CRTSⅢ型板式道岔铺设施工方案

1 工程概况

新建郑州至徐州客运专线是国家“十二五” 综合交通体系规划中的区际交通网络重点工程， 与国家东西交通大动脉陇海铁路、连霍高速公路平行。新建铁路郑徐客专西起郑州东站， 东至徐州东站， 途经河南开封、商丘、安徽砀山、萧县， 江苏徐州。线路全长361.937 公里， 全线设郑州东站、开封北站、兰考南站、民权北站、商丘站、砀山南站、永城北站、萧县北站、徐州东站共9 个车站。按照规划， 郑徐客运专线全程90%以上为高架桥， 将与京沪高铁共用徐州东站， 从上海往徐州方向发出的高铁动车将在这里实现转换。

郑徐客专全线采用CRTSⅢ型板式无砟轨道， 成为我国首个CRTS Ⅲ型板式无砟轨道大规模推广应用的试点工程，也是全国首个全线无砟道岔采用CRTSⅢ型板式轨道结构形式的样板工程。

2 结构组成

CRTSⅢ型无砟板式道岔系统采用单元分段式结构， 轨道结构由钢轨、扣件系统、混凝土轨道板、自密实混凝土层和底座等部分组成。预制混凝土道岔板底面预留连接钢筋，与轨道板下浇筑的自密实混凝土形成复合结构； 混凝土底座现场分段浇筑， 对应每块道岔板设置2 个限位凹槽， 与后期浇筑自密实混凝土凸台形成限位结构； 底座和自密实混凝土层之间设置隔离层。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

详见图1。

图1无砟板式道岔工程施工工艺流程图

3.2 操作要点

3.2.1 测量坐标换算

根据设计提供各道岔板公共点大地坐标， 将设计图纸上设计的各种特征点的局部坐标转换为与线路其他点统一的大地坐标， 测量工程师详细复核合格， 报监理复核确认后用于施工放样、精调道岔板。

3.2.2 CPⅢ网复测及路基工程沉降变形评估

根据已经建立并完成复测的CPⅢ合格评估报告对CPⅢ点进行道岔板使用范围内的复测， 通过全站仪自由设站进行后方交会的方法进行平面复测， 用天宝电子水准仪进行高程复测。

路基工程沉降变形评估合格， 符合设计要求。

3.2.3 底座板施工

底座板线形根据道岔板铺设形式布置， 宽度为渐变形式。限位凹槽位置及尺寸、底座钢筋加工与模板立设根据测量放样点施工。

道岔区底座板由岔前到岔后逐渐变宽， 使用纵向“L型”、横向“一字型” 压紧装置对道岔板上浮进行控制。采用预埋螺纹套筒与底座板钢筋焊接， 通过控制预埋螺纹套筒顶面标高的方式对压紧装置进行固定。自密实混凝土灌注完毕后， 使用快硬型砂浆将套筒孔灌注。

底座板施工完成后进行伸缩缝填充。要求伸缩缝缝槽应干净、干燥， 表面平整、密实， 无起皮、起砂、松散脱落现象。密封材料应与缝壁粘接牢固， 嵌填密实密实、连续、饱满， 无气泡。

3.2.4 土工布、弹性垫板安装

在道岔板铺设前， 在底座板和凹槽应用洁净高压水和高压风彻底对底座板进行清洁和清理， 保证铺设范围内底座板洁净且无砂石类可能破坏中间隔离层的磨损性颗粒。土工布应铺贴平整， 无破损， 采用胶黏剂与混凝土粘贴牢固， 对接处及边沿无翘起、空鼓、褶皱、脱层或封口不严。

3.2.5 自密实、限位凹槽钢筋绑扎

自密实混凝土与混凝土底座采用限位凹槽的方式进行限位和纵横向力的传递， 每块道岔板下设置1~2 个限位凹槽，限位凹槽处加设配筋， 限位凹槽周围（侧面） 设置弹性垫层。

3.2.6 道岔板吊装就位、精调

1） 道岔板吊装就位

道岔板底采用15cm×15cm×9cm 的方木块放置在靠近精调器位置临时支垫道岔板， 对准定位点初步定位安装至设计位置， 粗铺精度为5mm， 道岔板安装后， 及时进行三维精调器的安装， 用精调装置粗调道岔板并取出临时道岔板下的支垫木块， 为精调做好准备。

2） 道岔板精调、固定

道岔板精调采用莱卡TS30 快速精调系统进行精调。定位棱镜孔按设计坐标位于道岔板的两侧第一个承轨台外侧预留螺栓孔， 精调时测量组通过测量、调整在定位棱镜孔中的精密微型棱镜的坐标， 获得所需调整的方向及调整量， 人工用精调扭矩扳手来调节精调装置以达到道岔板准确定位的目的。

精调过程要避免有人踩踏道岔板， 同时避免其它施工造成振动和扰动。

道岔板精调后应采取防护措施， 严禁踩踏和撞击道岔板， 并及时灌注自密实混凝土。如果道岔板放置时间过长，或环境温度变化超过10℃， 或受到使道岔板发生变化的外部条件影响时， 必须进行复测和必要的调整， 确认满足要求后， 方可进行自密实混凝土灌注。

3.2.7 道床板混凝土浇筑

1） 封边模板安装

封边模板安装时需与道岔板紧贴， 自密实混凝土浇筑过程中会对道岔板产生非常大的上浮力， 故模板应有排气措施， 重点考虑精调器部位， 并在施工中优化模板设计。

道岔板铺设前， 对混凝土底座进行清理， 达到无浮碴、碎片、油渍、积水等。自密实混凝土模板安装时应特别注意精调器部位模板的处理， 模板安装完成后要保证混凝土浇注时不漏浆， 拆模后无烂根现象。
为了保证在自密实混凝土灌注时道岔板不上浮， 需在道岔板的两侧安装限位装置。当自密实混凝土强度达到30%后， 方可拆除限位装置。

2） 道床板自密实混凝土灌注及养护

（1） 浇注前准备工作

自密实混凝土对原材料及环境温度都很敏感， 在未灌注前先试验混凝土各项性能， 合格后方可开始灌注， 但影响混凝土扩展度损失因素较多， 为防止混凝土在灌注过程中扩展度损失严重导致混凝土流动困难或无法流动而造成灌注失败。

① 在道岔板粗铺前全部检查门型筋及绝缘钢筋的高度，调整高度与自密实钢筋网片高度一致， 避免绝缘钢筋高度过低而处于自密实钢筋与道岔板之间， 造成混凝土流动性急剧下降， 导致自密实混凝土无法顺利灌注；

② 在灌注自密实混凝土前， 提前一小时对腔内进行喷雾湿润， 以减少土工布和道岔板底对混凝土内水分的过度吸失， 若自密实混凝土过度失水， 流动性会损失过快； 最后在混凝土到达现场准备灌注前， 使用汽油吹风机通过观察孔对腔内吹气， 使腔内空气加快流通， 从而降低腔内温度。

（2） 自密实混凝土灌注

灌注前， 应对混凝土的扩展度和入模温度进行及时检测， 入模温度控制在5～30℃之间。自密实混凝土采用溜槽和漏斗配合灌注方式， 灌注时采用1 个2.4m3 吊斗和溜槽单侧配合进行灌注， 保证漏斗口卸料高度在50cm～100cm， 漏斗采用自制阀门控制混凝土流速。灌注必须一次性完成， 严禁二次灌注作业， 每块板的灌注时间控制在10 分钟左右。待道岔板四角流出混凝土均匀时， 停止灌注， 在混凝土初凝前， 掏除观察孔多余混凝土， 插入S 形钢筋， 确保灌注层和后浇混凝土更好地连接。

（3） 自密实混凝土养护

自密实混凝土浇筑完成后养护是非常重要的环节， 拆模后先刷两道混凝土专用养护剂， 再用高150mm 养护海绵帖到混凝土面， 用塑料薄膜包裹， 晒水养护， 养护海绵和薄膜均起保湿作用。

（4） 灌板后的精调复测

混凝土达到设计强度以后， 采用莱卡TS30 精调仪器再次对道岔板位置进行复测。

3.2.8 道岔铺设

1） 铺设工艺流程

CPⅢ复测→清理道岔板→道岔控制点放样→取出螺栓涂油→摆放调高垫板→安装橡胶基板→放置轨下胶垫→分段吊装钢轨件→安装扣件→粗调道岔线型→粗调道岔→道岔内铝热焊接→道岔精调→道岔验收。

道岔铺设应根据坐标放样， 放样时主要控制直基本轨跟端及辙叉直股前端， 使公差从岔内向岔外累积。在铺设道岔之前应进行道岔板的验收， 道岔板各项指标均满足要求， 保证后期道岔铺设减少阻碍， 确保工期。

道岔铺设前， 应对道岔板彻底清理， 首先用专用工业吸尘机清除表面尘土， 对于吸尘机无法清除的尘土、油污、油脂及其他任何妨碍粘结的成分， 必要时可用中性清洗液清洗。最终铺设道岔前应保证道岔板清洁、干燥、无油污、无灰尘等杂质。

2）组装施工问题

（1）注意预留8mm 轨缝， 如果轨缝预留太小， 导致高温下胀轨， 焊接时无法将焊接延展量扩散。

（2）精确控制样冲点， 如果样冲点控制不准确， 将会样冲点及限位器偏差超出允许范围。

（3） 切记道岔精调前不要为做支距而打磨顶铁。

（4） 安装基板和辊轮时是不能够涂油的， 由于基板和辊轮是经过特殊处理， 是不需要润滑的。避免导致工作面污染。

3.2.9 道岔精调

道岔初调原则应遵循： 先轨向、后轨距； 先高低、后水平； 先直向、后侧向； 先整体、后局部， 厂家发货时装配好的尖轨和辙叉部位尽量少动的原则进行， 但在不能满足道岔安装精度的验标要求时， 可在配合厂家的情况下或是由厂家负责调整至要求。

调整时先调整直上股的空间几何状态， 将上股的高程、方向调整至0-3mm 内， 再通过轨距和水平调整直下股的方向、高程； 侧向通过支距、轨距、水平的调整达到调整的目的。

通过基标测量， 反算出道岔的起道量和拨道量， 通过“L” 尺检测， 根据测量结果调整高程和方向。

方向调整： 通过旋转横向调节器螺杆实现道岔左右的横移， 从而调整道岔该点的方向， 当所有基标点中线位置调整至0-3mm 后； 再通过弦线调整基本轨全长范围内的方向，使基本轨外侧边线在一条直线上； 再用道尺检测各点的轨距， 调整另一钢轨的缓冲垫块或轨距块， 检测曲股支距， 通过曲股轨距调整曲基本轨， 从而达到整个道岔方向的调整。

高程调整： 通过转动竖向调节器螺杆实现道岔升降， 从而调整道岔的高程， 当所有基标点高程调整至0-3mm 后。

再通过弦线调整基本轨全长范围内的高程， 使基本轨顶面在同一条水平线上； 再用道尺检测各点的水平， 起升竖向调节螺杆， 检测曲股水平， 从而达到整个道岔方向的调整。

优化调整： 是指在绝对参数不超标的前提下通过最小的调整量满足轨道的平顺性要求的过程。在分析调整量时应优先考虑基准轨的平顺性参数， 即先将基准轨调整平顺后， 再调整非基准轨调整轨距和超高。

3.2.10 工电联调

（1） 道岔转辙机安装前， 对电气、机械性能进行测试，满足设备设计性能指标后， 方可安装。

（2） 严格按照设计图， 安装道岔电务转换设备。

（3） 电务转换设备安装调试完成后， 由工务和电务技术人员相互配合进行道岔工电联调及定位。

（4） 道岔电务转换设备在道岔系统工电联调结束后拆除。

3.2.11 道岔焊接锁定

钢轨焊接顺序： 先焊道岔内钢轨焊缝， 后焊道岔前后钢轨焊缝。

道岔内钢轨焊接顺序： 先直股， 后曲股； 先基本轨， 后尖轨。

道岔前后钢轨焊接顺序： 先岔前， 再岔后； 先直股， 再曲股。见图2。

铝热焊焊接工艺流程： 施工准备、轨端干燥去污、轨端除锈、对轨、夹具安装、砂模安装、封箱、预热、坩埚安装、焊剂高温反应、拆模、推瘤、热打磨、冷却打磨、外观及探伤检查。

4 质量控制

4.1 自密实混凝土灌注

（1） 道岔板粗铺完成后对灌浆孔和溢浆孔进行塑料布封闭， 防止异物、雨水等落入腔体， 并可防止阳光直射道床板钢筋和腔体使内腔温度过高， 导致自密实混凝土流动受阻。

（2） 自密实混凝土灌注前， 应检查板腔内是否积水。当土工布和凹槽中存在积水时， 严禁灌注自密实混凝土。雨天不应进行自密实混凝土施工。

（3） 灌注自密实混凝土前， 应检查道岔板四周模板的密封情况和排浆孔的设置情况， 并检查道岔板端的横向边缝是否密封完好。

（4） 每块道岔板的自密实混凝土应一次灌注完成， 不得进行二次灌注。当所有排浆孔排出的混凝土与自密实混凝土本体一致进方可停止灌注。自密实混凝土灌注结束后3h 内不得移除道岔板上灌注孔的硬质下料管和观察孔处的硬质防溢管。

4.2 道岔铺设

（1） 道岔铺设应根据坐标放样， 放样时主要控制直基本轨跟端及辙叉直股前端， 使公差从岔内向岔外累积。在铺设道岔之前应进行道岔板的验收， 道岔板各项指标均满足要求。

（2） 道岔铺设前， 应对道岔板彻底清理， 首先用专用工业吸尘机清除表面尘土， 对于吸尘机无法清除的尘土、油污、油脂及其他任何妨碍粘结的成分， 必要时可用中性清洗液清洗。最终铺设道岔前应保证道岔板清洁、干燥、无油污、无灰尘等杂质。

（3） 吊装从前至后依次完成， 每段吊装顺序按照先直向后侧向， 先外股后里股进行。钢轨件组装前须对钢轨硬弯进行检查， 若有超限应用顶调设备预先进行调整。吊装就位后， 逐段拨正钢轨， 使钢轨落槽， 然后进行方向、轨距、密贴调整。调整基本到位后紧固扣件， 扣件螺栓采用测力扳手终拧。

（4） 钢轨拼装完成后， 根据铺设图， 将钢轨用无孔夹弓逐根连接起来， 先连接直向， 然后连接侧向， 钢轨联接时工作边和轨顶不能有错牙出现； 在连接时随时检查道岔位置及几何尺寸， 若有变化及时调整。

4.3 道岔铝热焊

铝热焊必须经过型式检验合格后方可施工， 道岔铝热焊施工应与区间钢轨焊接、放散配合施工， 道岔铝热焊施工安排到区间钢轨铺设完成后与区间焊接、放散一并施工。

5 结语

郑徐客专2016 年5 月～8 月联调联试的综合检测列车检测结果表明， 全线轨道质量指数TQI 平均值为1.8～2.0， 创造了我国高速铁路轨道平顺性的新纪录， 充分体现CRTS Ⅲ型板式无砟轨道技术的优越性。2016 年9 月10 日郑徐客专开通运营， 通过无砟道岔状态良好， 结构稳定， 列车运行安全、平稳、舒适， 标志着此套CRTSⅢ型板式道岔施工技术成熟、稳定， 为类似工程的实施起到一定的指导作用。

文章来源：

原文名称：CRTSⅢ型板式道岔铺设施工技术

作者信息：程俊斌（中铁十二局集团第三工程有限公司， 山西太原030024）

期刊信息： 建材发展导向（下） 2019, 17(5)