有軌電車槽型軌道岔施工技術(shù)

蔡魯泉 張群英 閆 龍 謝紹塔 朱萬旭

(1.中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司，712099,咸陽；2.桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，541004,桂林 ∥ 第一作者，工程師)

道岔是有軌電車基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。國外有軌電車發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，也形成了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如德國的VDV(德國運(yùn)輸公司協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)、英國的ORR(英國鐵路和公路管理辦公室)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)的有軌電車發(fā)展正處于起步階段[1]。文獻(xiàn)[2-4]針對6號道岔的特性展開不同的研究分析；文獻(xiàn)[5-6]根據(jù)國內(nèi)外有軌電車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，對道岔、鋼軌、扣件等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展提出建議；文獻(xiàn)[7]分析了國外部分有軌電車槽型軌道岔，并結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有鋼軌品種，設(shè)計了59R2槽型軌的6號單開道岔；文獻(xiàn)[8]根據(jù)工程需要設(shè)計的梳子型道岔，為有軌電車道岔設(shè)計提供了新方向、新思路；文獻(xiàn)[9]根據(jù)現(xiàn)有的道岔形式，為道岔的選型提供建議。但道岔需根據(jù)線路需求進(jìn)行設(shè)計與施工，難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。同時，我國尚未健全相應(yīng)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范[10]，對于槽型軌道岔的施工還缺乏足夠的技術(shù)儲備。現(xiàn)代有軌電車軌道設(shè)計理念和施工方法也不能簡單參照地鐵模式和國外經(jīng)驗(yàn)，需要根據(jù)工程特點(diǎn)開展現(xiàn)代有軌電車道岔施工技術(shù)的相關(guān)研究。因此，以北京有軌電車西郊線軌道安裝工程為例，通過介紹軌道安裝工程中道岔安裝施工技術(shù),分析研究工程的難點(diǎn)及應(yīng)對措施。

1 工程概況

北京有軌電車西郊線軌道安裝工程線路全長8.864 km，其中，地下線3.736 km，地面線5.147 km。該工程的地面段線路比較長，且在既有道路施工，干擾因素多；而且線路曲線段多、半徑小，因此施工難度大。工程設(shè)計采用整體框架式結(jié)構(gòu)的3號和6號小號碼道岔，鋼軌采用59R2槽型軌，扣件采用W-tram無枕式扣件與WH-1型無枕式扣件。在道岔安裝施工中需保證整體式框架結(jié)構(gòu)的共面性，實(shí)現(xiàn)道岔的無縫焊接。

2 施工技術(shù)

2.1 工藝流程

道岔安裝采用散鋪架軌法施工，其具體工藝流程為：施工準(zhǔn)備→基標(biāo)測設(shè)→基底處理→材料散布→劃分道床塊→道岔架設(shè)及粗調(diào)→道岔組裝→鋼筋綁扎→道床立模→道岔調(diào)整→道床混凝土澆筑→道床混凝土抹面、養(yǎng)生→拆除模板及支撐架→質(zhì)量檢查→道岔焊接及放散→二次精調(diào)→質(zhì)量驗(yàn)收→防護(hù)材料安裝→瀝青混凝土攤鋪。

2.2 現(xiàn)場準(zhǔn)備

地面段施工干擾因素多，在施工前應(yīng)做好覆工板道口施工的人員、材料、設(shè)備及技術(shù)的準(zhǔn)備。同時，根據(jù)工程需要及基標(biāo)測設(shè)(鋪軌基標(biāo)測設(shè))結(jié)果進(jìn)行施工準(zhǔn)備，單開道岔及交叉渡線的控制基標(biāo)與加密基標(biāo)的設(shè)置如圖1～2所示。其中，加密基標(biāo)均為線路中心線偏1.4 m。然后進(jìn)行基底處理、材料散布。最后根據(jù)設(shè)計圖紙將道岔道床塊進(jìn)行粗略劃分后，利用基標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)確劃分道床塊；遇到土建結(jié)構(gòu)縫時則加設(shè)結(jié)構(gòu)伸縮縫，彈出道床塊模板邊墨線、模板橫向線，劃分出每個道床塊。

圖1 單開道岔基標(biāo)設(shè)置示意圖

圖2 交叉渡線基標(biāo)設(shè)置示意圖

2.3 道岔布置

1) 道岔架設(shè)及粗調(diào)：進(jìn)行小號碼道岔框架架設(shè)時，可采用框架快速拼裝工法，將鋼軌一次性架設(shè)到位。即：在道岔擺放完成后，將道岔用廠家配置的拼裝接頭夾板連接起來；再按照從道岔前至道岔后的順序安裝連接拉桿，使用液壓起道器從軌道前方位置開始將道岔打起，用墊木或鋼軌支撐架將鋼軌架立，倒換壓機(jī)依次將道岔框架架起；利用道岔托架和斜向支撐粗調(diào)軌道高程和方向，使道岔框架與前后部位保持共面性，防止局部支撐或受力不均勻?qū)е虏考で冃巍?/p>

2) 道岔組裝：粗調(diào)完成后，按照道岔鋪設(shè)圖進(jìn)行組裝。在小半徑曲線段鋪設(shè)時，需要在現(xiàn)場進(jìn)行鋼軌預(yù)彎，以滿足鋪設(shè)要求。同時，對于有軌電車小號碼道岔，組裝鋼軌時，兩股鋼軌上扣件中心線與線路中線要垂直，左右股鋼軌間距必須滿足設(shè)計要求；為避免防護(hù)材料安裝過程中出現(xiàn)問題，鋼軌間距誤差需控制在±5 mm之內(nèi)；扣件安裝要牢固。

3) 鋼筋綁扎：將作有類型標(biāo)識的鋼筋散布至所設(shè)置的鋼筋網(wǎng)格基面上后，進(jìn)行人工布設(shè)、鋼筋綁扎固定。同時在鋼筋網(wǎng)下設(shè)置不小于鋼筋強(qiáng)度等級、厚度不小于40 mm的混凝土墊塊作為保護(hù)層。鋼筋綁扎要求：綁扎雙排鋼筋，相鄰兩排鋼筋之間的局部偏差不大于 ±5 mm；同排的受力鋼筋之間局部偏差不大于 ±20 mm；箍筋間距偏差不大于 ±20 mm；分布鋼筋的間距偏差不大于 ±20 mm；處在道床下層的混凝土保護(hù)層厚度與設(shè)計值偏差不大于 ±5 mm，處在道床上層的保護(hù)層厚度與設(shè)計值偏差不大于 ±10 mm。

2.4 道床立模

按照道床輪廓線，利用規(guī)格為300 mm鋼模板進(jìn)行道床立模。鋼模板支立之前，在其上均勻地涂抹脫模劑并保持濕潤；在鋪設(shè)時，保持鋼模板平整、牢固，確保鋼模板之間接縫嚴(yán)密，且不能出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。同時，應(yīng)保證鋼模板工作面垂直，使不垂直度小于 ±2 mm，表面不平整度小于 ±3 mm，高程誤差不大于 -5 mm。

2.5 道岔精調(diào)

按照道岔設(shè)計和規(guī)范要求調(diào)整軌道幾何狀態(tài)。調(diào)整順序?yàn)椋合日{(diào)整水平狀態(tài)，再調(diào)整軌距；先調(diào)整基標(biāo)的位置，再調(diào)整基標(biāo)之間的距離；先進(jìn)行粗略調(diào)整，再進(jìn)行精細(xì)調(diào)整；反復(fù)調(diào)整直至精度符合道岔驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢查確認(rèn)符合要求。對于道岔精調(diào)，則先調(diào)整直股段，再調(diào)整曲股段；先調(diào)整水平狀態(tài)，再調(diào)整軌距和支距；先進(jìn)行粗略調(diào)整，再精細(xì)調(diào)整；反復(fù)調(diào)整直至其精度符合道岔鋪設(shè)完成后的精度要求。

2.6 道床混凝土澆筑

隱檢符合要求后方可澆筑混凝土。道床澆筑時，應(yīng)連續(xù)澆筑至道床伸縮縫，避免出現(xiàn)施工冷縫；混凝土澆筑時，應(yīng)加強(qiáng)扣件四周振搗，收面時應(yīng)加強(qiáng)收面高低控制。澆筑過程中，應(yīng)及時清理灑落混凝土。拆除軌架后，應(yīng)及時修補(bǔ)道床面，進(jìn)行道床養(yǎng)護(hù)、質(zhì)量檢查。

澆筑結(jié)束前，對軌道幾何尺寸、道床尺寸進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)軌道變化和跑模應(yīng)立即進(jìn)行處理。同時，在混凝土初凝前后應(yīng)及時進(jìn)行面層抹面、養(yǎng)護(hù)，以提高道床混凝土表面的平整度，減少混凝土收縮量。道岔道床清掃干凈后，每天噴涂不少于3遍的養(yǎng)護(hù)劑。噴涂養(yǎng)護(hù)劑時，需先沿線路橫行均勻噴涂一次，再縱向均勻噴涂一次，養(yǎng)護(hù)天數(shù)不少于7天。

2.7 道岔施工

1) 道岔焊接及放散：59R2槽型軌單開道岔及交叉渡線均為無縫道岔，采用鋁熱焊進(jìn)行道岔內(nèi)部焊接，工藝要求高。此外，無縫線路應(yīng)力放散要求精度高。該工程小半徑曲線多，該地段放散難度大。按圖紙要求預(yù)留軌縫。鋁熱焊焊接施工時，現(xiàn)場根據(jù)需要進(jìn)行鋸軌，預(yù)留焊接軌縫。鋁熱焊施工時，嚴(yán)格按照鋁熱焊相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行。鋼軌探傷后，根據(jù)設(shè)計鎖定軌溫對道岔進(jìn)行放散鎖定。

2) 二次精調(diào)：對于軌道高程精調(diào)，利用規(guī)格為1 mm、2 mm、3 mm、5 mm的調(diào)高墊片進(jìn)行調(diào)整；對于軌距精調(diào)，采用更換不同尺寸的軌距塊的方法進(jìn)行調(diào)整。軌道水平、高程、軌距調(diào)整完畢后，再一次進(jìn)行復(fù)測，若有不符合要求的再進(jìn)行調(diào)整，直到滿足規(guī)范要求。

3) 質(zhì)量驗(yàn)收：參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，道岔部分的質(zhì)量驗(yàn)收要求為：導(dǎo)曲線不得有反超高；尖軌無損傷，尖軌水平藏尖3 mm；在靜止?fàn)顟B(tài)下，尖軌尖端至第一牽引點(diǎn)與基本軌密貼，間隙小于0.2 mm，其他地段小于1 mm。道岔整體允許偏差應(yīng)符合表1規(guī)定。

表1 道岔整體允許偏差

2.8 道床頂面施工

1) 防護(hù)材料安裝：將膠均勻涂抹于防護(hù)材料后進(jìn)行粘接，并采用夾具固定約1 h，保證粘貼質(zhì)量。

2) 瀝青混凝土攤鋪：在軌道道床頂面回填石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫后，進(jìn)行瀝青混凝土攤鋪。采用小夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)。采用木條在鋼軌兩邊預(yù)留1 cm縫隙，對于縫隙，采用改性瀝青封縫。

3 施工難點(diǎn)及解決方案

1) 該工程地面段較多，在既有道路施工干擾因素多，施工組織困難；平交道口較多，許多道口無封閉施工條件，施工影響因素多，施工難度大。針對不能斷道的平交道口軌道施工，采用覆工板道口施工工藝。即：軌道鋪裝完畢后采用覆工板鋼便橋完成道路導(dǎo)改，后續(xù)鋼軌焊接、應(yīng)力放散、防護(hù)材料安裝等無需再進(jìn)行道路導(dǎo)改。

2) 受線路條件限制，該工程小半徑曲線較多，最小曲線半徑為30 m。需要在現(xiàn)場預(yù)彎鋼軌，以滿足鋪設(shè)要求。通過鋼軌焊接形成長軌條，鋼軌預(yù)彎后，一次性鋪設(shè)鎖定無縫線路，避免了鋼軌焊接接頭出現(xiàn)硬彎情況。

3) 槽型軌小號碼道岔采用的是框架式整體結(jié)構(gòu)，在施工過程中需根據(jù)工程特點(diǎn)研發(fā)新工具、采用新工法進(jìn)行拼裝。可采用框架快速拼裝工法，即：通過道岔連桿迅速拼裝整體框架，保證共面、共線；利用專用鋼軌支撐架，將鋼軌一次性架設(shè)到位，進(jìn)行整體道床澆筑；澆筑完成后進(jìn)行道岔鋁熱焊接、道岔應(yīng)力放散鎖定。

4) 根據(jù)該工程軌道施工特點(diǎn)，為了方便、快捷地施工，研發(fā)了槽型軌仿形夾具、槽型軌用應(yīng)力放散設(shè)備、鋼軌除銹機(jī)、防護(hù)材料安裝仿形夾具、槽型軌軌腰除銹機(jī)等工具。部分工具如圖3～4所示。

圖3 槽型軌用撞軌包示意圖

4 結(jié)論

1) 采用的覆工板道口施工工藝及一次性鋪設(shè)鎖定無縫線路方法，能夠解決工程施工中因工程穿越地段復(fù)雜、曲線半徑小、坡度大、施工組織難度大等不利因素所引發(fā)的難題，滿足設(shè)計及施工要求。

圖4 包裹材料仿形夾具

2) 對于現(xiàn)代有軌電車小號碼道岔拼裝，采用框架快速拼裝工法進(jìn)行施工。研發(fā)的新型施工工具，能夠滿足工程施工需要，能夠使道岔安裝施工更加方便快捷。

3) 北京現(xiàn)代有軌電車西郊線已開通運(yùn)營，驗(yàn)證了現(xiàn)代有軌電車槽型軌道岔施工工藝的可行性。