高速鐵路軌枕埋入式無砟道岔施工與精調技術研究

王炳陽

（中鐵十二局集團第三工程有限公司，山西 太原 030000）

1 南沿江城際鐵路項目概述

新建江蘇南沿江城際鐵路起止里程：DK0+000～DK281+120.847，全線正線長度278.53km，共設7 座車站，道岔共計136 組（其中88 組無砟道岔，變更增加3組，48 組有砟道岔，變更增加10 組）。

2 高速鐵路無砟道岔精調概況

高速鐵路主要由區間線路、車站道岔、車站到發線組成。軌枕埋入式無砟道岔為高速鐵路的關鍵轉線設備，內部尺寸復雜，預鋪、澆筑混凝土等施工要求高，澆筑混凝土后精調比較復雜，因此，澆筑道床板混凝土之前對道岔進行精細化調節是一個非常重要的環節。

2.1 軌枕埋入式無砟道岔精調的內容

從施工單位角度來說，高速鐵路道岔精調主要包括澆筑混凝土之前的精調和澆筑混凝土之后的精調。一般澆筑混凝土后的精調會委托給設備管理單位來進行。精調的主要內容包括以下幾個方面：

第一，道岔結構尺寸，包括道岔岔前的框架結構、整組道岔軌距、導軌部分的支距控制以及各部件之間鋪設圖尺寸（枕木間距、限位器間距）等。

第二，軌道的幾何尺寸平順性，要求整體達到大平大順，包括軌道軌向、整體位置的高低、水平及道岔扭曲等。

第三，進行工電聯調，內容有牽引設備的轉換力矩、各牽引點的動程一致性及開口值（牽引點移動距離）等。

2.2 軌枕埋入式無砟道岔精調的特點

與區間CRTSⅢ板式無砟軌道相比，軌枕埋入式無砟道岔精調具有以下幾個特點。

2.2.1 技術含量要求高

道岔零部件種類多，道岔結構尺寸、軌道幾何的尺寸之間相互影響，需要進行多次調整，受溫度、行車變化影響大。

2.2.2 存在交叉施工作業

除鋼軌軌件外，還有轉轍機、密檢器等電務設備，存在著大量的工務、務電接口，需要工務、務電共同配合才能完成。

2.2.3 道岔各部位尺寸精度更高

軌道幾何尺寸、各部位密貼程度、頂鐵間隙大小等精度要求達到mm 級，屬于高精度設備。

2.2.4 存在不可逆性

線下澆筑混凝土前鋪軌單位必須將道岔的各部位尺寸都精調完成，澆筑混凝土后只能使用部分非標精調件進行調整，如果澆筑混凝土前后誤差較大，使用非標精調件無法調整到滿足設備管理單位要求，還需進行返工處理。

3 軌枕埋入式無砟道岔施工、精調技術

3.1 施工準備

3.1.1 CPⅢ水準點的復測

線上鋪軌單位需對線下單位移交的CPⅢ評估報告中的控制點進行全面的測量檢查，對于損壞、缺失的CPⅢ控制點需要要求線下單位重新埋設并進行重新評估、編號；對于整個線下標段要合理劃分CPⅢ水準點的控制度，一般情況下，每段CPⅢ評估應不短于4km，并且標段及分部之間的CPⅢ水準點搭接不要坐落在道岔區段內。

3.1.2 人員、機械設備、對應工裝的準備

應當根據無砟道岔的施工技術特點、工況條件（考慮最不利工況）和對應施工組織設計的安排，合理配置無砟道岔澆筑混凝土前后精調所需的推軌件小車人員（需換手測量保證精度）和有施工過無砟道岔經驗的施工人員。配備軌道幾何測量儀并經過標定。配備道岔提升、橫向調整方向的工裝設備。

3.2 軌枕埋入式無砟道岔施工技術

3.2.1 組裝道岔預鋪平臺

埋入式無砟道岔道床板分3 層鋼筋網片，底層鋼筋綁扎完成后即可進行道岔預鋪，待預鋪好的道岔使用提升螺桿提起后，再進行中層及上層鋼筋綁扎。底層鋼筋安裝完成后進行道岔預鋪平臺的組裝，擺放方木前應使用測量儀器測出道岔大致位置，之后根據放樣情況依次擺放2m 長方木，根據道岔位置及道岔鋪設圖上每根岔枕的間距，使用油漆或記號筆在方木上做上記號[1]。

3.2.2 無砟道岔拼裝

（1）岔枕擺放

根據岔枕編號順序，逐一將岔枕放置在鋪設好的方木上，以南沿江城際鐵路張家港站P60-18#道岔（101#、103#）渡線5.3m 線間距為例，岔枕共計288 根，枕木長度從2.3～4.72m 不等。岔枕全部吊至預鋪平臺后，進行掛線調整，保證岔枕直股基本在一條直線上，人工使用撬棍微調，使岔枕中心和方木上記號大致重合。

（2）安裝橡膠墊板、鐵墊板

根據道岔鋪設圖在每根岔枕上安裝對應的橡膠墊板和帶有硫化層的鐵墊板。硫化墊板帶有4‰的軌底坡，安裝方向均朝向軌道線路中線側，安裝時使鐵墊板上大螺栓孔、橡膠墊板孔、岔枕上預埋絕緣套管孔三孔進行豎直對正，避免安裝螺栓時歪斜[2]。

（3）安裝道岔鋼軌

以18#道岔為例，道岔共有軌件10 件，擺放并調整鋼軌放置的位置，軌縫預留8mm，道岔鋼軌按照先組裝尖軌和心軌、后組裝基本軌的原則依次進行擺放安裝。

（4）安裝道岔扣件

尖軌和可動心轍岔部分扣件已經在道岔場內完成安裝，注意安裝鋼軌和鐵墊板鐵座間的距調整塊，嚴禁強行砸入，應滿足自由放置的原則，縫隙小于1mm，然后依次安裝T 形螺桿、Ⅱ型彈條、帶凹槽的彈簧墊圈、M27 螺母和防塵帽，使用虎嘯扳手將彈條緊固，以三點接觸為準，避免壓潰。

3.2.3 安裝道岔支撐體系

實現道岔固定和精調均采用道岔豎向支撐體系和側向牽引體系實現，該系統包括豎向M27/10.9 級全絲提升螺桿并在螺桿與底座間墊上配套厚度5mm、4×4cm 鋼板形成支撐調整裝置和側向中部可向兩側調節的1.3m 長剛性輔助拉桿，側向輔助拉桿路基地段一般采用28#精軋螺紋鋼自制的地錨裝置（一般高度為40cm），橋梁地段采用三腳架或T 型架、水平拉桿橫向調整裝置，以上裝置同軌檢小車和徠卡全站儀配合使用，完成澆筑道床混凝土前的精調。豎向、橫向調整體系安裝完成后，抽出墊在岔枕下方長2m、10×10cm 的方木[3]。

3.2.4 無砟道岔粗調

道岔方向、高程粗調工作由項目部測量隊采用徠卡電子水準儀現場放樣數據進行粗調。道岔區域每5m 測量一次，根據設計標高和方向得出該點的方向、高低調整值，然后對整組道岔逐點進行測量并通過道岔支撐體系調整到位。

道岔高程粗調使用水準儀采集道岔軌面標高，初次測量道岔高程調整數值。通過旋轉提升螺桿螺栓來調整道岔軌面標高，提升螺栓每隔1 根岔枕安裝1根。道岔初步起平后對剩余松動提升螺桿進行與底座板接觸上力，切勿過度調節。道岔首次粗調，整組道岔的軌面標高控制在低于設計軌面標高2mm 左右，切勿高于軌面設計標高。

道岔方向粗調由測量人員使用全站儀對無砟道岔線路中線控制點進行放樣，大方向控制好后，使用30m 鋼弦線進行矯正，對超標地段進行微調，調整到位后并對道岔進行固定。

道岔岔前為假軌距，一般通過調整道岔框架結構，中部導軌通過調整道岔支距，調整至允許偏差范圍內，保證道岔的幾何尺寸。

3.2.5 澆筑道床混凝土前精調

道床混凝土澆筑施工前精調一般采用軌檢小車配套全站儀等設備對扭曲、軌向、水平、軌距等指標進行檢測，根據采集的數據人工進行精細調整。此次精調一般選在環境較為穩定、外界影響較小的條件下進行，從而確保數據的準確性。

精調前要和線下單位對接，確定混凝土澆筑時間，以便確定道岔精調時間，道岔精調完成后，線下單位必須在24h 之內澆筑混凝土，否則該組道岔需要重新精調。

3.3 軌道幾何測量儀采集數據

采用全站儀配合軌檢小車，對道岔結構尺寸、道岔前后過渡段范圍內的CRTSⅠ型雙塊式枕木過渡軌道，進行絕對位置及道岔大平大順測量，并采集數據，生成分析報告。精調前使用標定過的一級電子軌距尺、標定的支距尺、彈性夾專用撬棍、小型起道機、0.01～1mm 鋼片塞尺、30m 鋼弦線、30 側面鋼板尺、方尺、100m 標定鋼卷尺等儀器及輔助測量工具進行道岔各項數據的復查核對。

3.3.1 基站建立

全站儀架設位置盡量靠近軌道中心線，確保全站儀器在整個測量過程中不傾斜、穩固。儀器穩固后進行基站建立。基站建立時后視CPⅢ控制點至少6 個，從而確保設站精度達到1mm。為減小誤差、提高測量精度，一般對棱鏡和連接桿件進行數字編號處理。每次進行精調測量時，測量同組道岔必須選用和原來編號的相同的棱鏡和連接桿件。

3.3.2 數據采集

道岔進行逐枕數據采集前，對輸入線路的曲線要素、超高進行復核，檢查測量儀器參數、軌面的清潔度，確保無誤后進行道岔數據采集。數據采集時全站儀在道岔中部設站軌檢小車，按照由遠及近的方向進行逐根存儲采集測量數據，且兩者最大距離不宜大于80m。道岔區域一般設置兩站即可完成數據采集，第一站采集數據完成后，第二站后視點自由設站，至少與第一站搭接4 個相同CPⅢ控制點，且兩次設站覆蓋的范圍必須重合10 根岔枕以上，兩次數據采集完成后進行數據對比，誤差需在允許范圍內，否則需要重新采集數據。

3.3.3 采集數據注意事項

第一，在低溫作業時，儀器應有一段的緩沖預熱時間，使儀器的各電子部件的工作狀態逐漸穩定。

第二，在晴天條件下作業時，應搭設遮陽棚，嚴禁太陽照射儀器，導致儀器水平氣泡跑動。

第三，避免在煙、塵、雨、霧、霜、雪、雷、電及4 級以上大風等不利條件下測量。

第四，全站儀、軌道幾何狀態測量儀應在儀器有效檢定期內。

3.4 采集數據分析及精調方案制定

軌檢小車采集的數據可直接反應出道岔水平、高程的數據評估表，并通過軟件分析得到相應的調整方案。

數據分析可利用安伯格小車精調軟件分析，模擬出各指標調整量。幾何狀態評估表主要有8 項內容，包括岔枕編號、對應枕木里程位置、平豎曲線絕對精度、道岔整體水平、軌距調整值、平豎曲線相對精度、道岔高程和相對方向。通過評估表生成的數據文件導入Excel 表格按照規范要求進行分析和調整，由此自動生成精調方案，就可以得到道岔各方面需要的調整的對應數值，并自動給出對應的調整量數值。

3.5 軌枕埋入式無砟道岔澆筑混凝土后精調及精調順序

道岔精調順序以張家港站60-18#道岔為例，先將道岔直股軌距、支距調整到位后再調整曲股，先將道岔調整至大平大順后再調整方向，最后使用精調件進行局部調整。

3.5.1 水平和高程調整

根據數據分析確定的精調方案，通過更換非標調高墊板來調整道岔水平情況。

3.5.2 鋼軌軌距和道岔方向調整

根據數據分析確定的精調方案，通過更換非標件進行調整軌距和方向，一般選用30m 鋼懸線，用鋼板尺逐個測量鋼軌與弦線的距離并記錄，調節道岔的方向。

3.5.3 密貼調整

無砟道岔密貼調整主要包括基本軌與尖軌之間，基本軌、尖軌與滑床板之間，基本軌、尖軌與頂鐵之間，心軌與頂鐵之間等。檢查時要使用塞尺逐一測量，超過1mm 就應進行調整。首先，按照鋪設圖將直基本軌和曲基本軌之間的框架尺寸調整正確；其次，將直曲股基本軌的高低和軌向調整正確，間隙超過1mm 的需使用頂鐵調整片進行調整，必要時需要對頂鐵進行打磨；最后，結合工電聯調，調整間隙處的牽引力來使軌件間密貼。

3.5.4 尖軌、心軌與滑床板密貼

用塞尺檢查軌底與滑床板的密貼，道岔處于鎖閉狀態時，且鋼軌軌底與滑床板的間隙超過1mm 時應進行調整。首先，將滑床板上表面調整到同一高程；其次，調整輥輪高度，以18#道岔為例，共有12 個（前6個為雙軸輥輪，后6 個為單軸輥輪），分別進行調整，使之符合技術條件要求。

3.5.5 尖軌降低值調整

降低值偏差超過1mm 易造成列車岔前晃車，直接影響行車穩定性，降低值超標時可以更換軌下橡膠墊板來調整。首先，降低值調整量在1～2mm 之間，且沿鋼軌縱向長度小于2m 時，應采取兩級過變的方法；其次，降低值調整量超過2mm 時，則需更換基本軌或尖軌的精調件。

3.5.6 精調前的準備工作

首先，根據整體施工安排及工作量，計算所需的精調人員、現場負責人、管理人員、安全員、施工配合人員等。

其次，根據軌道幾何狀態測量儀生成的方案，確定每天工作需要的精調件數量，配置足夠精調件，包括非標緩沖調距塊、軌距塊調整軌距，非標橡膠調高墊板調整高程、頂鐵非標調整片等。

最后，配備夜間精調照明設備、一級電子軌距尺、標定的支距尺、彈性件專用撬棍、小型起道機、0.01～1mm 鋼片塞尺、30m鋼弦線、30 側面鋼板尺、方尺、100m 標定鋼卷尺等儀器和電動扳手、大扭力扳手（配備M46、M37 套頭）、汽油發電機等機具。

4 結語

按照南沿江城際鐵路無砟道岔合同分工，鋪軌單位只負責無砟道岔預鋪和精調，澆筑混凝土由線下標段施工。本文按照此類分工從搭設無砟道岔預鋪平臺開始至道岔預鋪、粗調、澆筑混凝土前、后的精調以及精調注意事項進行了詳細闡述，以期提高高速鐵路軌枕埋入式無砟道岔施工、精調質量。