鋼彈簧浮置板道床施工技術及質量控制研究

朱元劍

（中鐵濟南工程建設監理有限公司，山東 濟南255000）

0 引言

為減少振動和噪音對環境的破壞和居民生活的影響，地鐵建設中必須采取各種減振措施，以將影響降到最低。傳統的減振措施包括雙層彈性墊板扣件，橡膠隔振墊浮置板道床等，是地鐵施工中的中等和高等減振措施。在地鐵線路經過如密集居民區、醫院、實驗室、劇院等特殊路段時，采用鋼彈簧浮置板道床減振的效果尤為明顯，已在全國大量城市中廣泛采用。

1 工程概況

杭州地鐵4號線首通段起點近江站，終點彭埠站，線路全長9.605km（右線），全部采用地下敷設方式，平均站間距1.015km。共設10座車站，其中換乘站5座，分別與已開通的1號線、2號線聯接，網絡化運營，對促進和改善杭州市的交通意義重大。按照方案比選和專家論證，設計決定全線在一般地段采用普通整體道床，在減振要求相對較高的地段分別采用雙層彈性墊板扣件道床和橡膠隔振墊浮置板道床，在穿越萬家花園、杭州廣仁醫院、萬象城、華悅府等環境敏感區域，采用鋼彈簧浮置板減振軌道，軌道類型為60kg/m,采用DTVI2型扣件,長度共計1.451km。

2 浮置板軌道結構

2.1 鋼彈簧浮置板整體道床軌道主要由浮置板基礎、隔振器、鋼筋混凝土道床板、鋼軌及其扣配件組成。

本標段圓形盾構地段浮置板整體道床圓形盾構地段，示意圖如圖1。

圖1 圓形盾構地段鋼彈簧浮置板整體道床示意圖

2.2 浮置板基礎：隧道仰拱混凝土施工進行回填，為了解決排水，在隧道仰拱回填時，需預留道床中間排水溝。

2.3 隔振器:主要由三部分組成：外套筒（澆注在浮置板里）、螺旋彈簧隔振器（包含螺旋鋼彈簧和粘滯阻尼）、彈簧隔振器上的高度調節片。

2.4 剪力鉸:為使相鄰兩浮置板塊在接頭處變形基本一致，鋼軌不額外受剪，在浮置板之間的接頭處設置剪

剪力鉸和剪力筒分別埋設在兩塊相鄰浮置板中間，縱向可以相對自由伸縮，徑向剛度很大，可以傳遞垂向載荷，這樣可以保證相鄰浮置板之間協同受力。

3 工藝原理

鋼彈簧浮置板減振軌道是將具有一定質量和剛度的混凝土道床板浮置于鋼彈簧隔振器上,距離基礎墊層頂面30mm或40mm,構成質量-彈簧-隔振系統。隔振器內放有螺旋鋼彈簧和粘滯阻尼,鋼彈簧隔振器內的粘滯阻尼使鋼彈簧具有三維彈性,增加了系統的各向穩定性和安全性,且能抑制和吸收固體聲。作用在鋼軌上的力傳遞給浮置于鋼彈簧隔振器上的道床板,道床板可以提供足夠的慣性質量來抵消車輛產生的動荷載,只有靜荷載和少量殘余動荷載會通過彈性支承傳遞到基礎墊層中去。道床板受力后,在慣性作用下將受到的力經過重新分配后傳遞給固定在基礎墊層上的隔振器,再通過隔振器傳遞到基礎墊層,在此過程中由隔振器進行調諧、濾波、吸收能量,達到隔振減振的目的。

4 鋼彈簧浮置板整體道床主要技術標準

4.1 圓形地段浮置板板面及基底每5米設置一組直徑50mm鋼絲軟管，將板面水引入基底水溝。排水溝蓋板采用3mm厚鋼板，寬度450mm，并在蓋板上每隔300mm焊接U型HRB400Φ10錨固鋼筋，錨固長度不小于200mm。

4.2 浮置板每塊道床按設計要求設置檢查孔，檢查孔尺寸為205*205mm，浮置板基底水溝鋼蓋板在頂升前開孔，開孔尺寸200×200mm，檢查孔頂部加設蓋板，防止雜物進入板底。

4.3 圓形隧道浮置板地段線路超高在基底和浮置板上統一設置，按外軌抬高超高值的一半，內軌降低超高值的一半來實現浮置板的超高。

4.4 利用專用液壓千斤頂（隔而固公司提供）來推動上支承板向下壓縮彈簧，提升道床。隔振器（彈性元件）放在下支承板上，其垂向力由上支承板直接或通過調整墊板傳到下座架上，然后傳到外套筒上。安全板由螺栓與內筒固定，水平負荷通過水平鎖緊系統和下座架傳到外套筒上。

4.5 為了確保道床基礎同道床混凝土之間的分離，采用厚度為1mm的透明隔離膜，起隔離層的作用。

4.6 浮置板施工的誤差及要求

基底頂面高度（隔振器位置）0～-5mm

隔振器外套筒位置公差 ±5mm

剪力鉸安裝位置公差 ±5mm

每塊浮置板的長度 ±12mm

浮置板的寬度 ±5mm

軌下凈空 0～+5mm

頂升高程 ±1mm

5 浮置板施工工藝

圖2

6 工序質量控制

6.1 測量放線及中心偏移檢查

測量組負責測量調線調坡后隧道中線與道床中心的偏離值，每環盾構環測量1個點位（即1.2米測量），將數據進行記錄，反饋至基地鋼筋加工班。

對于線路中心線同盾構中心線偏差大，可能造成隔振器外套筒同盾構壁相互侵限的地段，要求測量組將測量數據（注意測量數據中標識曲線內側、曲線外側）反饋至設計單位，由設計單位提供外套筒安裝時的移動量，對于影響鋼筋布置的，需對鋼筋改加工，將數據一并反饋至設計單位。

準確定位線路中線位置、隔振器的位置、伸縮縫位置，并將位置標識于盾構壁上，拉設護樁，現場標識清楚，將護樁資料移交浮置板作業隊，以便作業隊對浮置板和隔振器外套筒位置進行精確控制。

6.2 基底混凝土施工

首先進行基底垃圾、淤泥的清理，符合規定要求后綁扎基底鋼筋和水溝鋼筋。按照設計要求，隧道曲線地段道床基礎設置超高，施工時要求嚴格控制道床基礎的表面平整度，道床基礎混凝土收面高度只能出現負誤差，不允許出現正誤差。在安放隔振器位置的高程公差0～-5mm。對于不滿足要求的部位要進行打磨或墊高處理?；炷潦┕げ捎眉茉O混凝土輸送管，泵送混凝土方案（當泵送距離無法滿足施工要求時，可采用軌道車運輸混凝土），澆注混凝土，曲線地段嚴格控制混凝土的坍落度，不得大于180mm，否則容易造成混凝土向曲線內股流動，外股高度不足?；炷潦┕ね戤吅?，對散落于隧道管壁的混凝土及時進行清理。

6.3 恢復線路中心線位置、隔振器基礎平整度檢查

基礎澆注完畢后，對線路中心樁位置進行恢復，對每個安裝隔振器的位置的高程進行檢查，測量水平度，對于高程差大于0～-5mm，要求進行整體打磨或鑿除處理，嚴禁采用在混凝土表面局部挖深的辦法來滿足隔振器放置的要求，確保施工符合技術要求。

6.4 隔振器位置放樣

浮置板基底澆注完成后，在隔離膜鋪設前，根據線路中線位置及隔振器的位置放線，準確定位線路中線位置、隔振器的位置，對每個隔振器的安裝位置進行抄平，測量水平度。對于隔振器處高程差大于0～-5mm或水平度誤差大于±2mm/m2的，要求進行鑿除或打磨處理。處理完成后，測量組對每個隔振器位置進行放樣，在基底面清晰標示出隔振器的中心位置。

6.5 鋪設隔離膜與水溝蓋板

隔離層在基底采用滿鋪，隔離層搭接寬度不小于6cm，并在搭接處采用膠帶密封，防止混凝土進入。隔離層鋪設完成后，在水溝上方鋪設3mm厚鋼板作為水溝蓋板，水溝蓋板通長焊接，其上每隔300mm焊接U型HRB335Φ10錨固鋼筋，錨固長度不小于200mm。焊接時需注意焊接方法，防止局部過熱造成蓋板嚴重彎曲不平整。

6.6 隔振器套筒安裝

根據基底上標示的隔振器位置擺放隔振器外套筒，，并注意按圖紙所示方向（角度）擺放。外套筒采用限位銷進行固定，隔振器的外套筒的高度統一為325mm。

6.7 鋼軌架設，扣配件、軌枕安裝

長軌架設采用下承式支撐架，保證軌底坡為1/40，保證浮置板頂升量為40mm；支撐架直線地段不大于3m設置一個，曲線地段不大于2.5m設置一個；支撐架在直線段應垂直于線路方向，曲線地段應垂直線路切線方向，并將各部螺栓擰緊，不得虛接；扣配件與軌枕的安裝結合設計圖紙與套筒的實際位置進行安裝。

6.8 綁扎鋼筋及安裝道床排水管

6.8.1 當所有隔振器外套筒放好并固定后，根據設計圖紙綁扎鋼筋和安裝剪力鉸，剪力鉸定位要準確。

6.8.2 在隔振器周圍綁鋼筋時，要注意避免移動外套筒。以防止澆注混凝土時，外套筒移動和浮起，可以把外套筒的焊接鋼筋和上部的結構鋼筋連接在一起。

6.8.3 在綁扎鋼筋前要檢查塑料隔離膜，對破損處要做修補處理。

6.8.4 鋼筋綁扎質量滿足設計和驗標等相關規定。

6.8.5 鋼筋綁扎完成后，在浮置板板面每5米設置一組直徑50mm鋼絲軟管，將板面水引入基底水溝。

6.9 安裝剪力鉸及立模板

安裝剪力鉸及立端模板同時進行。

根據設計圖紙綁扎鋼筋和安裝剪力鉸，剪力鉸定位要準確。在每處板縫處布置剪力鉸，具體布置尺寸、位置及數量以施工圖為準，剪力鉸安裝位置公差±5mm。

模板應穩固牢靠，滿足混凝土施工的需要，幾何尺寸滿足規范要求。

6.10 軌道幾何尺寸調整

通過鋼軌支承架支腿螺旋依據鋪軌基標精調軌道幾何狀態，用萬能道尺、方尺、L型尺、錘球等工具，按設計和規范要求調整軌道的軌距、水平、高程、方向等幾何尺寸。曲線地段還須增加對曲線外股正矢的調整及檢查（利用10m或20m弦線）。具體軌道調整做法是：先調水平，后調軌距；先調基標部位；后調基標之間；先粗后精，反復調整。經過精調后，其精度必須符合無碴軌道鋪設的技術標準要求。施工中嚴格按照“三步控制”的措施確保軌道的幾何狀態。

第一步：粗調。鋼軌架設時按照中樁及標高資料初步調整軌道，初步調整完畢后，安裝鋼筋，支立模板；

第二步：精調。對軌道幾何狀態精確進行調整，目視及弦量的方法進行調整；

第三步：灰后檢查?；炷潦┕ぶ锌赡軐壍缼缀纬叽绠a生影響，要求在混凝土澆注完畢后，混凝土尚未凝固前，立即安排人員進行檢查及調整。其精度應符合下列規定：軌道中心線距基標中心線允許偏差±2mm，軌道方向直線段用10m弦量，允許偏差1mm。曲線段用20m弦量。

6.11 澆注道床混凝土

6.11.1 圓形隧道地段有凸臺的道床板混凝土施工，因考慮到軌架的影響，道床施工計劃采用二次澆注的施工方案進行施工。要求兩次施工的施工縫嚴格按照施工技術要求施工。第一次澆注高度為外套筒的設計高度（短軌枕頂面下30mm），注意浮置板頂面坡度；二次將凸臺部分澆注完畢。前層混凝土的強度不得小于1.2MPa。

施工浮置板底層混凝土時，要求底層混凝土施工表面進行拉毛處理，拉毛處理在混凝土澆注完畢1小時內施工完畢。

施工縫處的混凝土松動石子或松弱混凝土層應鑿除，并應用水沖洗、濕潤，清理徹底干凈，并不得存在積水。

二次澆注凸臺混凝土前，注意新舊混凝土的結合，滿足施工及設計規范要求。

6.11.2 浮置板的混凝土應澆注到外套筒的上邊緣?；炷恋燃墳镃40。每塊浮置板板塊在底層及凸臺澆注范圍內要求一次澆注完成，澆注混凝土時不要中斷，以避免冷接縫而消弱浮置板的強度。

6.11.3 混凝土澆注必須滿足《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》及《地下鐵道工程施工及驗收規范》要求。

6.12 浮置板頂升

6.12.1 當混凝土澆筑28天后，且達到設計強度，用GERB提供的專用液壓千斤頂從浮置板支承基礎上抬起浮置板。浮置板頂升達到設計頂升高度，允許誤差±1mm。

6.12.2 為了測量浮置板水平和靜變形，在每塊浮置板上要布置8個測量點，測量浮置板的水平。

6.12.3 考慮到浮置板和剪力鉸的受力，浮置板至少要分3至4步頂升，最后達到設計的頂升高度。每一步的頂升高度，要通過放置在下支架和上支承板之間的調平鋼板來控制。調平鋼板的形狀和上支承板的形狀一致，最終調平鋼板的總厚度要達到38mm，由3×10mm+5mm+3mm+2mm不同厚度組成。為減小調平鋼板和下支架之間的縫隙，把力傳遞到外套筒上，調平鋼板和和上支承板之間的接觸面必須水平。最后測量浮置板頂升高度，檢查是否達到設計要求。

6.12.4 根據軌道幾何尺寸，如需要進行高度調整，可以通過調平鋼板對浮置板高度進行調整。

6.12.5 安裝調平完畢后，要把調平鋼板用螺栓固定到內筒上支承板上面，防止調平鋼板移動。最后蓋上外套筒蓋板，以保護隔振器，以避免隔振器被破壞和雜物的進入。

6.13 浮置板施工狀態檢驗

6.13.1 浮置板道床檢驗

隔振器外套筒位置公差 ±5mm

剪力鉸安裝位置公差 ±5mm

每塊浮置板的長度 ±12mm

每塊浮置板的寬度 ±5mm

軌下凈空 +0～+5mm

6.13.2 浮置板軌道幾何形態按普通軌道要求執行。

7 結束語

浮置板結構較復雜，在根據設計圖紙安裝的同時，及時聯系供貨商技術人員現場指導施工，隨時配合承包商完成鋪設。再就是浮置板道床的線路中心線、軌道中心線、隔振器中心線的控制是質量控制的關鍵，根據計算偏心量進行調整，確?！叭摹狈弦蟆Ａ硗?，浮置板軌道需安排測量人員超前進行浮置板的測量，尤其對盾構中心線同調線調坡測量后的線路中心線偏離尺寸較大的，影響鋼筋籠布置、影響外套筒布置的及時同設計單位聯系，確保浮置板施工的順利進行。

總之，通過科學合理的安排和嚴格的工序質量控制，首通段鋼彈簧浮置板軌道滿足了設計意圖，減振、降噪效果明顯，對環境的破壞和居民生活的影響降到了最低，實現了“以人為本，和諧發展”的精神，做到了城市軌道交通建設的可持續發展。

［1］CJJ/T191-2012浮置板軌道技術規范[S].中國建筑工業出版社,2013,3.

［2］《鋼彈簧浮置板道床設計圖》HD4-1-S-TSY-03-GD-01[Z].中鐵第四勘察設計院,2014,5.

［3］GB50308-2008城市軌道交通工程測量規范[S].中國建筑工業出版社,2008,6.

［4］GB50299-1999地下鐵道工程施工及驗收規范（2003版）[S].中國鐵道出版社,2011.