高速鐵路無(wú)砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)分析

摘要：隨著近年來(lái)高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，對(duì)無(wú)砟軌道施工技術(shù)的要求越來(lái)越高。但是在實(shí)際施工過(guò)程中，無(wú)砟軌道還存在較多施工難點(diǎn)，例如剛度控制、沉降控制、線性控制等。為了達(dá)到施工要求，需要對(duì)這些施工難點(diǎn)進(jìn)行分析。文章以滬昆客專云南段工程為例，對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后對(duì)施工技術(shù)難點(diǎn)的控制進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；無(wú)砟軌道；施工難點(diǎn)；控制技術(shù)；軌道剛度控制；沉降控制 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U213 文章編號(hào)：1009-2374（2017）10-0196-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.099

在高速鐵路工程施工過(guò)程中，無(wú)砟軌道施工技術(shù)是非常關(guān)鍵的施工技術(shù)，施工質(zhì)量對(duì)列車行駛的穩(wěn)定性和安全性有比較大的影響，所以做好無(wú)砟軌道施工技術(shù)的控制是每一個(gè)施工單位都需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。在實(shí)際施工過(guò)程中，一些施工單位由于施工技術(shù)不成熟，缺乏施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鐵路無(wú)砟軌道施工效果造成了比較大的影響。為了保證高速鐵路無(wú)砟軌道施工質(zhì)量，需要對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道施工中存在的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的完善措施。

1 案例介紹

中鐵十六局滬昆鐵路客運(yùn)專線云南段項(xiàng)目部管段位于云南省嵩明縣牛欄江鎮(zhèn)境內(nèi)，起訖里程為DK1108+110.45～DK1124+148.325，全長(zhǎng)16.04km。CRTSⅠ型雙塊式無(wú)砟軌道正線長(zhǎng)度為32.08km延米。

軌道型式為CRTSⅠ型雙塊式無(wú)砟軌道，軌道結(jié)構(gòu)自上而下依次由U71MnG鋼軌、WJ-8B扣件、SK-2型軌枕和道床板、支承層（或底座）及端梁等組成。軌道結(jié)構(gòu)高度路基地段為815mm，樁板結(jié)構(gòu)以及剛性路基段（5m

2 無(wú)砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1 軌道剛度控制

當(dāng)無(wú)砟軌道從橋涵過(guò)渡段通過(guò)時(shí)，需要保證軌道具有良好的剛度。在施工過(guò)程中，軌道剛度控制是施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)技術(shù)要求比較高。為了保證結(jié)構(gòu)剛度可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，過(guò)渡段填筑級(jí)配碎石需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分層施工，分層夯實(shí)，分層檢測(cè)，嚴(yán)格控制填料的壓實(shí)度，且嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工，并進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，保證其可以達(dá)到施工要求。

2.2 沉降控制

由于高速鐵路無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)是利用扣件進(jìn)行連接的，因此對(duì)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性有著比較高的要求，所以在施工時(shí)做好軌道基礎(chǔ)的沉降控制是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于施工過(guò)程中地基基礎(chǔ)會(huì)有變形或沉降的情況出現(xiàn)，而且不易把握沉降規(guī)律，導(dǎo)致無(wú)砟軌道施工難度增加。

2.3 精度控制

由于無(wú)砟軌道對(duì)施工精度要求比較高，如果采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法是不能達(dá)到施工要求的，為了保證軌道線路的平順度，提高鐵路工程的施工質(zhì)量，發(fā)展和應(yīng)用高精度的測(cè)量技術(shù)和測(cè)量設(shè)備是非常必要的。在施工過(guò)程中，為了保證無(wú)砟軌道的平順性，需要一次性成型，并保證結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)固性。但是在實(shí)際施工的過(guò)程中，由于一些規(guī)范要求未能落實(shí)到位，對(duì)無(wú)砟軌道工程的施工質(zhì)量造成了比較大的影響。為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在利用軌道檢測(cè)小車進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要按照“兩點(diǎn)一線、定點(diǎn)定位”的原則來(lái)進(jìn)行定位。在測(cè)定時(shí)，距離測(cè)站20～80m的長(zhǎng)度范圍內(nèi)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度比較高，因此順接段長(zhǎng)度和搭接測(cè)量段的長(zhǎng)度要控制在6.26～20m之間，本工程取值為10m，并根據(jù)兩次測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量距離來(lái)確定具體的長(zhǎng)度。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，需要準(zhǔn)確的判斷和分析測(cè)站的位置，并做好數(shù)據(jù)的記錄和分析工作。在進(jìn)行精調(diào)時(shí)，在被調(diào)整軌道上放置小車，然后利用全站儀跟蹤測(cè)量小車?yán)忡R點(diǎn)，并將對(duì)應(yīng)點(diǎn)為軌道的位置顯示出來(lái)，并根據(jù)實(shí)際位置和設(shè)計(jì)位置的偏差對(duì)軌道方向進(jìn)行調(diào)整，軌道位置經(jīng)過(guò)精調(diào)后要將誤差保持在允許的范圍值內(nèi)。

2.4 線性控制

在無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，線性控制是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了保證線型的平直，保證施工質(zhì)量，需要做好監(jiān)測(cè)工作。此外，還要控制好軌道施工裂縫，對(duì)施工技術(shù)管理制度進(jìn)行完善，做好施工質(zhì)量的監(jiān)測(cè)工作，對(duì)遇到的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理，保證無(wú)砟軌道的施工效果。

3 無(wú)砟軌道施工技術(shù)難點(diǎn)控制

3.1 無(wú)砟軌道測(cè)量精度控制

本工程在進(jìn)行無(wú)砟軌道測(cè)量時(shí)，使用CPIII平面控制網(wǎng)對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行控制，布網(wǎng)形式如圖1所示。在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，CPIII點(diǎn)號(hào)會(huì)根據(jù)施工里數(shù)的變化進(jìn)行變化，為了保證施工測(cè)量精度，可以在線路右側(cè)使用偶數(shù)號(hào)進(jìn)行編號(hào)，在線路左側(cè)使用單數(shù)號(hào)進(jìn)行編號(hào)，然后根據(jù)編號(hào)進(jìn)行測(cè)量。另外，為了進(jìn)一步保證測(cè)量精度，需要利用全站儀來(lái)保證測(cè)量精度。

3.2 控制基礎(chǔ)沉降

在無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，為了保證列車通行安全性，需要控制好基礎(chǔ)沉降，在保證鐵路可靠性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提升行車的穩(wěn)定性。在進(jìn)行路基基層施工過(guò)程中，工作人員要提升思想認(rèn)識(shí)，對(duì)施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行確定，科學(xué)的指定施工方案。在開(kāi)展路基施工時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求進(jìn)行施工，合理選擇填充料的類型，控制好填充材料質(zhì)量。按照規(guī)范要求對(duì)沉降進(jìn)行觀測(cè)，如果路基沉降值超過(guò)規(guī)范要對(duì)其原因進(jìn)行分析，并針對(duì)性地采取相應(yīng)的控制措施。路基施工后對(duì)沉降進(jìn)行檢測(cè)，確保路基沉降值在規(guī)范范圍內(nèi)時(shí)才可以開(kāi)展無(wú)砟軌道的鋪設(shè)施工。

3.3 控制無(wú)砟軌道均衡剛度

在無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，當(dāng)無(wú)砟軌道從橋涵段經(jīng)過(guò)時(shí)，為了保證列車通行條件，需要保證軌道剛度分配的均衡性。在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，要做好現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，根據(jù)具體的情況合理地選擇施工材料和施工結(jié)構(gòu)型式。施工過(guò)程中，要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，對(duì)施工方案進(jìn)行落實(shí)，控制好施工進(jìn)度，保證無(wú)砟軌道均衡剛度，確保每個(gè)部位剛度都可以達(dá)到施工規(guī)范要求。

3.4 線形控制措施

3.4.1 外部幾何尺寸的控制。在對(duì)無(wú)砟軌道軌排的外部尺寸進(jìn)行控制時(shí)，需要重點(diǎn)做好軌道高程和相對(duì)中線偏差的控制。根據(jù)規(guī)范要求，要將軌道高程誤差和相對(duì)中線誤差控制在2mm內(nèi)，也就是說(shuō)軌道高程實(shí)際值、各處中線和設(shè)計(jì)誤差不能超過(guò)設(shè)計(jì)誤差2mm。在無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，保證軌道外部幾何尺寸可以保證軌道平順結(jié)性。在進(jìn)行高程測(cè)定時(shí)，會(huì)受螺桿支撐程度、扣件扭矩等因素的影響，因此在進(jìn)行精調(diào)時(shí)，要先將高軌設(shè)置高度進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)偏，進(jìn)而降低偏移量。

3.4.2 控制軌排內(nèi)部幾何尺寸。軌排內(nèi)部測(cè)量主要是測(cè)量軌道的相對(duì)平順性。主要對(duì)兩根鋼軌之間的高度差和兩根鋼軌之間的距離進(jìn)行測(cè)量。為了控制好軌排內(nèi)部幾何尺寸，需要通過(guò)精調(diào)實(shí)現(xiàn)。但是在測(cè)量過(guò)程中，如果溫度變化幅度過(guò)大，會(huì)影響儀器的測(cè)量精度。因此在對(duì)靜態(tài)平順性指標(biāo)進(jìn)行精調(diào)時(shí)，需要將軌向平順性拓展到鄰近軌枕的相對(duì)指標(biāo)。由于超高主要是鄰近鋼軌高程出現(xiàn)的，因此界定水平也是一樣的，對(duì)軌道進(jìn)行精調(diào)后可以達(dá)到規(guī)定限值1mm時(shí)，如果軌道鋪長(zhǎng)后水平偏差會(huì)存在大于超高限值的可能性，遠(yuǎn)比高程、中線等指標(biāo)超高限值的可能性大。

3.4.3 軌頭和軌縫的處理。在無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，一般會(huì)將軌縫保持在15～30mm之間。在進(jìn)行施工時(shí)，為了確保大型的設(shè)備可以順利從鋼軌通過(guò)，會(huì)將軌縫設(shè)計(jì)為最小值，同時(shí)為了防止鋼軌溫度過(guò)高導(dǎo)致鄰近鋼軌之間出現(xiàn)擠壓變形的情況，會(huì)將軌縫設(shè)計(jì)為最大值。根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求，軌縫之間的間隔距離要求保持在10～15mm之間，因此本軌道工程為小軌縫。考慮到上述因素，在進(jìn)行施工時(shí)要對(duì)軌枕之間的距離進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算后才可以選擇橋梁工具軌，使其可以和設(shè)計(jì)配套。這樣一來(lái)就會(huì)導(dǎo)致施工工序變得繁瑣，會(huì)增加施工費(fèi)用。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程要求保證軌枕的穩(wěn)定性以及軌縫間隔距離的合理性。根據(jù)本工程所在地區(qū)的溫差變化情況，要求將軌縫保持在8～10mm之間，在條件允許的情況下，需要將設(shè)計(jì)值調(diào)小。在對(duì)軌枕進(jìn)行微調(diào)試時(shí)，軌縫處的誤差很難使用三角平均測(cè)量法測(cè)量出來(lái)，所以在測(cè)量工作完成后，還需要使用鋼尺再次測(cè)量一次，將誤差保證在1mm以內(nèi)。

3.5 控制好材料質(zhì)量

在無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，施工材料是影響高速鐵路施工質(zhì)量非常重要的因素。例如砂漿、水泥等材料會(huì)直接影響工程質(zhì)量。由于砂漿、水泥等材料敏感性比較強(qiáng)，容易受環(huán)境溫度、工程施工等因素的影響，所以在施工時(shí)要選擇質(zhì)量良好的砂漿和水泥。嚴(yán)把材料的選擇關(guān)、運(yùn)輸關(guān)，做好材料的配比試驗(yàn)工作，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。另外，在材料拌和時(shí)，還要選擇合理的攪拌機(jī)械，并根據(jù)拌和要求進(jìn)行拌和施工，以提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，無(wú)砟軌道高速鐵路施工過(guò)程中，為了充分發(fā)揮出無(wú)砟軌道的優(yōu)勢(shì)，需要施工單位做好施工技術(shù)難點(diǎn)的施工管理，實(shí)施精準(zhǔn)化施工，并做好測(cè)量工作和技術(shù)管理工作。本工程施工后安排了兩輛動(dòng)車進(jìn)行試運(yùn)營(yíng)，經(jīng)過(guò)試運(yùn)營(yíng)后兩輛動(dòng)車速度在達(dá)到380km/h時(shí)依然可以穩(wěn)定運(yùn)行，施工效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 董沖峰.350km/h客運(yùn)專線CRTSⅠ型板式無(wú)砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009，（5）.

[2] 王國(guó)昌，徐小左，劉成龍.高速鐵路CPⅢ平面網(wǎng)的閉合差研究及其應(yīng)用[J].鐵道學(xué)報(bào)，2009，31（5）.

[3] 客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程施工技術(shù)指南（TZ216-2015）[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2015.

[4] 杜永昌.高速與客運(yùn)專線鐵路施工工藝手冊(cè)[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2006.

[5] 何元慶.華東地區(qū)CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道溫度特性試驗(yàn)分析[J].鐵道建筑，2017，（3）.

[6] 甄治國(guó).高鐵CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)重難點(diǎn)[J].中華建設(shè)，2017，（2）.

[7] 李清輝.蘭新客專無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)糾偏技術(shù)研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2017，（2）.

作者簡(jiǎn)介：何祖金（1982-），男，廣西桂平人，中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司工程師，研究方向：高速鐵路、高速公路施工管理。

（責(zé)任編輯：王 波）