城市軌道交通工程鋪軌施工技術研究

李建華

（中鐵三局集團線橋工程有限公司，河北廊坊 065201）

1 引言

在城市軌道交通工程中，軌道施工是關鍵環節之一，軌道結構形式和普通鐵路軌道基本一致，主要包括基礎和上部結構2 部分，基礎類型一般與線路所處空間有關，地下線路多采用短枕軌式整體道床，上部結構主要包括鋼軌、道岔、連接件以及相關設備。軌道結構不同，所采用的施工方法也不同，目前主要有換軌鋪設法和一次鋪設法2 種施工方法，由于換軌鋪設法施工技術、經驗等各方面都相對成熟，因此，應用較為廣泛，國內同類型工程建設中基本采用此方法。一次鋪設法目前類似施工經驗較少，但實際效果較為理想。本項目中經過綜合論證分析，擬采用一次鋪設法完成鋪軌施工。

2 項目概況

本項目軌道交通工程設計最大行車速度為80 km/h。軌道采用60 kg/m 無孔鋼軌，材質為U75V，直線地段標準軌長，曲線地段內軌釆用廠制縮短軌，軌距為1 435 mm 標準軌距；一般整體道床采用ZX-2 型扣件及配套預應力混凝土長枕。本項目全程為地下隧道作業，對于地面環境干擾較小，但由于地下隧道空間相對有限，且需要多工種協同施工，因此，可能會出現相互影響、相互制約等情況。

3 城市軌道的結構形式與構造

3.1 結構形式

目前，城市軌道交通工程的軌道形式主要有3 種，分別是橡膠輪胎式、非接觸磁懸浮式以及鋼輪鋼軌式，與鐵路軌道形式基本相同。本項目中采用鋼輪鋼軌式軌道。

3.2 基本構造

鋼輪鋼軌式主要由道床、軌枕、鋼軌、道岔、扣件以及附屬設施構成，其中，道床分為無砟與有砟兩種形式，地下軌道線路一般采用無砟道床，無砟道床分為短軌枕式整體道床、長軌枕式整體道床以及現澆承軌臺式整體道床，本項目中采用的是長軌枕式整體道床[1]。軌枕形式較多，比較常見的有鋼材、木材以及混凝土，本項目中采用的是混凝土軌枕，采用扣件與鋼軌連接。鋼軌采用短軌，采用接頭板焊接成長軌條。道岔主要有連接、交叉以及連接與交叉3 種形式，也是軌道施工中的重要構成部分。附屬設備主要包括護軌、車擋以及轉轍機等。

4 城市軌道交通工程鋪軌施工技術

4.1 準備工作

在城市軌道交通工程鋪軌施工中，準備環節的主要工作就是確定鋪軌基地，為后續施工的開展奠定良好基礎。鋪軌基地指的是具有鋪軌條件的生產場地，包括軌排組裝線、材料存儲區、卸料區以及相關機具設備。鋪軌基地的選擇應注意以下方面：（1）鋪軌基地所處區域交通要便利，便于運輸材料以及成品；（2）鋪軌基地所處區域應相對開闊，占地面積至少2 000 m2以上，沿線路長度至少100 m 以上，凈高至少15 m以上；（3）軌排吊裝井下料井寬度至少5 m，長度至少28 m，兩側10 m 范圍內地面荷載至少3.2 t/m2以上。在本項目中，根據工程特點以及線路實際情況，共設置4 個鋪軌基地，其中，峨眉山鋪軌基地占地面積為3 400 m2，安子站鋪軌基地占地面積為4 450 m2，瓦屋莊鋪軌基地占地面積為6 000 m2，西青鋪軌基地占地面積為3 240 m2，地面均為混凝土地面，設置單口雙線下料口，設備包括2 臺橋門式起重機，主要負責生產軌排以及材料存儲。

4.2 鋪軌方式的選擇

本項目中軌道結構設計為長軌枕式整體道床結構，因此，主要對長軌枕式整體道床結構施工方法進行對比分析，選擇技術性、經濟性最佳的施工方法。長軌枕式整體道床結構主要有兩種施工方法，分別是換軌鋪設法與一次鋪設法，其中，換軌鋪設法是先利用工具軌完成整體道床鋪設，在軌道外將永久軌焊接為長軌后，將其運輸至施工段進行換鋪。目前，國內很多城市在軌道交通工程施工中均采用換軌鋪設法，施工過程中除聯合接頭以外，鋼軌焊接作業均在鋪軌基地完成，可以有效保障焊接質量，同時，也能避免焊接作業對隧道空氣的污染，減少對其他施工活動的干擾[2]。目前，換軌鋪設法已經相當成熟，但也存在一定的不足，即鋪設和拆除工具軌不僅需要增加項目投資，而且施工周期也會相對較長。一次鋪設法不采用工具軌，一次性鋪設無縫線路，采用長度為25 m 的標準鋼軌，按照換軌鋪設法鋪設整體道床，鋼軌接頭在隧道內部完成焊接。一次鋪設法的優勢在于施工周期較短，項目投資較低，同時也能有效減少窩工，但由于鋼軌接頭需要在隧道內部完成焊接，易造成空氣污染，并且對其他施工活動的影響較大，施工過程中需要做好組織管理。

目前，雖然國內城市軌道交通工程中采用一次鋪設法的相對較少，但也有相關成功經驗，因此，結合本工程特點以及施工現場實際情況，本項目采用一次鋪設法完成鋪軌施工。

4.3 一次鋪設施工手段

一次鋪設施工主要有4 種方式，分別是長軌運輸法、長軌排運輸法、短軌排運輸法以及綜合法，下面對其中3 種方式進行對比分析。

4.3.1 長軌運輸法

在鋪軌基地將鋼軌焊接為125 m 的長軌條，采用運輸車將長軌條運輸至道床兩側；在隧道內部完成長軌條組裝，然后安裝扣件、懸掛軌枕；采用鋼軌支撐架架設軌排；整軌道；澆筑道床混凝土；焊接聯合接頭；鎖定無縫線路。這種施工方式可以確保鋼軌焊接質量，但由于鋼軌條長度較大，在隧道內組裝、鋪設難度較大，因此，施工效率相對較低[3]。

4.3.2 長軌排運輸法

在鋪軌基地完成鋼軌焊接、長軌排組裝、扣件安裝、軌枕懸掛等工序，然后采用運輸車將長軌排運輸至隧道內部；采用龍門吊將長軌排吊至施工路段，澆筑道床混凝土、焊接鋼軌接頭、鎖定無縫線路。這種施工方式將大部分工序在鋪軌基地完成，效率相對較高，同時，對隧道內部影響較小，但是長軌排運輸難度較大。

4.3.3 短軌排運輸法

短軌排運輸法與長軌排運輸法比較接近，采用的是長度為25 m 的標準鋼軌，首先，在鋪軌基地完成鋼軌焊接，長軌排組裝，扣件安裝，軌枕懸掛等工序；其次，采用運輸車將短軌排運輸到待鋪設路段，采用特制夾具將短軌排連接，然后澆筑道床混凝土，焊接長軌條，鎖定無縫線路[4]。這種施工方式大部分工序也是在鋪軌基地完成，效率相對較高，短軌排運輸難度也較小，但焊接作業需要在隧道內部完成，因此，對隧道內部空氣污染較大，對施工活動影響較大。

通過對比分析，在3 種施工方式中短軌排運輸法相對更為理想，大部分工序在地面鋪軌基地完成，作業環境好、干擾小，可以使施工人員作業條件得到明顯改善，雖然，焊接作業需要在隧道內部完成，可能會產生一定影響，但是相較于長軌運輸法與長軌排運輸法而言，整個施工過程整體難度較小。

4.4 長軌枕式整體道床施工工藝

長軌枕式整體道床施工工藝流程如下：（1）道床基底清理、鑿毛；（2）測設軌道基標；（3）鋪設龍門吊走行軌；（4）鋪設底部鋼筋；（5）組裝軌排；（6）軌排初調精調正位；（7）澆筑軌排支撐墩；（8）澆筑道床混凝土；（9）拆除小龍門吊走行軌；（10）澆筑水溝混凝土[5]。下面對其中重點環節進行闡述。

4.4.1 基標設置

根據項目施工設計圖紙、線路調坡、調線等相關資料設置好控制基標與加密基標。本項目中，控制基標曲線60 m、直線120 m、曲線起止點、圓緩點、道岔起止點以及緩原點各設置1 個，要求高程誤差不超過2 mm；角度誤差不超過6″；曲線段距離為1/10 000；直線段距離為1/5 000。加密基標曲線5 m、直線6 m 各設置1 個，要求高程誤差不超過2 mm，方向誤差不超過1 mm；曲線距離誤差不超過3 mm；直線距離誤差不超過5 mm。

4.4.2 安裝軌道支撐架

軌道支撐架是鋪軌施工的重要輔助設施，必須借助支撐架才能完成鋼軌和道岔架設。在本項目中，直線施工段軌道支撐架布設間距要求控制在3 m，曲線施工段軌道支撐架布設間距要求控制在2.15 m。直線施工段軌道支撐架應與線路保持垂直，而曲線施工段軌道支撐架應在線路切線方向。架設鋼軌、道岔時，要求調整好道床位置、軌距、高程、軌底坡以及鋼軌水平方向[6]，同時，測量軌枕懸掛位置，確保各項參數符合鋪軌施工標準以及GB/T 50299—2018《地下鐵道施工及驗收規范》中相關要求。完成調整后，要對于鋼軌或者道岔進行固定，然后開始澆筑道床混凝土。

4.4.3 道床混凝土澆筑

道床混凝土澆筑施工流程如下：（1）鋼筋綁扎。（2）立水溝模板與伸縮縫；要求模板安裝必須牢固，垂直度誤差不超過2 mm，位置偏差不超過5 mm。（3）進行混凝土澆筑作業。（4）振搗，注意應適度振搗，確保混凝土密實即可，防止振搗器與支撐架、鋼軌碰觸。（5）混凝土面層、水溝抹平處理。在混凝土完成初凝前，施工人員需要對水溝以及混凝土面層進行抹平，要求平整度誤差不超過3 mm，高程誤差不超過5 mm。（6）混凝土養護。混凝土終凝后，施工人員要及時做好養護措施，覆蓋混凝土表面，并灑水養護，養護時間不低于14 d，待混凝土強度達到5 MPa 時開始拆除軌道支撐架。需要注意的是在混凝土強度未達到設計強度的70%前，道床上嚴禁行人、行車。

5 結語

當下，城市軌道交通在城市發展中發揮著重要作用，尤其是在解決城市交通擁堵方面效果顯著，因此，城市軌道交通工程項目越來越多。在城市軌道交通工程鋪軌施工中，為確保施工質量，應結合工程具體情況選擇恰當施工方法，并嚴格按照施工工藝流程與要求施工。本項目中采用的一次鋪設法施工，不僅契合工程實際情況，同時也為類似工程施工積累了經驗，可以為城市軌道交通工程施工提供一定參考。