11号线北段二期GT-15标质量控制措施.docx

十一号线北段二期GT-15标轨道工程质量控制措施上海轨道交通11号线北段二期GT-15标轨道工程是中铁二局股份有限公司继11号线北段一期11.22.2标轨道工程建设完成后的又一项轨道建设任务，为进一步提高本工程施工质量，项目部在开工之初就加强技术力量的投入，依靠科技进步、引进先进施工工艺，坚持技术标准的原则来创建精品工程。通过一期工程建设完成后的不断总结，并根据运营后存在和逐渐暴露出的一些质量问题进行归类和分析，编制了相应的质量通病及防治措施，并选择部分特殊项目做专项的课题研究，以最终实现本工程竣工后达到“零缺陷”的标准。一、车站岔区积水岔区积水，特别是转辙机基坑内积水是上一轮建设完成后普遍存在的质量通病问题。其中11号线江苏路站折返道岔第一、第二牵引点转辙机基坑积水现象比较严重；真如站停车线内有2处转辙机基坑存在经常积水现象。运营后，项目部花费了大量的人力物力进行整改，最后采取了在转辙机基坑旁安装自动潜水泵的方案才得以解决问题。在一期工程结束后，为彻底解决车站、岔区积水的问题，项目部总工花费接近一个月的时间才完成整改工作。原因分析：1、车站废水泵房排水口预留不明确。一期施工期间在多个车站就存在这个矛盾：到了车站轨道施工期间，废水井还未开挖，导致横向排水沟槽预留位置不清楚。或者按照轨道施工图预留沟槽与泵房入水孔位置不符。竣工后就形成这样一个状态：道床排水沟与车站污水泵房不畅通，从而导致道床水沟内积水严重。运营后经过项目公司协调，车站施工单位才陆续开凿泵房的入水口和安装水篦子，轨道施工单位重新开凿道床横沟将积水引入泵房内。2、排水坡率小，控制难度大。车站纵向排水沟设计坡度通常为2。在车站200米长度范围内，采用人工控制水沟面纵坡精确度较差，易形成水沟内局部积水现象。3、转辙机基坑底部与水沟底部高差较小，设计为100mm,水沟积水较多时会倒流入转辙机基坑内。4、结构渗水。一期真如站转辙机基坑积水的主要原因就是结构渗水严重。5、废水泵房泄水孔设置不科学，设置过高或者偏小。本线施工采取措施：1、做好土建移交时，相关事项的确认工作，进入车站道床施工前明确泵房泄水口设置位置、规格及要求。泄水孔设置高度低于水沟底面100mm，采用方形入口以保证泄水速度，然后安装水篦子。道床横沟坡率保证10以上的坡率。2、做好水沟底面坡率的控制。经过不断摸索，加工出了一套矩形水沟专用抹面设备。本套设备以钢轨面为基准，以钢轨顶面的纵坡来控制水沟面的纵坡，水沟抹面时，保证水沟面高度与钢轨顶面的高度误差控制在2mm内，从而保证整个车站内道床水沟坡度平顺。 3、降低水沟底部高程，增加水沟排水能力，同时也加大水沟底面与转辙机坑底面的高差，减小水沟内积水倒灌的情况发生。4、转辙机基坑内全部采用高铁桥面系防水涂层（FYT-1改进型防水涂料）（HC-201）进行防水处理，该材料是一种高分子复合防水涂料，能有效阻止车站结构渗水引起的转辙机基坑内积水。二、短轨枕整体道床（现浇浮置板）轨底坡控制轨底坡设置不当，直接造成车辆轮对与钢轨作用面的偏移，及钢轨表面的局部压力增大，造成钢轨的偏心荷载，加剧钢轨伤损的出现。小曲线上轨底坡设置不当，容易引起内轨压溃、外轨侧磨严重的现象。上一轮建设中，有多处出现轨底坡病害，且主要集中在小曲线半径的支承块式整体道床或现浇浮置板道床上。在一期工程施工中主要采用钢轨支撑架上预设轨底坡来控制钢轨的轨底坡，通过实际效果来看，此方法在直线上或曲线半径较大的曲线上效果比较明显，轨底坡合格率高，但是对小曲线半径的短轨枕道床轨底坡控制效果不佳，其主要存在以下问题：1、在小曲线半径上架轨施工时，曲线超高设置采取内股降低一半、外股抬高一半的方式设置超高，内外股钢轨理论上以道床中心线为轴心进行旋转，钢轨支撑架理论上也应该以该轴心旋转。如图所示，在小曲线半径架轨施工中，钢轨支撑架支腿的中轴线a理论上应该与超高偏心线A平行，支撑架上预设值的轨底坡将起到良好的控制作用。但是在实际施工过程中，由于整副轨排受竖直向下的重力作用，支撑腿总是趋向于垂直状态。以前工艺设置的卡件卡住轨排作用并不太明显，且不太牢靠，因此对现场的施工掌握存在一定难度。2、支承块式道床通过调整轨架来实现钢轨轨底坡度，通过调整轨架扣块来调整轨底坡，因为轨底坡误差范围为1/301/50，控制要求较严格。由于轨架在施工中反复使用，长期持续荷载作用，轨架变形已难以满足轨底坡技术规范的要求3、轨底坡检查仪器不科学，可操作性和精确性较差。目前验收规范中，轨底坡设置应在1/30-1/50之间。曲线上还要换算设置超高后的内外股轨底坡，且在缓和曲线上轨底坡值根据超高的变化而变化，因此轨底坡检查的方法必须快捷，且读数误差值必须精确到1%以内。本线施工采取的措施：1、从优化钢轨支撑架的制作方案入手，经过反复研究，重新设计制作的支撑架具有以下特点：A、支撑架的横向支撑杆强度高，无变形；B、连接件整体铸造、一次成型，杜绝杆件变形引起的误差；C、优化轨底卡件设置工艺，取消扣板连接，在承轨台上设置钢轨轨底倒模，让轨底完全密贴在承轨台上。钢轨支撑架加工示意图老式钢轨支撑架新式钢轨支撑架2、优化轨底坡检查方法，引进高精度的莱赛激光数字化水平仪，并根据该设备特点制定一套详细的轨底坡质量控制方法。莱赛激光数字水平仪该仪器具有读书快、精确度高、校正方便、迅速的特点，在使用前技术人员特地使用莱卡全站仪与该仪器进行测量误差比较，该仪器读数误差在1%之内，能满足精度要求。但该仪器只能测量绝对水平角度，因此在轨底坡检查前，必须提前计算好曲线上对应里程的设计角度值，计算表格如下：通过对钢轨支撑架的制作优化，小曲线半径上的短轨枕道床轨底坡质量得到了有效的控制，合格率在95%以上。三、道岔拼装（浇筑）质量控制道岔与曲线、接头并称为铁路轨道的“三大薄弱环节”，整体道床道岔是轨道施工中的重点和难点，道岔的施工质量密切关系到乘客的生命安全、舒适性以及运营后的维修周期。在上一轮建设中，道岔设备主要存在以下质量通病问题，并给运营期间带来质量隐患。1、尖轨与基本轨不密贴，或者在外力作用下能密贴，撤消外力后又与基本轨分开、尖轨动程不够、尖轨与滑床板之间不密贴。道岔整体框架不良、增加转辙部位的冲击，造成转辙机故障。2、尖轨拱腰（掉空）。尖轨部位的垂直振动，增加尖轨与滑床板之间的冲击、导致道岔不能正常抄动。3、支承块接触面歪斜、不平整，标高不符合标准。滑床板掉空、尖轨掉空、道岔抄动时尖轨阻力过大，容易引起滑床板断裂和尖轨损伤。道岔支承块不平滑床板与支承块之间存在间隙支承块不平影响道岔操作锚固螺栓歪斜、失效根据后期维保中心工务公司的调查数据显示，滑床板掉空现象最为突出。道岔尖轨滑床板部分是道岔施工的重点和难点，如果尖轨与滑床板不密贴形成空吊板，列车通过时将造成尖轨下弯，严重影响行车安全和尖轨使用寿命。针对这一状况，并结合以往道岔施工过程中出现的质量通病问题，项目部成立专项QC攻关小组，改进施工工艺，细化质量控制程序，提高检测水平，最终提升道岔施工质量控制水平。本线施工采取的措施：1、优化道岔拼装施工工艺。带滑床板的支承块水平调节是道岔施工的一项难点，滑床板的高程必须控制在0.5mm，且不得前后或左右倾斜。为满足着一要求，项目部设计专用的支承块吊架，用来连接支承块与道岔钢轨。通过螺杆调节高度和水平，最终让滑床板与轨底完全密贴。道岔支承块专用吊架2、利用数字水准仪测量每一块滑床板的高程。通过数字水准仪来测量每一块的滑床板的相对高程，可以精确的检查所有滑床板是否在一个水平面上，同时可以间接的观察尖轨是否有“拱腰”的情况出现。3、加强技术交流，强化沟通合作。在道岔施工期间，及时与维保中心工务公司、道岔生产厂家和设计院的交流。工务公司根据他们以往总结的经验和出现较多的质量问题提前反馈到我部施工现场，现场施工时可以提前做好重点控制措施。同时施工中发现的一些构件制造缺陷及可以及时反馈到厂家。在本线施工中，我部邀请生产道岔的宝桥厂技术人员到现场驻扎了一个星期的时间，重点解决了轨腰顶铁尺寸误差过大和轨距调整垫片设置不合理的情况，从源头上更好的控制了道岔铺设质量。四、预制浮置板基础高程/平整度控制预制浮置板施工中，浮置板基础施工质量控制是重中之中，也是本分部施工的重点和难点。根据设计要求，预制浮置板的超高在基础上实现，曲线上基础表面呈倾斜的一个水平面，较一期工程浮置板基础面为水平面的情况完全不同，施工难度更大，且控制误差更为严格，设计要求标高控制误差为05mm，平整度控制误差2mm。基础标高控制和水平控制是预制浮置板施工的关键工序之一，为精确控制误差，本线主要采取以下措施：1、莱卡全站仪全程跟踪定位，弦线法辅助控制高程。如图所示，在浮置板基础混凝土浇筑前，首先使用全站仪精确定位每一个隔振器位置，计算出浮置板基础表面高程。然后使用墨线在道床两侧的盾构壁上各弹一根墨线（图中红色线条）。墨线的预留位置以基础面向上100mm为准，施工时，使用弦线在左右股墨线位置可以形成一个立体高程控制网（图中绿色线条）。只要墨线与混凝土面的高差为100mm，则混凝土面高程就符合要求。为保证基础面混凝土平整度，测量时每一个断面分别量测6个点（图中A、B、C、a、b、c）只要该6个点的净空均在100105mm之间，则基础高程和平整度符合要求。该方法操作简单实用，精确度高，从实际效果来看，可行性和准确率非常高，控制效果良好。2、增加抹面频次，延长抹面时间。由于曲线上受超高影响，基础面呈斜面状态，在重力作用下，混凝土始终向低处流动，内外股混凝土在水沟两侧会形成一个高差。施工期间，将抹面作为一个重要工序，单独两人拉弦线，两人根据测量高度进行抹面，且在混凝土初凝前一直持续此道工序，以保证基础面在一条直线上。五、钢轨焊头探伤工艺在一期施工中，探伤采用传统的单探头超声波探伤工艺， 原理为用探头向钢轨中射出一束用正弦波（50赫兹）调制的超声波，调整发射超声的频率，使回波正好，当接收到缺陷的回波后仪器显示报警的超声纵波。该方法对操作人员的经验有很高的要求，缺陷是不易发现斜裂纹及近表面的裂纹，当钢轨出现轻微的打磨缺陷时，容易引起仪器误判该接头伤损。为提高钢轨无损检测的精确性，本线引进引进高铁探伤设备GHT-2B钢轨焊缝超声检测仪，它采用三对探头，对轨腰、轨头和轨底进行单晶自收发和双晶串列或K型扫查，对体积型和面积型缺陷同样敏感。缺陷检出率高，检查简单快捷，检查效率高。该仪器主要具备以下特点：1、采用示波管显示器，环境适应性好，A显波形真实稳定，符合探伤习惯。2、A扫面/B扫描显示：全通道B显及组合通道B显，A/B显示可随时切换印证。3、自动识别轨型、轨缝、无伤缝不报警。4、先进的伤损判别功能，有效的过滤不是伤损的超声回声，真正做到有伤报警，能快速伤损定位，声程、水平、垂直数据直读。5、全程探伤数据储存，内置储存器能储存150km以上的探伤数据，探伤数据既能在仪器上回放，又可以在PC机上回放，便于伤损分析和探伤管理。经过厂家的专业培训和指导，项目部探伤人员已熟练掌握使用技巧，通过前期的探伤效果来看，检测准确率高，判定的不合格焊头已及时返工，为后期施工进度和第三方检测打下了良好的基础。六、线路几何尺寸控制地铁线路几何尺寸控制主要通过测量基标，人工精调线路，在目前施工工艺和仪器保证的前提下，人工调整精度完全能够满足验收标准。一期施工中，线路几何尺寸在交验时合格率达到95%左右。经过总结分析，线路几何尺寸控制主要存在以下问题：1、线路精调后的保护。在混凝土浇筑前的线路验收过程中，线路的几何尺寸基本上100%合格，但是混凝土浇筑后，线路几何状态发生轻微变化，其中线路的超高、水平变化严重。经过观察后发现，主要是混凝土浇筑过程中，混凝土对道床的垂直冲击力较大，引起了线路状态的变化。在一期施工中，混凝土浇筑主要采用轨道车从下料口将商品混凝土运输到施工区域，然后由小龙门吊利用料斗进行放料。一个料斗装3立方混凝土，浇筑时打开料斗底部的仓门，混凝土冲出的一瞬间形成一股垂直冲击力作用向架设好的轨排，正是这股作用力影响的轨道精调后的状态。本线施工中，项目部经过不断改进，优化的料斗加工工艺（如图）通过链条葫芦缓慢打开舱门底部安装附着式振动器料斗两端安装链条葫芦，降低施工作业人员劳动强度；能够合理控制混凝土放料速度，减少混凝土下料时对轨道、模板的冲击，避免混凝土浇筑完成后轨道状态变化，道床变形等；同时能对混凝土放料数量进行控制，减少混凝土放料后二次人工转运。七、道床质量控制地铁无砟轨道混凝土道床必须具有耐久性、抗腐蚀性的特点，一旦道床出现质量缺陷将严重危害运营安全，且运营后维修难度大，维修周期长。在上一轮建设中，多条线出现严重的道床质量缺陷，其中11号线一期工程上海西站至李子园站区间旁通道由于道床结构沉降、道床出现开裂现象，并导致连续6块支承块连续掉空，后期整改花费了大量的时间和精力。经过总结和归纳，上一轮建设中道床质量缺陷主要存在以下情况：1、无碴道床长轨枕敲击轨枕面有空响。2、支承块（长枕）与道床离缝，列车通过时枕木与道床产生较大振动、撞击，造成支承块、道床失效。3、车站端头的人防门、防淹门无法一次性浇筑道床成型，必须等人防门安装完成后才能浇筑混凝土。留置的后浇段由于施工周期长，容易聚集大量的垃圾、淤泥，且很难清理，给该段道床质量遗留下隐患。原因分析：1、无砟道床旁通道地段处于线路最低点，容易形成积水和淤泥，如施工前基底未清理干净，浇筑道床后，混凝土道床与基础粘接强度降低，淤泥混合在混凝土中降低强度等级和混凝土耐久性，运营过程中受列车的冲击力，淤泥被从道床两侧挤压出，道床内部形成空洞。2、长枕埋入式道床，浇筑混凝土时从轨枕两边浇混凝土在轨枕底部形成空腔，混凝土捣固时空气排不尽形成孔洞。3、留置施工缝时，混凝土距轨枕底部高度过小，新混凝土无法进入，造成轨枕底部掉空。支承块破裂，与道床离缝轨枕与道床离缝本线施工中采取的措施：1、从源头上控制混凝土质量，不定期到混凝土厂家对原材料取样送第三方检测站进行检查，并随时从搅拌站拌合楼的计算机库调取原始配合比数据，从而控制商品混凝土的出厂质量。2、施工前彻底清理基底的积水、淤泥、