運。根據現場實際情況，開始組織施工。施工大致可分為以下幾個工段：鋪設縱向底層鋼筋；布枕、組裝軌排；粗調軌排、綁扎鋼筋網；安裝縱橫向模板；精調軌排、固定軌排；澆筑道床板混凝土；拆除模板及工具軌。每個工段長度可控制在100 m左右，實際情況根據每班的施工進度確定。鋼筋鋪設重點是控制好縱橫向鋼筋的數量和間距，保證搭接長度和焊縫的飽滿，以及綜合接地鋼筋的正確安裝。布枕時重點控制好軌枕間距，組裝軌排時再次檢查軌枕間距，嚴格按設計間距進行組裝。組裝過程一定要按設計要求上好扣配件，保證扣件密貼和扭力達標。粗調軌排保證水平、方向、高低誤差在5 mm以內，很容易達到要求。人工安裝縱橫向模板，曲線地段采用加高模板，模板安裝要密貼、牢固，保證混凝土保護層厚度及道床板混凝土澆筑時不能漏漿。

精調軌排，嚴格按照設計標高調整軌排，保證每根軌枕對應的標高、水平、方向均滿足要求，然后固定軌排。軌排固定好后，再次進行確認，并且在澆筑道床板混凝土前由專人現場進行防護，確保其他施工對已經調整好的軌排沒有擾動。

澆筑道床板混凝土是無砟軌道施工最為關鍵、施工中物流最難組織的一個工序。根據現場施工條件，可以分為以下幾種施工工藝和物流組織辦法。

第一種：線路旁邊有良好的施工便道，而且路基或橋梁高度小于10 m，可以用混凝土泵車直接泵送混凝土施工，這是最理想的施工方法。

第二種：左右線同時向前施工，但工段劃分總長度壓縮到200 m以內，混凝土由施工前方組織運輸，利用泵送設備向后面澆筑面供應混凝土，混凝土泵送距離控制在200 m以內，可避免泵送混凝土時出現堵管現象。該施工方法物流通道容易保證，而且需要的工具軌數量少，但必須控制好混凝土的泵送，出現堵管現象后處理較麻煩。

第三種：線路旁邊沒有施工便道可以利用，只能用混凝土澆筑機施工。該種施工又可分為2種組織方式，其一，先施工一線，待一線施工達到分段終點后再返回來施工二線，施工二線時，原一線工具軌全部保留，作為二線施工的物流運輸通道。其二，左右線同時向前交替施工，始終保持左線（或右線）比右線（或左線）進度在前，一般錯開長度500 m左右為宜。施工進度在前的一線工具軌始終保留，作為雙線施工的物流運輸通道，另一線工具軌不斷向前倒換使用。該2種施工組織方式均需要配備小型軌道車和軌道平板車，而且工具軌需要數量較大，但混凝土的供應可以得到保證，各工序之間的干擾較小，施工進度容易保證。

無論采取那種施工方法，跨雙線龍門吊的使用能解決現場物流組織的很多難題，如模板、工具軌、小型施工機具和設備等的倒運，現場施工組織更容易進行，且施工組織更為有序。

對于雷達2000型雙塊式無砟軌道的施工組織問題，目前還在不斷的學習和探討中，現場施工環境不同，采取的施工組織方式就會不同。如何將國外先進的經驗學為己用，需要結合施工設備和施工工藝最終確定一個符合現場實際情況的組織方法，真正形成一整套國產化的施工設備、施工工藝和施工組織方法。