弹性整体道床施工技术

1、弹性整体道床施工技术北京铁五院工程机械有限公司2013年6月1.概述1.1研究历史中铁五院的前身铁道建筑技术研究设计院是我国最早参与研究弹性整体道床施工技术的科研院所之一，1995年立项铁道部课题秦岭特长隧道修建技术（Q）-弹性整体轨道结构及施工工艺及机具研究（合同号95G48-Q）。1997年，白清隧道整体道床铺设试验。课题成果于1999年12月-2000年6月成功应用于西康线秦岭特长隧道I线弹性整体道床施工中，提前工期4个月，共计施工18.46km。2002年2003年推广至西安-南京线磨沟岭隧道、桃花铺单线隧道、东秦岭双线隧道及西安-安康线秦岭特长隧道II线的弹性整体道床施工中，共计施工

2、55.68km。2004年2005年推广至兰州-武威乌鞘岭隧道弹性整体道床施工中，共计施工41km。1.2业绩证明2.弹性整体道床结构弹性整体道床是无砟轨道的一种结构形式，施工精度、施工质量要求较高，道床弹性与有砟轨道相当，具有少维修或免维修的特点，整体道床主要由钢筋混凝土道床、橡胶套靴及块下橡胶垫板、支承块、弹条式可调扣件、钢轨等组成。我国在西康线、西南线等铁路隧道中使用过。图1.1 弹性整体道床断面示意图图1.2 弹性支承块示意图3.中南通道弹性整体道床技术条件3.1 主要技术性能指标：1 重载弹性支承块无砟轨道用混凝土支承块支承块采用C50级钢筋混凝土结构，承轨面设1:40轨底坡，块体内

3、设置预埋铁座与扣件系统连接；支承块主要型式尺寸为680mm（长）x290mm（宽）x230mm（高）。2 重载弹性支承块式无砟轨道用微孔橡胶垫板微孔橡胶垫板是通过调整橡胶内部微孔的大小和疏密来提供适宜的刚度，同时避免垫板本身由于煤灰污染而影响刚度值。微孔橡胶垫板静刚度值为70100KN/mm，主要型式尺寸为：674mm（长）x284mm（宽）x12mm（厚）。3 重载弹性支承块式无砟轨道用橡胶套靴橡胶套靴的作用是包裹支承块和块下弹性垫板，方便施工和维修，同时提供轨道侧向（横向和纵向）适宜的弹性。橡胶套靴侧面静刚度为200250KN/mm，主要型式尺寸为684mm（长）x297mm（宽）x178

4、mm（深）。4 弹条型扣件弹条型扣件与重载弹性支承块式无砟轨道结构配套，适用于中国75kg/m和60kg/m钢轨。主要性能参数为：每组扣件钢轨纵向阻力大于11kN，轨下垫板静刚度为120160kN/mm;单股钢轨左右位置调整量为-6+4mm，轨距调整量为-12+8mm，调整级差为2mm；钢轨高低位置调整量20mm，调整级差为1mm。5 道床板道床板宽2800mm，道床板表面设1%的“人”字形排水坡,距离洞口200米范围以内采用连续浇筑，距洞口200米道床采用分块浇筑，每块长12m。道床在隧道变形缝处纵向钢筋断开，并设置伸缩缝，每块道床设置一处伸缩缝，宽度为20mm，采用聚乙烯泡沫型材板或泡沫板

5、填缝，在表面30mm范围内采用聚氨酯或沥青密封。道床板直接浇筑于隧道仰拱上，采用双层配筋，混凝土设计强度为C40。道床板表面设1%的“人”字形排水坡。隧道内曲线超高设置在道床板上，采用外轨抬高方式，在圆曲线范围内外轨抬至超高值，在缓和曲线范围内外轨超高递减顺接。6 其他线路条件线间距： 4.0m弹性支承块间距： 600mm最大超高： 120mm最小曲线半径： 800m表2.1 重载弹性支承块式无砟轨道结构高度（直线段）结构组成结构高度（mm）轨道结构高度（mm）60kg/m钢轨/75kg/m钢轨176/192647/663弹条型扣件10承轨面至道床板面高差71道床板3903.2 隧道内弹性弹性

6、整体道床断面：图3.1隧道内直线段整体弹性道床断面图图3.2隧道内曲线段整体弹性道床断面图4. 弹性整体道床施工技术4.1 施工设备1. 轨道排架轨道排架采用专门针对弹性支承块整体道床设计的单梁结构排架，排架结构简单，轨距、轨底坡等轨道参数精度保证精度高，轨道高程、中线调整操作简便，锁定可靠。轨道排架及支撑体系：轨道排架由托梁、工具轨、高程调节螺杆、轨向锁定器等组成，结构简单，操作方便，道床成型质量稳定可靠。图4.1轨道排架及支撑断面图图4.2轨排平面图道床模板及支撑体系：道床模板采用标准节段纵向顺铺，曲线段设加高模板。支撑系统采用螺杆丝杠撑拉结构。图4.3 模板及支撑体系图2. 铺装龙门吊为

7、实现施工现场轨道排架、模板及支撑件、轨道材料的倒运等，设置2台5t单梁铺装龙门吊。双线隧道龙门吊：采用单一跨度，满足直线段及曲线加宽段通用条件。图4.3双线隧道门吊图单线隧道龙门吊：图4.4单线隧道门吊图3. 移动式组装平台移动式组装平台满足轨排组装条件，设置支承块纵横向定位块，轨排定位及支撑装置。平台设置走行胶轮，实现快速人工转场。图4.5移动式组装平台图4.2 施工机具的架设1.双线隧道直线段施工：图4.6 双线隧道直线段施工断面图轨排架设：轨排隧道壁侧轨向调节器支撑在隧道壁上，线间侧轨向调节器支撑在隧道底板上设置的圆钢上。图4.7 双线隧道直线段轨排架设图模板架设：隧道壁侧模板上部支撑支

8、撑在隧道壁上，下侧调整螺杆支撑在隧道电缆沟边墙上；内侧上下撑杆均支撑在隧道底板上设置的圆钢上。图4.8 双线隧道直线段模板架设图2.双线隧道曲线段施工：图4.9 双线隧道曲线段施工断面图轨排架设：轨排轨向调整器支撑同直线段。图4.10 双线隧道曲线段轨排架设图模板架设：轨排支撑同直线段。图4.11 双线隧道曲线段模板架设图3.单线隧道直线段施工：图4.12 单线隧道直线段施工断面图轨排架设：轨排两侧轨向调节器均支撑在隧道壁上。图4.13 单线隧道直线段轨排架设图4.单线隧道曲线段施工：图4.14 单线隧道曲线段施工断面图轨排架设：轨排两侧轨向调节器均支撑在隧道壁上。图4.15 单线隧道曲线段轨

9、排架设图4.3 施工及物流组织1. 双线隧道混凝土罐车1#龙门吊混凝土输送泵2#龙门吊移动组装平台支承块堆放区混凝土浇筑区混凝土养护区混凝土养护区模板拆除及后续处理区钢筋组装；模板安装；轨排组装铺设；精调图4.16 双线隧道施工及物流组织示意图施工组织：双线隧道施工采用双线同时施工，单线施工区域依次划分为施工准备区、钢筋绑扎区、轨排架设调整区、混凝土浇筑区、混凝土养护区、模板拆除及后续处理区等，双线交错推进。物流组织：支承块运输及堆放：支承块采用运输车提前按铺设数量分区存放在隧道一侧，以不影响交通为准，施工时采用采用人工或机械辅助倒运至组装平台。混凝土运输：混凝土采用混凝土罐车运送至施工地点，

10、每天根据施工进度要求配送混凝土，施工现场采用混凝土输送泵进行混凝土浇筑。钢筋等轨料运输：钢筋等其他轨道施工材料采用平板车提前或定期运送至施工地点，分类分区堆放。施工使用时采用门吊配合倒运。2. 单线隧道混凝土罐车1#龙门吊2#龙门吊移动组装平台支承块堆放区混凝土输送泵混凝土养护区模板拆除及后续处理区钢筋组装；模板安装；轨排组装铺设；精调混凝土浇筑区图4.17 单线隧道物流组织示意图施工组织：单线隧道施工区域依次划分为施工准备区、钢筋绑扎区、轨排架设调整区、混凝土浇筑区、混凝土养护区、模板拆除及后续处理区等。对于较长施工地点与外界物流运输可采用双向运输车实现。物流组织：较短单线隧道物流组织与双线

11、施工类似，运输车采取倒车方式退出，对于较长单线隧道，施工地点与外界物流运输可采用双向运输车实现。支承块运输及堆放：支承块采用运输车提前按铺设数量分区存放在隧道一侧，以不影响交通为准，施工时采用采用人工或机械辅助倒运至组装平台。混凝土运输：混凝土采用混凝土罐车运送至施工地点，每天根据施工进度要求配送混凝土，施工现场采用混凝土输送泵进行混凝土浇筑。钢筋等轨料运输：钢筋等其他轨道施工材料采用平板车提前或定期运送至施工地点，分类分区堆放。施工使用时采用门吊配合倒运。4.4 施工工艺流程1. 施工流程图混凝土运输混凝土制备混凝土材料准备机具转移清理现场测量放线钢筋绑扎轨排组装轨排架设轨排粗调模板架设轨排

12、精调锁定混凝土浇筑振捣、抹面、成型道床养生排架、模板拆除图4.18 施工流程图2. 施工工艺流程（1）清理现场进行道床板施工前，清除道床板范围内下部结构表面的浮渣、灰尘及杂物。在隧道内要求对垫层进行凿毛处理。图4.19 清理现场图（2）测量放线通过CP控制点每隔10m在中间层上测放出轨道中线控制点，中线应用明显颜色标记，并记录控制点准确里程及坐标值。以轨道中心控制点为基准放出纵、横向模板边线（墨线标识）。图4.20 测量放线图（3）钢筋绑扎根据道床板钢筋布置图画出道床板底层钢筋网边线及钢筋位置控制点，用钢卷尺量出底层钢筋间距，并标记；按梅花型布置预制好的砼垫块；布置纵、横向钢筋，所有纵横向钢筋

13、交叉部位安装绝缘卡，并用绝缘扎丝固定。钢筋绑扎完成后，将伸缩缝横模板摆放就位。图4.21 钢筋绑扎图（4）轨排组装将弹性支承块顺序摆放到组装平台上，使用门吊将排架吊至组装平台上方对位，再用扣件将支承块与排架扣紧即形成可供铺设的轨排。图4.22 轨排组装图图4.23 轨排组装图（5）轨排架设布设轨排龙门吊从组装平台上吊起轨排运至铺设地点，按中线和高程粗略定位，误差控制在高程-100mm、中线10mm。相邻轨排间使用夹板联结，每接头安装4套螺栓，初步拧紧，轨缝留610mm。每组轨排按准确里程调整轨排端头位置。安装轨向锁定器采用轨向锁定器固定轨排的水平方向，轨向锁定器的一端支撑至轨排的横梁上，另一端

14、支撑到隧道侧壁或设置在隧道底板上的钢筋棍上。图4.24 轨排架设图图4.25轨向锁定器安装图（6）轨排粗调利用轨道中线点参照轨排框架上的中线基准器进行排架中线的定位调整，左右调节轨向锁定器进行调整。旋动竖向支撑螺杆进行高程方向的粗调。使用轨道排架横向、竖向调整机构完成轨排的粗调工作，按照先中线后水平的顺序循环进行，粗调后的轨道位置误差控制在高程-5-2mm、中线5mm。粗调完成后，相邻两排架间用夹板联结，接头螺栓按1-3-4-2顺序拧紧。图4-26 轨排粗调图 图4-27 轨排夹板安装图（7）模板安装检查模板平整度及模板清洗情况，涂刷脱模剂，顺序铺设纵向模板，并与横模板联接，架设模板撑杆，调整

15、线型并锁定。（8）轨道精调调整中线采用专用开口扳手调节左右轨向锁定器，调整轨道中线，一次调整2组，左右各配2人同时作业。调整高程用套筒扳手，旋转竖向螺柱，调整轨道水平、超高。粗调后顶面标高应略低于设计顶面标高。调整螺柱时要缓慢进行，旋转120为高程变化1mm，调整后用手检查螺柱是否受力，如未受力则拧紧调整附近的螺柱。轨排精调完成后，通过轨向锁定器对轨道排架进行固定。（9）混凝土浇筑施工准备浇筑前清理浇筑面上的杂物，浇筑前洒水润湿后的底座上不得有积水。为确保轨枕与新浇混凝土的结合良好，需在浇筑前6小时内在轨枕表面洒水34次。用防护罩覆盖轨枕、扣件。检查轨排上各调整螺杆是否出现悬空。检查接地端子是

16、否与模板密贴。检查和确认轨排复测结果浇筑混凝土前，进行轨道几何参数的复核，超过允许偏差应重新调整。直卸浇筑时，混凝土运输车溜槽转至待浇筑的轨排上方（下料口离轨顶不可过高),开启阀门下料。下料过程中须注意及时振捣和防止污染，下料应均匀缓慢，不得冲击轨排。当采用泵送时，橡胶泵管口应在轨排上方且下料方向基本垂直轨排。通过移动下料管控制混凝土标高。（10）振捣、抹面、成型混凝土浇筑同时进行振捣作业，混凝土捣固采用4个振捣器人工进行振捣，作业时分前后两区间隔2m捣固，前区主要捣固下部钢筋网和支承块底部，后区主要捣固支承块四周与底部加强。捣固时应避免捣固棒接触排架和支承块，遇混凝土多余或不足时及时处理。表

17、层混凝土振捣完成后，及时修整、抹平混凝土裸露面，混凝土入模后用木抹完成粗平，1h后再用钢抹抹平。为防止混凝土表面失水产生细小裂纹，在混凝土初凝前（入模后5h左右）进行二次抹面，抹面时严禁洒水润面，并防止过度操作影响表层混凝土的质量。抹面过程中要注意加强对轨道下方、支承块四周等部位的施工。加强对表面排水坡的控制，确保坡度符合设计要求，表面排水顺畅，不得积水。抹面完成后，及时清刷轨排、轨枕和扣件，防止污染。混凝土初凝后，松开支承螺栓1/41/2圈，同时松开扣件和鱼尾板螺栓，避免温度变化时钢轨伸缩对混凝土造成破坏。图4-28混凝土振捣图 图4-29混凝土抹面图（11）道床养护混凝土浇筑完成后，采取土

18、工布覆盖洒水，并在其上覆盖塑料薄膜的养护方式，洒水次数根据天气情况定，确保混凝土表面能保持充分潮湿状态。图4-30道床养护图 图4-31道床养护图（12）轨排、模板拆除当道床板混凝土达到一定强度，首先顺序旋升螺柱支腿12mm；然后松开轨道扣件，顺序拆除排架，拆卸模板，最后经过确认扣件全部松开后，龙门吊吊起排架运至轨排组装区清理待用，进入下一循环施工。安排专人负责对拆卸的模板、排架及配件等用毛刷进行清洁处理，配件集中储存在集装筐中，备下次使用。图4-30轨排拆出图5施工质量保证措施5.1 施工质量验收标准中南通道验收标准暂不明确，参考高速铁路轨道工程施工质量验收标准（TB 10754-2010）。表5.1 轨道参数验收标准序号项目允许偏差备注1轨距1mm相对于标准轨距1435mm1/1500变化率2轨向2mm弦长10m2mm/测点间距8a（m）基线长48a（m）3高低2mm弦长10m2mm/测点间距8a（m）基线长48a（m）4水平2mm不包含曲线、缓和曲线上的超高值5扭曲（基长3m）2mm含缓和曲线上因超高顺坡造成的扭曲6轨面高程一般情况2mm紧靠站台+2，0mm7轨道中线2mm8线间距+5，0mm5.2 施工质量保证措施1