高速铁路无砟轨道施工技术

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摘 要：高速铁路轨道结构普遍采用的是高平顺性、高稳定性的无砟轨道结构型式.但是,我国铁路在无砟轨道施工技术方面的经验目前还不够成熟.因此,探讨无砟轨道施工的技术难点和的若干关键技术问题是很有必要的.

关 键 词：无砟轨道；高速铁路；施工技术

近年来,我国高速铁路建设取得历史性跨越,进入全面建设时期.高速铁路与传统的有砟轨道结构铁路相比,高速铁路对轨道的结构要求更高,它需要轨道具有高平顺性和高稳定性.无砟轨道作为一种稳定性高、轨道刚度均匀、具有较强的结构耐久性、容易维护、可降低桥梁二期恒载、减少隧道净空开挖、综合效益高的轨道结构形式,目前已在国外高速铁路建设中得到广泛应用.在我国无砟轨道研究起步较晚,目前基本处于应用的初级阶段.

1无砟轨道施工技术难点

与普通铁路有砟轨道相比,无砟轨道系统的施工工艺更为复杂,技术含量更高,其难点主要体现在以下四个方面：

（l）轨道基础地基沉降变形规律难以控制.

（2）精密测量技术.

（3）轨道平顺度控制.

（4）无砟道岔施工.

3无砟轨道施工关键技术

3.1不同线路地段轨道系统的组成

根据不同的线路地段特点,需要设计不同的轨道系统结构,以保证车辆的运行安全和高速特点.

对于正线一般地段,轨道系统主要由以下几部分构成：最底层是路基防冻层,作用是防止毛细孔,路基防冻层上是水硬性混凝土材料支承层,轨道铺设在支承层上并通过混凝土道床板与支承层连接.路基段的曲线超高在路基防冻层表层上实现,超高部分需要通过缓和曲线完成过渡,同时,在不同超高段,顶层沥青硅覆盖方式也不同.路基段采用不分轨道单元,道床板连续铺筑方式,当温度变化区间超过15℃或道床板混凝土浇筑不能连续进行时,需用通过设置工作缝方式来保证道床板结构均匀.

过渡段轨道施工是无砟轨道施工重点,实现线路不同结构物之间的刚度均匀过渡是保证高速列车运行舒适的关键,因此需要严格控制不同结构物过渡段轨道施工质量,当路基长度在10米以内时,路基地段不设置端板和端梁；当路基长度处于10～20米之间时,在桥台5-10米范围内的路基中间设置2.8×0.8×l.3米的端梁；当路基长度超过20米时,需要按照设计要求设置端板和端梁.在隧道口无论路基长短内均需按设计要求设置4×5销钉,同时使用环氧树脂进行锚固

3.2无砟轨道测量

无砟轨道施工阶段测量主要包括三个内容：线下施工测量、无砟轨道铺设测量以及竣工测量.线下施工阶段测量主要工作是控制网的复测和控制网加密；对于无砟轨道铺设阶段测量,关键工作就是CPⅢ控制网的布设,平面测量要求满足五等导线精度,线路起闭于CPⅠ或CPⅡ控制点.导线长度不超过2km,点间距150～200m之间,距线路中线3～4m,需要再线下施工完成后无砟轨道铺设前进行施测,控制点需要用钢筋混凝土包桩,以保证其精度不受环境影响.高程测量采用起闭于二等水准点的精密水准测量施测,水准线路不超过2km.竣工阶段测量主要是维护基桩测量和轨道几何形状测量.

3.3水硬性混凝土支承层铺设

1.施工准备

施工之前,提前2个月左右在试验室中通过试验确定集料配比参数、拌合工艺形成水硬性混凝土配料设计方案.路基上用摊铺机进行水硬性混凝土支承层施工.在摊铺机施工前需要对设备工况进行检查同时需要调整设定工艺参数.根据线路控制基标测放水硬性混凝土支承层施工边桩、在支承层铺设边界线对称埋设定位桩,桩项面高出支承层项面l0cm,以便摊铺混凝土时挂线检查顶面高程.

2.水硬性混凝土支承层铺设

水硬性混凝土应按设计方案配比,集中拌合,用运输车运输、倾倒.摊铺时沿测定位桩拉线,控制摊铺机走行方向；注意控制并调整摊铺机的碾压力、集料投料速度等工艺参数；同时及时拉线检查支承层的顶面高程.在支承层水硬性混凝土摊铺完毕12小时内,用锯缝机在支承层表面锯切间距5m深度l0cm的伸缩缝；同时修整支承层边缘轮廓尺寸.最后在支撑层上覆盖保湿棉垫,在保证混凝土上表面湿润,且不受阳光直射和风吹的前提下覆盖养生3天.

3.4轨道安装定位

轨道安装定位的主要工序依次分别为首先铺设轨枕、安装工具轨然后进行轨道调整定位再进行轨道电路参数检查最后轨道精确调整和固定.施工时,一般100m为一个施工单元组织施工.

在轨枕铺设施工前,应提前将每一施工单元所需工具轨、道床板钢筋等材料通过相邻一侧的路基预先运输、堆码到位.轨枕铺设使用散枕机施工.散枕机通过挖掘机特殊改装而成,挖掘机上安装专用液压轨枕夹钳,进行轨枕的吊装、并按照正确的轨枕问距直接将轨枕摆放到位.每一施工堆元的轨枕摆放到位后需要穿入道床板纵向钢筋,钢筋使用专用绑扎线绑扎,为满足轨道电路绝缘性能要求,需要采用塑料套管及垫块对道床板内钢筋进行处理.松开扣件螺栓、检查轨下垫板的数量和组装情况,在保证符合设计要求的前提下,安装工具轨,必须保证钢轨落槽.在细调轨枕间距以保证满足设计要求,拧紧螺栓并使用扭力扳手检测螺栓扭矩.

轨道调整定位施工采用专用支撑架、双向调整轴架完成,支撑架间隔2.5m设置,双向调整轴架每隔3根轨枕对称设置,双向调整轴架基座预先安装在钢轨底面.支撑架内安装宅钢夹钳和竖直调整装置.首先使用水准仪测量轨道面高程,起落竖直调整装置,使轨顶标高满足设计值.允许误差为±10mm；用扳手上紧双向调整轴架的竖直螺栓.螺栓端头与垫板顶死、受力.在每一组双向调整轴架基座间安装传力杆后,用扳手旋转传力杆,逐点调整轨道至设计中线位置.容许偏差为±5mm,并用全站仪精确测量复核.轨道调整定位合格后,在细调定位支座的预埋位置钻孔,安装定位支座.

3.轨道精确调整和固定

轨道精确调整在道床板混凝土浇筑前l.5～2小时前进行.按照细调定位支座位置划分检测断面,使用轨检小车和全站仪逐一检测每一个检测断面线路的水平、高低、轨向等几何形位和中线位置.根据轨检小车输出的检测数据确定检测断面处轨道精确调整的量值.用扳手微动调整双向调整轴架的竖直螺栓丝杆,调整线路的几何行位,直至满足设计要求.在细调定位支座上安装螺旋调整器,旋转调整手柄,使调整刻度达到调整量值.确认轨道中线位置调整到位.将“U”形卡板插入细调定位支座内卡紧,然后将卡板与轨枕的钢筋桁架焊牢,完成轨道固定.

3.5道床板混凝土浇筑

混凝土入模后,立即插入振动棒振捣.对轨枕底部位置混凝土要加强振捣,确保混凝土的密实性；捣固时防止振动棒触碰双向调整轴架的竖直螺栓和其它固定装置.道床板混凝土表面用平板式振动器振平并以人工抹平,确保道床板的顶面高程、平整度和排水坡度符合设训标准.同一配比每班次应制作5组试件.

道床板馄凝土浇筑2～5小时后,松开双向调整轴架的竖直螺栓和其它固定装置.混凝土灌注完成后应立即进行表面覆盖.混凝土终凝后喷洒养护剂养护14天左右,防止其表面产生裂纹.双向调整轴架的竖直螺栓取出后,遗留的螺栓孔应采用高标号的砂浆封堵.

5结论

我国高速铁路已进行了多年的技术准备,研究和攻克了不少重大难题,但无砟轨道施工技术对于我国铁路建设来说仍然是一个既复杂又新颖的课题,在建设中仍有许多问题值得研讨.本论文的主要分析了高速铁路无砟轨道施工的技术难点和施工中的关键技术,期望能对高速铁路无砟轨道施工提供有益的参考.