地鐵軌道整體道床施工技術(shù)

萬 俊 義， 周 健

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局 ，四川 彭山 620860)

1 概 述

在地鐵建設中，地鐵軌道整體道床應用的極為廣泛，其主要原因在于整體道床具有良好的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)耐久性、軌道幾何形體穩(wěn)定、易于維修等優(yōu)點。通常，地鐵軌道鋪設施工精度高、工期緊、制約影響因素多，在施工過程中，對施工工藝進行優(yōu)化和改進、縮短施工周期以達到降低工程造價的目的至關重要。

傳統(tǒng)“架軌法”針對隧道的不同斷面分別采用配置走行軌及簡易龍門吊的形式，混凝土澆筑采用料斗法，基底鑿毛及道床抹面采用人工為主的方式而造成大量的資源浪費，人工成本高、但施工效率卻很低。闡述了對地鐵軌道整體道床施工技術(shù)進行深入研究、借鑒國內(nèi)外先進的技術(shù)管理理念形成的一套新型施工工藝，總結(jié)出一套地鐵軌道整體道床施工技術(shù)。

2 工藝原理

(1)該技術(shù)以“軌排架軌法”理論為基礎，在鋪軌基地將鋼軌、扣件、軌枕等進行預排后形成軌排，隧道內(nèi)預先架設可調(diào)式地鐵專用走行軌用于軌道運輸和施工；使用龍門吊將已提前預裝完成的軌排吊裝到軌道平板車上，通過軌道平板車運送到施工現(xiàn)場，由新型鋪軌機組對軌排進行初步定位，然后進行軌道的調(diào)整，待軌排的調(diào)整達到設計標準后，方可進行整體道床混凝土的澆筑。

(2)可調(diào)式地鐵專用走行軌采用支墩可調(diào)節(jié)設計，在支墩底部鋼板和支撐筒間添加活動鉸鏈連接，通過調(diào)節(jié)底部鋼板的不同角度以適應不同的隧道斷面，支撐筒采用可伸縮方式調(diào)節(jié)高度。

(3)新型鋪軌機組在機身側(cè)面添加“弓形”缺口設計，使其能夠在不變跨的情況下使鋪軌機組安全地通過車站站臺；鋪軌機組的頂部橫梁及側(cè)柱采用可伸縮式設計，可根據(jù)隧道斷面形狀調(diào)節(jié)鋪軌機組的高度和寬度。

(4)混凝土澆筑采用導管將混凝土從鋪軌基地導入軌道平板車車載混凝土罐車運輸至作業(yè)現(xiàn)場后，通過車載混凝土泵車澆筑，其振搗及養(yǎng)護采用傳統(tǒng)施工工藝。

(5)混凝土抹面通過預先設計的一個與道床表面“人字坡”形狀一致的工裝，在混凝土收面時通過移動工裝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工初步找平和收面。

道床水溝澆筑時通過移動架設在軌道上的一種隧道水溝控制工裝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工測量對高程進行控制。水溝控制工裝示意圖見圖1。軌道運輸采用一種加裝了剎車裝置的平板車。

圖1 水溝控制工裝示意圖

3 操作要點

3.1 基底鑿毛處理

(1)基底鑿毛。采用一種新型專業(yè)鑿毛機對基礎表面進行鑿毛處理，該鑿毛機原設計為主要針對路面施工，但經(jīng)我公司反復試驗研究并與廠家協(xié)商后改進了鉆頭間距及振動頻率，完美匹配了地鐵隧道基底尤其是盾構(gòu)管片的鑿毛技術(shù)要求。該鑿毛機為氣動手推式，一人手推即可操作，揚塵少，鑿毛效果良好。實踐證明：在相同作業(yè)環(huán)境下，該鑿毛機的鑿毛效率較人工鑿毛提升2～4倍，大幅度提升了工作效率。

但鑿毛時需注意控制間距與深度，確保鑿毛完成后露出的新鮮混凝土面積不低于75%。

(2)基底清理。完成鑿毛后，采用高壓水對基底進行沖洗。在其端部筑堰排污以避免污水污染其它地段，保證被清理范圍內(nèi)無積水、無殘渣[1]。

3.2 走行軌及鋪軌機組的安裝

(1)地鐵專用走行軌的安裝。地鐵專用走行軌采用24 kg/m鋼軌。在隧道結(jié)構(gòu)底板的兩側(cè)安裝走行軌，走行軌軌頂標高高出道床鋼軌頂面。軌下采用鋼支墩筒支承，間距按照不大于1.5 m布置?？烧{(diào)式走行軌底座安裝示意圖見圖2。

圖2 可調(diào)式走行軌底座安裝示意圖

(2)新型鋪軌機組。根據(jù)傳統(tǒng)施工工藝及經(jīng)驗，經(jīng)與鋪軌機組生產(chǎn)廠家協(xié)商并反復試驗，針對地鐵整體道床的施工特點對傳統(tǒng)鋪軌機組進行了改進，形成了一種新型鋪軌機組，該鋪軌機組施工操作簡便、性能穩(wěn)定、故障率低。在鋪軌機組橫梁上設置了可調(diào)節(jié)寬度的控制孔，通過調(diào)整側(cè)柱位置寬度以適應隧道寬度的變化；側(cè)柱上設置了與橫梁類似的可調(diào)節(jié)橫梁高度的控制孔，通過調(diào)整橫梁高度適應隧道高度的變化；在側(cè)柱上設置了“弓“型缺口，在鋪軌機組通過車站站臺時能一次性通過，避免了鋪軌機組的反復拆裝。通過該鋪軌機組的應用，施工效率得到了極大程度地提高，節(jié)約了成本且安全有保障。新型鋪軌機組見圖3。

圖3 新型鋪軌機組照片

3.3 脹錨螺栓的植入

按照設計要求植入的脹錨螺栓為YG2 M16×245型，每排4根，橫向均勻布置，縱向排間間距為0.625 m，植入深度為110～130 mm，植入時需注意避開結(jié)構(gòu)底板鋼筋。

3.4 鋼筋的綁扎及焊接

(1)鋼筋網(wǎng)。嚴格按照設計要求控制鋼筋的布置間距，縱向和橫向鋼筋按防雜散電流要求焊接，在靠近短軌枕的內(nèi)側(cè)上、下共布置了4根縱向鋼筋作為道床排流條并與交叉的所有橫向鋼筋和架立鋼筋焊接；在每個道床塊結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)的上、下共布置了4根橫向鋼筋、8根架立筋且必須與縱向鋼筋全部焊接；每個12.5 m長道床塊中部必須另選2處(即道床塊縱向全長各約1/3處)，將上、下2根橫向鋼筋、4根架立筋與縱向鋼筋全部焊接；對其余的鋼筋交叉處可綁扎搭接；鋼筋保護層厚度必需≥35 mm。

必需注意鋼筋網(wǎng)的質(zhì)量(間距、搭接、焊接)等符合設計及規(guī)范要求。

(2)防迷流連接端子。在整體道床伸縮縫的左右兩側(cè)引出銅排連接端子，其露出空氣中的長度為60 mm，通過面積為95 mm2的銅絞線連接。

連接端子采用一種新型連接端子標高控制工裝，從而有效地控制了連接端子的外露高度及焊接平直度。

3.5 軌排的組裝、運輸及鋪設

(1)軌排的組裝。按照設計要求，短軌枕數(shù)量等距懸掛，鋪設DZIII型扣件及雙層非線性減振扣件的一般地段，軌枕按1 600對/km等距布置(即扣件節(jié)點間距為625 mm)；對于正線曲線≤400 m地段或線路縱坡≥20‰地段(即加強地段)，軌枕按1 680對/km等間距布置(即將扣件節(jié)點間距調(diào)整為595 mm)。

①編制軌排表。根據(jù)配軌計算編制軌排表，軌排表中包含以下內(nèi)容：軌排編號；鋪設連續(xù)里程；左、右股鋼軌長度；左、右股鋼軌到達里程、相錯量；混凝土短枕對數(shù)，布置間距，扣件類型以及道床伸縮縫、變形縫設置里程等。

②軌排的組裝。a.散布扣件于短枕兩端。b.安裝鋼軌支撐架并使鋼軌底離開承軌槽約5 cm。c.安裝軌距拉桿，調(diào)整軌距拉桿和鋼軌支撐架，使軌距基本滿足1 435 mm的要求。將軌排吊至存放區(qū)，軌排之間加墊木隔離、分層堆放，一般以4層為宜，不宜超過6層。

軌排組裝時其直線段每隔3 m(間隔4根軌枕)布置一套調(diào)軌支撐架，曲線段每隔2.5 m(間隔4根軌枕)布置一套調(diào)軌支撐架，軌道支撐架需符合相關規(guī)范。

軌排支架系統(tǒng)的主要作用：a.對軌排起支撐作用；b.對軌排的水平及高程起調(diào)節(jié)作用；c.對鋼軌1/40軌底坡進行控制[2]。其中對軌底坡控制的方法通過反復試驗及研究最終決定通過在支架承軌面上焊接一塊具有1/40坡度的鋼板，并在軌排安裝過程中通過調(diào)節(jié)使鋼軌底面與鋼板面完全貼合，從而達到控制軌底坡的目的。該創(chuàng)新改進滿足了設計要求，提高了施工效率。

(2)軌排的運輸及鋪設。軌排鋪設情況見圖4。

圖4 軌排鋪設示意圖

施工注意事項：

①將軌道車通過車站時的行車速度限制為5 km/h,區(qū)間最高限速為20 km/h。

②停車時及時放入鐵楔(止動器)，防止平板車滑行。

3.6 軌道幾何狀態(tài)的調(diào)整

軌排鋪設就位后需要按設計和規(guī)范要求對其幾何狀態(tài)進行調(diào)整，調(diào)整分粗調(diào)、精調(diào)兩種。調(diào)整原則為先調(diào)水平，后調(diào)軌距；先調(diào)基標部位，后調(diào)基標之間；先粗后精，反復調(diào)整[3]。

3.7 整體道床混凝土澆筑

(1)模板安裝。整體道床混凝土側(cè)模采用鋼模。安裝模板前應復查道床標高及軌道中心線位置是否符合設計要求，檢查預埋件及預留孔洞是否遺漏，位置是否準確，確保模板安裝正確[4]。

(2)混凝土澆筑。澆筑前，再次對軌道狀態(tài)進行檢測，排查所澆筑區(qū)域的連接端子、測試端子、過軌管、排流端子是否齊備，確保其符合設計和施工驗收標準；用三防布覆蓋，避免對軌枕及扣件造成污染。整體道床混凝土采用車載泵加罐車的新型混凝土澆筑方式保證了混凝土的和易性，既確保了施工安全，又提高了生產(chǎn)效率。通過軌道平板車將專用混凝土罐車運輸至施工地點，由車載泵車將商品混凝土運送至澆筑作業(yè)面。

抹面通過對道床表面高程、坡度以及平整度的精確控制，形成了完整的“人”字坡。其工作原理為：制作與道床表面坡度一致的方鋼支架，施工時將其置于鋼軌上，移動工裝對道床表面高程、坡度及平整度進行控制。完工表面平整、縱橫坡平順、線條清晰整齊，不積水，無反坡。

矩形隧道兩側(cè)水溝的澆筑采用定制“U”型鋼模板，水溝一次性澆筑成型,水溝整體性好，操作便捷，可控精度高，解決了水溝線性不順直及溝底工藝倒角難施作等難題。

(3)模板的拆除?；炷翝仓瓿珊?，當其強度達標后即可拆除模板。拆除過程中需要注意保護混凝土，尤其避免損壞道床及水溝邊角。

3.8 道床的養(yǎng)護

混凝土采用灑水、鋪設土工布的方式進行養(yǎng)護。混凝土初凝后，及時灑水并覆蓋土工布養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7 d，待其達到設計強度的70%后方可行車承重[5]。

3.9 伸縮縫處理

整體道床養(yǎng)護結(jié)束后需按設計要求和規(guī)范對伸縮縫進行處理。道床表面干燥后，將伸縮縫的瀝青木板鑿出深30 mm、寬20 mm的溝槽，然后用聚氨酯密封膠封面。

伸縮縫處理的注意事項：(1)聚氨酯密封膠需按設計標準調(diào)配。(2)伸縮縫兩側(cè)邊緣應覆蓋透明膠帶。(3)灌膠須飽滿，灌后應進行保護。

4 結(jié) 語

所研究的該項技術(shù)在保證工程質(zhì)量和施工安全的情況下，系統(tǒng)地解決了地鐵軌道整體道床施工過程中對精度、工期、成本等指標的有效控制，同時，作業(yè)人員的勞動效率得到提高，施工進度加快，施工成本降低，所取得的經(jīng)驗對類似施工條件的地鐵軌道整體道床施工具有參考借鑒意義。