双块式无渣轨道整体道床施工工法

TYYGZ---I双块式无砟轨道整体道床

组合式轨道排架法施工工法

中铁十二局集团有限公司四公司

田维杰张超

1.前言

整体道床作为先进的轨道基础结构有抗列车冲击和抗疲劳作用能力强、使用寿命长、列车运行平稳、速度高、维修少等特点，在铁路长大隧道、城市轨道交通、高速铁路特殊地段等方面有着较好的应用前景，但其精度要求高，施工难度大。精伊霍铁路色勒克特3号隧道全长5200m，洞内设计采用TYYGZ---I双块式无砟轨道整体道床，中铁十二局集团第四工程有限公司在施工中合理配置了轨道排架等设备，对施工工艺进行了改进和完善，顺利完成了该隧道的整体道床施工，取得了较好的经济效益和社会效益，并在实践中形成了本工法。

2.工法特点

2.1机械设备简单可靠，资金投入少。

2.2可实现机械化作业，一次浇筑道床混凝土成形，劳动强度低，作业安全。

2.3测量工具简单，易操作，施工精度高，可提高工程质量。

2.4施工程序简单，连续性强，各道工序衔接配合紧凑有序，全过程平行流水作业，施工进度快，工效高。

2.5环境污染小，现场施工便于组织和管理。

3.适用范围

本工法适用于采用TYYGZ---I双块式无砟轨道整体道床的铁路隧道、城市地下铁道等工程（只要两侧有水平方向约束或可以形成水平方向约束即可满足施工条件）。

4.工法原理

4.1无碴轨道整体道结构

钢筋混凝土道床混凝土仰拱填充

双块式轨枕型弹性分开式扣件淬火钢轨

图4.1-1整体道床结构

整体道床主要组成结构为:C40道床钢筋混凝土、TYYGZ---I双块式砟枕、WJ-7型弹性分开式扣件、60kg/m淬火钢轨。道床结构如图4.1-1。

4.2施工机具及场地布置

从施工起点到施工终点，施工机具依次排列为：组合式轨道排架→移动式组装平台→轨行门式起吊机→混凝土输送泵→混凝土搅拌送输车。混凝土施工时机具依次排列为：整体式轨道排架→组合式轨道排架→专用门式吊机→移动式组装平台→混凝土输送泵→混凝土输送车，详见图4.2-1。

4.3工艺原理

双块式轨枕与轨道排架用移动式组装平台安装，龙门吊装就位，每组轨道排架之间用接头夹板连接为一体，固定和调整利用轨道排架及螺纹丝杠来实施。

4.3.1轨道排架采用50kg/m钢轨制作,长6.25m。通过控制排架的轨距、轨向、轨面平直度、挂蓝外缘间距、钢轨中心距等转换原理来实现精确控制双块式无砟轨道整体道床施工。

4.3.2轨排通过两侧轨向调整丝杠来锁定轨向，通过轨排支腿丝杠升降来锁定轨面高程。

4.3.3利用铁路线路施工的调轨原理进行轨道排架的精确调整定位。

5.施工工艺流程及施工要点

5.1施工工艺流程

施工工艺流程见图5.1-1。

5.2操作要点

5.2.1道床基地清洗

无砟轨道基础顶面必须平整，高程误差为0 mm，-20mm。施工前对基顶面进行凿毛，彻底清除泥块、浮砟等杂物，并用高压水冲洗，清刷干净基底表面，道床板混凝土灌注时基底不得有积水。基底处理后进行验收签认。

5.2.2水沟外测处理

为防止道床板伸缩带动隧道侧沟边墙开裂，现浇道床板混凝土之前在侧沟边墙与道床板接触面涂刷2mm厚乳化沥青隔离层。涂刷乳化沥青隔离层前，用高压水冲洗，清刷干净侧沟边墙表面。

5.2.3基准点测设

基准点的测设致关重要，它是轨排架设与调整的基准。沿线每5m设置一个基准点。基准点测设在两侧水沟顶上，在轨面线同一标高处，同时施工现场要按设计埋设基准器。在施工前对施工范围内的线路中心线、高程进行闭合性测量，每60m设置一个线路控制点，在变坡点和竖曲线起点增设一个控制点。先加密中线点，后加密水准点。然后将中线点与水准点引至同一对应基准点，制表记录每个基准点的标高及基准点到线路中心线的距离，并设置隧道精密百米桩，消除施工纵向施工误差，以备轨排调整时使用。

基准点的测设误差要满足相关规范和标准要求。基准点经反复复核无误后，方可使用。

5.2.4道床板钢筋网铺设及接地焊接

道床板钢筋在洞外加工，在洞内绑扎组装。钢筋进场后应做好存放工作，避免绣蚀及被油料污染。基底处理结束后按6.25m的纵向间距组装，按设计尺寸在隧道内制作钢筋骨架，骨架钢筋采用φ18钢筋，横向间距0.3125m；纵向钢筋采用φ16钢筋,纵向间距0.2m,骨架用φ10连接筋控制钢筋形状，确保钢筋安装后不侵入整体道床顶面及内层钢筋网的保护层厚度。绑扎时在纵横向钢筋搭接处（含轨枕桁架钢筋）加设绝缘套管隔开钢筋，确保纵横向钢筋节点绝缘。每张钢筋网在横向伸缩缝处断开，网下用5×10×10cm的与道床板混凝土同标号的预制垫块进行支垫，确保道床板结构受力条件和钢筋的保护层厚度。垫块间距为1.0m，梅花形布置。

图5.2-1 双块式无砟轨道整体道床施工工艺流程图

用移动式焊机焊接道床板钢筋和接地钢筋。钢筋和接地连接均要求有高质量的金属焊接。

5.2.5组合式轨道排架铺设

1、轨枕悬挂

双块轨枕在组装前，对其几何状态再进行一次检查，主要检查桁架钢筋是否弯曲、扭曲变形，在确保轨枕的几何状态正确后，顺序摆放到设有等距隔板的组装平台上，每排架10根。门吊吊起空排架移动至组装平台上方，准确对位后落下，用螺栓通过轨排上挂篮将轨枕同排架连接成6.25m长轨排，将轨枕与挂篮扣紧即形成供铺设的轨排。

2、轨排联结及粗调

每榀轨排由门吊吊起运至铺设地点，利用二次衬砌墙两侧已标的里程点（带轨顶标高及距中线距离）定好轨排里程、高程及中线。先粗调排架轨距中点至线路中线，一般距中线±5mm;再旋转调整支腿螺柱定好轨顶标高, 轨顶标高控制在±5mm之内。轨排联结时，每榀轨排只调前端，下一榀轨排的后端与上一榀轨排的前端对接，轨排间使用标准60kg/m钢轨夹板联结，每接头按1-3-4-6顺序拧紧4套螺栓，轨缝控制在6～8mm。11～14榀轨排为一组联结成整体排架长轨道，其中轨距1435mm 和1∶40轨底坡为定值不可调，由排架制造厂保证。其高低、水平由左右支腿螺柱调整，高低差可调+100～-50mm。轨向由轨向调整丝杠调整，左右差可调±45mm。中线、轨顶标高调整达到粗调要求后,拧紧支腿螺柱，锁定左右轨向调整丝杠, 轨排联结粗调完成。

5.2.6沉降缝、横向伸缩缝沥青板安装

道床板每隔6.25m设置一处横向伸缩缝沥青板隔开，伸缩缝布在两相邻轨枕间正中，前后距离偏差不得大于±40mm，且伸缩缝与线路中线垂直。伸缩缝贯穿道床板，宽2cm。伸缩缝下部用2900（长）×250（宽）×20（厚）mm沥青浸木板（根据两侧水沟间实际净空宽度，确定沥青木板的加工长度），伸缩缝上部5cm用2900（长）×64（宽）×20（厚）mm楔型木板（根据两侧水沟间实际净空宽度，确定沥青木板的加工长度），其楔型木板在混凝土初凝以后及时拆除，缝内用沥青胶砂堵塞。伸缩缝木板安设必须牢固，确保不变形、不跑模，以保证道床板混凝土浇注质量。在隧道沉降缝处增设一道伸缩缝，隧道沉降缝施工时根据二衬模板台车预留，位置不确定。施工时应注意，如与双块轨枕位置冲突应立即与设计单位联系解决。

5.2.7轨排精调及锁定

轨排精调施工工艺流程见图5.2.7-1。

图5.2.7-1 轨排精调施工工艺流程

1）粗调完成后，其轨面系的精调锁定由排架的支腿和轨向调整丝杠共同来完成。

2）测量轨道数据：利用精密水准仪和塔尺配合支腿首先对轨面标高进行复测调整，以内轨为准利用轨道尺调整轨面水平；利用全站仪配合轨向调整丝杠对轨排结构中线进行复测调整，轨排结构中线以轨排架上厂家标定轨距中点为准。

3）10m弦线调整：同时配合拉10m弦线的方法进行整体排架的调整，消除三角坑，在调整过的点位及其相临处用轨道尺将右轨调平，直至排架精度达到设计要求。

4）锁定：检查轨排支腿螺柱及轨向调整丝杠有无松动，拧紧所有支腿螺柱及左右调整丝杠，锁定轨排。

5.2.8轨排二次验收及过程监控

在浇注道床板混凝土之前，必须对已调好的轨道排架进行二次复合检验，检查项目同精调项目；同时还必须检验以下项目，轨枕是否方正、一致；钢筋有无变形、绝缘是否达到设计要求；支垫是否良好；伸缩缝安装是否合格稳固，两侧水沟乳化沥青涂层是否达标等项目，并通过质检工程师和监理工程师检查签定认可，才可进行混凝土浇注施工。

道床混凝土浇筑过程中的监控测量：在道床混凝土浇筑过程中应全过各监控测量，密切注意排架轨面系的变化，发现有超标情况及时予以校正。

5.2.9道床混凝土浇筑

输送泵置于组装平台的后部，安放位置便于输送车卸料。输送管道顺排水沟安放，浇注时用弯管引入混凝土，混凝土拌和料要充实均匀，不污染排架和轨枕，随浇注数量逐根拆除管节。输送管始终要避免接触排架和轨枕。以防移位超标。当浇注结束后，及时检修保养输送泵和清洗管道，无异常时，即可转移到下一作业点。

5.2.10道床混凝土捣固及抹面成型

混凝土捣固：插入式振捣器用于道床板下部及轨枕四周的捣固。作业时，使用四台间隔2m，分前后两步捣固。前两台主要捣固区在下部钢筋网和轨枕底部，后两台主要捣固区在轨枕四周和底部加强。捣固时应避免捣固棒接触排架和轨枕，防止移位超标。平板振捣器用于道床板表面充分振捣，人工配合遇混凝土多余或不足时及时处理。

混凝土抹面：道床板混凝土浇注结束后，在混凝土衬凝前人工对道床板混凝土顶面进行抹面整平，直线段按2%的横向人字形排水坡整平抹面；曲线段按外轨超高计算的单向横坡排水面整平抹面。

5.2.11整体道床混凝土的养护

道床拆模后应及时修补残损部位和进行修生，养生时应经常维护其湿润状态。混凝土浇筑后应全面覆盖及时保温养护，隧道内养生期不少于7天。混凝土强度达到要求后全面清理道床表面，清除灰碴，双块式轨枕表面不得有任何残留物。

5.2.12组合排架拆除及倒用

道床混凝土强度达到5Mpa后，拆除轨道排架，轨道排架按以下顺序拆除：拆除螺杆调节器→轨排间联结夹板→拆除联接螺栓→轨向调整丝杠→松动轨排支腿螺柱，最后用门吊吊起排架重新悬挂轨枕循环使用。

为保证施工精度，最大限度减小施工误差，每一循环轨排最头上一组轨排不拆除，留与下循环浇筑。

轨道排架拆除后及时灌注调节螺杆孔和修补残损。

5.2.13伸缩缝填塞沥青胶砂

道床板在拆模后，及时施作伸缩缝填塞沥青胶砂，在填塞前，清除干净缝内的杂物。沥青胶砂配合比：油-60甲沥青60%；石粉（石灰石）25%；7级石棉屑15%。

6.材料与设备

6.1主要材料

TYYGZ---I型双块式轨枕在工厂预制加工，进货后严格按制成品接收和检验程序办理，合格后方可进入隧道使用。

6.1.1检验检测方法

1、轨枕各部尺寸用精度不低于0.1mm的量具测量，使用统一的量具。

2、检验批次同等条件生产的不多于1000根为一批，外观质量和各部位尺寸的检验数量为8根，待检批量不少于100根。

6.1.2外观质量检查

1、轨枕混凝土上表面要求光滑平整，承轨部位表面不允许有气孔、粘皮、蜂窝麻面等缺陷，其他部位不允许有长度大于15mm、深度大于5mm的气孔、粘皮、蜂窝麻面等缺陷。

2、不得有肉眼可见裂纹。

3、轨枕四周棱角不允许掉角或破损。

4、预埋套管不允许堵塞。

6.1.3各部位尺寸允许偏差

双块式轨枕检查项目及各部位尺寸允许偏差见表6.1.3-1。

6.2采用机具设备

本工法每作业面配置的机具设备见表6.2-1。

7.质量控制

7.1工程质量控制标准

本工法工程质量执行《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设【2005】157号）、《客运专线无渣轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设【2006】189号）、《TYYGZ---I型双块式轨枕暂行技术条件》（壹线J2006--1）、《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413）等其他有关规范。

精调精度要求见7.1

表7.1 精调精度

7.2质量保证措施

7.2.1轨枕成品整齐堆放在洞口附近，堆放场地提前作好平整及防排水工作，分层堆放，堆放放高度不能超过5层,各层之间用统一的木条支垫隔开，上下对齐，避免相互碰撞损坏轨枕。

7.2.2轨枕随道床施工进度由洞口运进洞内靠近工作面的临时存放点，搬运、临时存放都必须特别注意保护成品，绝不能有损坏。

7.2.3基层应按隐蔽工程处理。施工前应对基础顶面进行凿毛，凿毛时，见新面不小于50%，浮渣、碎片、油渍等应清理干净，用高压水冲洗，清刷干净基底表面，并必须确保在基底处理前前将仰拱、填充部分出现的渗漏水点处理彻底。每段基底处理完毕，应经专职检查人员验收后，才能进行道床混凝土施工。基底处理应逐段做竣工记录，以便接收单位验收和抽验。

7.2.4严格控制钢筋绑扎时在纵横向钢筋搭接处（含轨枕桁架钢筋）加设的绝缘套管，对每一组排架钢筋由电工进行绝缘检测并做记录，确保纵横向钢筋节点绝缘。

7.2.5道床混凝土浇注全过程中要时刻注意排架轨面系及钢筋骨架变化，发现超标立即校正。捣固时应避免捣固棒接触排架和轨枕，防止移位超标。

7.2.6严格执行三级质量检验制度，按照“跟踪检查”、“复检”、“抽检”三个等级进行。加强工序控制，每道工序完成后，工班进行自检，施工队专职质检员复检，再由项目经理部质检工程师检验，重要项目由项目总工程师把关，在自检合格的基础上报监理工程师检查验收，并做好质

量记录，每道工序达到质量标准后，才能转入下道工序。

8.安全措施

8.1深化安全教育，强化安全意识，牢记“安全第一”的宗旨。施工人员上岗前进行安全教育和技术培训并持证上岗。

8.2加强班组建设。配好班组长、安全员，执行“三工、三检”和“周一” 安全活动；集思广益，发现问题，找出隐患，及时解决，杜绝“三违”，把事故消灭在萌芽状态。

8.3认真实施标准化作业，严格按安全操作规程进行施工；严肃劳动纪律，杜绝违章指挥与违章操作，保证防护设施的投入。使安全生产建立在管理科学、技术先进、防护可靠的基础上。

8.4现场的各种机械设备都有完整、有效的安全防护保险装置，机械运动部分有防护罩，并做到一机一闸一漏电开关。凡发现不正常情况，如需维修机械、排除障碍、加油等，做到停机、拉闸、加锁。严禁在运转中检修，严禁带病作业。

8.5各种电气设备、线路、电动工具等，绝缘要良好。接“三相五线”时，采用重复接地；现场电气设备和线路的安装，由持有操作证的电工负责安装，严禁电线拖地使用。手持电动工具的安全防护有效、齐全、电源线无破损。振捣器使用前，检查电动机、电缆是否绝缘良好，传动装置是否正常，软管有无破损等。

8.6起重机在起重吊装前，按规定检查“双保险”、“四限位”等装置是否齐全、灵敏、有效，运转是否正常，试运转无误后方作正式作业。

8.7现场的氧气瓶、乙炔气瓶分开合理放置，禁止多层堆放。空瓶另行放置，以防混淆。氧气切割时认真清除周围的易燃物质和油类，并离火源5米以上，氧气瓶轻放轻拿，不得碰撞。

8.9所有进入施工现场人员，必须按规定佩戴安全帽和其它防护用品，遵章守纪，听从指挥。

8.10作业必须有足够的照明强度，危险区要悬挂警告标志，作业人员上下岗前集合整队，经工班长或安全员检查后上下岗。任何人员未经批准，不得擅自进入作业现场。

9.环保措施

9.1成立负责环境保护管理工作的专职机构环境保护部，依据国家和地方政府有关环境保护的法律、法规，制定施工的环境保护与水土保持管理办法和措施。

9.2宣传环境保护做为基本国策意义，进行环保知识的教育，提高参建职工的环保意识和注意环保的自觉性。

9.3建立施工中环保工作定期检查制度，每月对施工环保和水土保持工作进行检查，发现问题，及时查处，及时整改。

9.4合理安排施工顺序与时间，合理规划施工用地，减少对环境的影响。严格在设计核准的用地界和工程监理批准的临时用地范围内开展施工作业活动，绝不随意开挖、碾压界外土地，尽量减少占地数量。

9.5施工废水进行沉淀处理达标后排放，隧道洞口设废水沉淀处理设施。

9.6拌合站场坪硬化，设过滤、沉淀池，废料集中弃于指定弃碴场。

9.7含油施工废水采用隔油池过滤等有效措施加以处理，不超标排放，防止污染周围水环境。

9.8生产和生活污水必须经净化处理达到排放标准后方可排放，严禁未经处理随意排放。

9.9配备专用洒水车，对施工现场和运输道路经常进行洒水湿润，减少扬尘。

10.效益分析

以精伊霍铁路色勒克特3号隧道为例，本用本工法施工，工期提前1个月，节省各类费用180万元，取得了良好的经济效益和社会效益。

10.1采用本工法施工整体道床设备购置费用少，使用、维修费用低，以质量好投入及维修费用。以色勒克特3号隧道为例，与大型施工设备相比较可节约费用150多万元。

10.2采用本工法施工，操作简单，易于施工人员掌握，可节省人员培训费5万元。

10.3采用本工法施工，组织上场快，施工效率高，可节省工时费及机电燃油费25万元。

10.4采用本工法施工连续性强，各工序间隔距离合理，衔接配合紧凑有序，全过程平行流水作业，有利于文明施工。

10.4采用本工法施工，工程质量满足了整体道床高标准、高精度要求，同时推动了无砟轨道整体道床施工技术的进步，社会效益明显。

11.应用实例

11.1工程概况

新建精伊霍铁路工程东起北疆铁路精河车站接轨点，西经伊犁至霍尔果斯站，线路全长约286.212km，为单线I级铁路，设计时速160km/h，其中色勒克特3号隧道全长5200m，起讫里程为DK97+158～DK102+358，为精伊霍铁路第二长隧，隧道轨下基础采用TYYGZ-I型双块式无砟轨道整体道床结构，在隧道两端分别设置25m长的过渡段（其中5m为无砟轨道，20m为有碴轨道）。

整体道床主要组成结构为C40钢筋砼道床板，宽2.9m，厚300mm，TYYGZ-I型双块式轨枕、WJ-7型弹型分开式扣件等构成。支承块为C60级钢筋砼，支承块间距为e=625mm，支承块每公里铺设1600对(单线)，每榀（每榀长度6.25m）10对。每6.25m设置一道横缝，道床侧面同水沟侧壁结合处沿隧道纵向设沥青纵缝，道床顶面设2%横坡。

11.2施工情况

色勒克特3号隧道洞内无砟轨道整体道床施工共投入整体式轨道排架24榀，累计每榀轨排循环倒用60多次，施工连续性强，施工速度快，平均进度可达1500m/月。

无砟轨道整体道床工程于2008年3月1日开始施工，2008年8月31日完工。

11.3应用效果

采用本工法施工的双块式整体道床各项指标的检测结果显示，整体道床质量优良，轨面高程偏差在±2mm内，轨向以一股钢轨为准，直线用10m弦量，最大矢度不大于2mm；相邻差不大于2mm的高精度要求，保证了隧道内超长无缝线路的铺设质量，受到了乌鲁木齐铁路局、建设指挥部、监理和设计单位的认同和高度评价。