重載鐵路彈性支承塊式無砟軌道軌排框架法施工技術

董小梅

（中鐵十七局集團第二工程有限公司， 陜西 西安 710000）

0 引言

無砟軌道以其免維修或少維修、運行平穩、安全、使用壽命長等特點，越來越受到重視，是目前鐵路建設常用的軌道結構形式，在客運專線、高鐵、城際鐵路中廣泛使用。近年來在貨運鐵路、重載鐵路建設中也逐步開始大量使用，如中南鐵路建設中，所有500m 以上隧道均采用無砟軌道。浩吉鐵路建設中，所有1000m以上隧道及隧道群（含路基、橋梁）均采用無砟軌道。無砟軌道結構形式眾多，在重載鐵路中主要使用彈性支承塊式和長枕埋入式兩種。隨著大量無砟軌道在重載鐵路的使用，如何快速、安全、高質量完成施工便成為擺在建設者面前的一個難題，軌排框架法是一種非常有效的施工方法，本文通過武家坡隧道彈性支承塊式無砟軌道施工，詳細介紹軌排框架法施工工藝及要點，總結其施工關鍵技術。

1 工程概況

1.1 工程概況

浩吉鐵路是國家北煤南運戰略通道，全長1814km，為25t 軸重重載鐵路，全線1000m 以上隧道和隧道群采用無砟軌道結構，其中隧道內采用彈性支承塊式結構，路基、橋梁采用長枕埋入式結構。武家坡隧道位于陜西省靖邊縣，全隧采用彈性支承塊式無砟軌道，共用彈性支承塊17812 塊。

1.2 設計概況

彈性支承塊式無砟軌道主要由鋼軌、扣件，混凝土支承塊及配套橡膠套靴、支承塊下彈性墊板和鋼筋混凝土道床板組成，軌道結構高度為650mm。

鋼軌，采用60kg/m、100m 定尺長、U75V 無螺栓孔新鋼軌。

扣件和軌枕，采用重載彈性支承塊（含橡膠套靴和塊下橡膠墊板），在工廠預制。扣件采用彈條Ⅶ型，間距600mm，支承塊混凝土強度等級為C50,不得有裂紋，支承塊四側面宜設置一定坡度，方便混凝土支承塊脫模和運營后的養護維修。

道床板，混凝土強度等級為C40，分塊澆筑，標準長度為6580mm。

2 重載鐵路無砟軌道與普通鐵路無砟軌道設計主要區別

軌道結構高度方面：普通鐵路無砟軌道結構高度隧道段為515mm。而浩吉重載鐵路無砟軌道結構高度隧道段為650mm。浩吉重載鐵路無砟軌道結構高度與普通鐵路增加135mm。

道床板結構方面：普通鐵路無砟軌道道床板厚度隧道段為260mm，浩吉重載鐵路無砟軌道道床板厚度隧道段為393mm。

底座板（支承層）結構方面：普通鐵路路基段支承層厚度300mm、寬度3400mm，采用C35 標號混凝土或水硬性混合料。浩吉重載鐵路路基段支承層厚度340mm，寬度3400mm，采用C40 混凝土。

軌枕、鋼軌方面：普通鐵路采用一般結構軌枕，間距650mm，采用WJ-8B 型扣件，U71MnG 熱處理鋼軌。浩吉重載鐵路采用重載型軌枕（支承塊），間距600mm，采用彈條Ⅶ型（WJ-12 型）扣件，U75V 熱處理鋼軌。

道床板結構配筋方面：以浩吉重載鐵路隧道內彈性支塊式無砟道床與普通鐵路隧道內雙塊式無砟軌道一塊單元板配筋相比，浩吉重載鐵路縱向鋼筋布置為Φ 16 鋼筋下層16 根+上層12 根，而普通鐵路縱向鋼筋布置為Φ16 鋼筋下層11 根+上層7 根，相應其它橫向鋼筋、上下層連接鋼筋等均有較大不同。

3 施工方案

彈性支承塊式無砟軌道采用軌排框架法施工，軌枕及支承塊由預制廠運輸至洞外場地集中堆放后，采用叉車配合平板運輸車運輸至各使用地點，鋼筋在加工廠集中加工運輸至現場使用位置，混凝土由拌合站集中供應，采用混凝土輸送車運輸，龍門吊料斗送混凝土入模，插入式搗固棒搗固，人工抹面、整修和養護。

軌排框架法主要設備包括龍門吊、軌道排架、移動式組裝平臺、混凝土輸送泵等。采用雙線同時施工，從遠至近倒退法施工，軌枕和鋼筋堆放在線路兩側位置，施工分為雙線兩個作業面，左側先行施工，右側緊跟，左右應錯開一個工作循環；單線施工區域依次劃分為施工準備區、鋼筋綁扎區、軌排架設調整區、混凝土澆筑區、混凝土養護區、模板拆除及后續處理區等，雙線交錯推進，以加快施工進度。

無砟軌道施工前做好以下幾項準備工作方可正式開始。線下工程要驗收合格，線下工程沉降評估合格，CPⅢ精調控制網建網、復測完成，施組、專項方案、開工報告等技術文件審批完成，相關人員全員培訓并考核合格。

4 主要工序施工方法及控制要點

4.1 仰拱表面鑿毛

采用銑刨機對仰拱填充面道床中線2.7m 范圍內進行鑿毛，溝槽側20cm 范圍內采用人工鑿毛，深度控制在1～2cm，嚴禁將道床板范圍以外進行鑿毛。鑿毛紋路清晰、均勻、整齊。在鋪設道床板鋼筋網前再次用高壓水沖洗干凈、保濕2 小時以上且無多余的積水。

4.2 預埋剪力筋

剪力筋要按標準布置，植入混凝土深度不得小于200mm，鉆孔深度要大于植筋長度（1cm），鉆孔直徑大于鋼筋直徑4～5mm。剪力筋位置要準確放樣，保證剪力筋位于兩根支承塊中間，并不得與箍筋相連。

4.3 道床板鋼筋

4.3.1 鋼筋加工

控制好下料尺寸，主筋按略小于設計尺寸加工，箍筋尺寸要略大于設計尺寸，方便安裝，但調整量不得大（小）于設計尺寸1cm。上、下層鋼筋間支撐鉤筋尺寸，需根據設計尺寸并結合仰拱填充面標高確定，不得全部按統一尺寸加工，所有鋼筋彎鉤要嚴格按設計尺寸加工。

4.3.2 鋼筋綁扎

底層鋼筋砼墊塊按梅花型布置，每平方米不少于4 塊，上下層鋼筋的保護層厚度為40mm。每個支承塊四周設置3 根支承塊箍筋，箍筋應采用絕緣卡可靠絕緣，并與其他道床板鋼筋絕緣。箍筋上圈與上層橫向鋼筋相平、下圈與支承塊底部相平、中圈分中設置，保證箍筋與支承塊四周空隙均勻。四角用4 根鉤筋固定，為方便安裝可將箍筋先焊接成圈。

4.4 接地鋼筋

綜合接地每個單元設置，不單獨設置接地鋼筋，利用頂層三根縱向鋼筋和一根橫向鋼筋連接接地系統，于每個單元道床板兩端外側設接地端子，接地端子與接地鋼筋焊接單面焊不小于200mm，雙面焊不小于100mm，焊縫高度不小于4mm。可靠接地面積不小于200mm2。接地端子螺紋套筒應與道床板側面平齊，確保澆筑完成后接地端子頂面高出混凝土頂面最少2mm。混凝土澆筑前、后進行接地端子電阻測試。

4.5 模板與施工縫安裝

根據測量放線位置，仰拱填充標高不足的用砂漿找平，曲線段采用外軌抬高的方式，根據超高值，加高部分增加相應的加高模板。由于整體道床與水溝電纜槽間間距只有10cm，采用設置在模板面板內部增加鋼釬固定，在模板背楞上插豎向鋼筋以便用螺旋扣輔助拉緊固定。每塊模板間的拼縫采用雙面膠做好嚴密不漏漿，螺栓要上全，模板要打磨干凈、刷脫模劑，模板線性順直。

伸縮縫內泡沫板直接安放在伸縮縫位置，采用鋼板兩端固定在側模和軌枕上，兩側用方鋼預留出20mm 寬、40mm 深的凹槽，待混凝土澆筑完成后抽出鋼板和方鋼，頂面用電動切縫工具將伸縮縫的聚乙烯泡沫塑料板剔除30～40mm。

4.6 支承塊存儲、運輸

4.6.1 支承塊存儲

支承塊的儲存場地進行平整堅固，避免因存放后產生不均勻沉降，場地四周設置排水溝，存放場地內設置排水坡。存放要求具體如下：在專用存放場地應成垛碼放，中間隔兩個木條，碼垛層數原則上不宜超過3 層，底層不應直接接觸地面，且存放時間不宜過長，避免導致支承塊橡膠套靴脫膠和長枕的變形，但應施工現場條件受限時，碼垛層數不應超過5 層，碼垛層數增加后應采取防傾倒措施。

5.6.2 支承塊運輸

采用汽車運輸至隧道洞口存放區，再利用叉車配合龍門吊運至鋪設位置。運輸時確保對稱裝載，同時在車廂立柱與支承塊間或前后倆垛支承塊間加墊木板或草簾等其它軟質材料，以限制其水平位移，最后用繩索進行捆扎，在棱角處加墊軟質襯墊物。

4.7 軌排組裝

彈性支承塊應放正，支承塊軌底坡方向與軌排框架軌底坡方向要一致。支承塊軌底坡應指向線路中心，頂面廠標應設于鋼軌外側，不得掛反支承塊；每塊支承塊應用兩根有一定彈性的打包帶，在承軌臺兩側各綁軋一道，綁軋要松緊適宜。打包帶在施工期間不能抽除、剪斷，應在混凝土養護完成后拆除。施工期間發現打包帶松動、脫落、斷裂等現象，應立即重新綁軋；支承塊帽檐與橡膠套靴交界處用透明膠帶封口，施工期間應檢查封口是否完好，有破損的要立即重新密封，防止異物從交界處進入套靴與支承塊側面間縫隙。

4.8 混凝土澆筑

混凝土澆筑同時進行振搗作業，混凝土搗固采用4 個振搗器人工進行振搗，采用直徑5cm、3cm 兩種規格的振搗棒配合進行，先用5cm 的振平、振實，再用3cm 的朝斜向對支承塊底部進行振搗，確保支承塊四周、底部混凝土密實。

表層混凝土振搗完成后及時收面，按設計要求設置排水坡，并嚴格控制道床板頂面的標高和平整度，并采用木抹和鋼抹分三次收面，在混凝土入模振搗后及用木抹完成粗平，隨后再用鋼抹抹平，在混凝土初凝前進行第三次抹面、壓光。混凝土頂面低于橡膠套靴帽檐的下面2mm，嚴禁混凝土將橡膠套靴掩埋。

4.9 軌排、模板拆除

4.9.1 拆除時間確定。拆除時間應在混凝土初凝后進行，判斷混凝土初凝采用鋼球試驗方法，將一半徑5cm（約4kg）左右的鋼球放置在道床板混凝土表面，靜置1 分鐘，看壓痕大小，如壓痕直徑不大于34mm，則說明混凝土已經初凝，可以進行軌排框架、模板拆除。

4.9.2 拆除順序。拆除分兩步進行，第一步在混凝土初凝后，先松開軌排框架間連接魚尾板，再松開扣件；第二步在混凝土終凝后，先拆除魚尾板，再拆除支撐螺桿，最后拆除全部扣件，用專用吊具吊移軌排框架。拆除按從后向前順序逐榀拆除，最后留1-2 榀不拆，以便與下一循環搭接相連。

4.10 道床養護

混凝土澆筑完成后，采取初期養護采用噴霧器（自動噴淋管或霧炮器）進行養護；拆除軌道排架后采用土工布覆蓋噴水保濕養護。混凝土養護完成后，支承塊與道床板之間縫隙可用密封脫封口。

5 施工效果

軌排框架法施工速度快、質量高、安全性好、工人勞動強度低。

武家坡隧道彈性支承塊式無砟軌道5224m，用時51天，日綜合進度指標102m，最大日進度達180m，均大于常規方法。經對已完無砟軌道幾何尺寸、混凝土強度、線路中線、標高、軌道幾何狀態參數等全面檢測，質量全部合格。使用成套設備組成流水線施工，大大降低工人勞動強度，提高了施工安全。

6 結論

軌排框架法在浩吉鐵路施工中得到了廣泛使用，不僅可用于彈性支承塊式無砟軌道，也可用于長枕埋入式無砟軌道，該方法施工速度快，能保證支承塊幾何參數，為后續軌道精調奠定堅實基礎，大大減少了軌道精調的扣件更換率，降低了施工成本，效果良好。今后如在工裝通用性、道床混凝土抹面方法、混凝土澆筑方式等方面進一步研究出更合理、便捷的方案，軌排框架法將會得到更廣泛的應用。