城市轨道板式道床施工工艺

1 前言

1.1 发展情况

板式轨道具有施工期短﹑使用寿命长.整洁美观､维修方便等特点，在轨道交通中得到大量应用｡广州市轨道交通四号线第一次将板式道床技术引进了城市轨道施工，现四号线已经投入运营使用,轨道结构状态良好｡

1.2 类型与结构形式

1.2.1 结构类型

广州市轨道交通四号线采用的道床板主要分为A､B､C､D四种类型｡几何尺寸为200mm×2100×Lmm,其中L为板长｡道床板示意如图1所示｡

图1 道床板示意图

1.2.2 结构形式

板式道床结构主要为桥面基础、ZH砂浆填充层、道床板、扣件、钢轨。道床板结构如图2所示。

图2 道床板结构示意图

2适用范围

此项技术适用于施工场地宽阔、施工便道通畅的板式道床结构的铺设。

3技术标准

3.1设计技术标准

3.1.1 钢轨

正线及辅助线;采用高碳微钒(PD₃)60 kg/m钢轨，直线地段标准轨长25 m,曲线地段内轨采用厂制缩短轨。

3.1.2 扣件

在高架桥上根据无缝线路设计要求采用小阻力弹性扣件,扣件节点间距采用1600根/km布置;在曲线半径R≤400m或坡道i≥20‰时,采用国铁弹条Ⅲ型分开式扣件。

3.1.3 高架线整体道床结构

采用预制混凝土道床板,直接在混凝土梁上固定(无底座);板上扣件采用分开式小阻力弹性扣件,扣件的纵向爬行阻力7~10kN/m/轨,扣件节点间距1600根/km,道床板下采用特制砂浆充填｡

预制混凝土道床板采用普通钢筋混凝土结构,道床板混凝土标号为C50,钢筋主筋采用12mm的Ⅱ级钢筋﹐其他构造筋采用10mm的Ⅱ级钢筋﹐螺旋筋采用3mm的低碳冷拔钢丝｡道床板宽2.1m,考虑三轨安放位置时﹐板侧伸出凸台,凸台处道床板宽2.35m;直线段道床板横断面为矩形板厚0.2m,A型板长3.525m,B型板长2.275,曲线段道床板横断面为梯形板厚根据线路超高变化,C型板长1.65m.C型板长2.275m｡

道床板应置于设计位置﹐道床板中心线与线路中心的允许偏差为2mm,板顶高程偏差应能满足无碓轨道铺设完成后的精确要求｡允许偏差为1mm,前后位置允许偏差为±5mm｡

3.2施工要求

轨道质量应不低于下列规定:

(1)轨距允许偏差为±2mm,变化率不得大于1‰;

(2)高程:以一股钢轨为准(曲线以内股为准),按设计高程误差不大于±1mm;

(3)水平:同一横截面处的两轨面高程相对差不得大于1mm;

(4)轨向:直线远视直顺,用10m弦量,最大矢度≤1mm;曲线方向圆顺,以20m弦量,正矢偏差不得大于表1的规定｡

表1 曲线正矢允许偏差

(5)高低:轨面目视平顺﹐用10m弦量,最大矢度≤1mm;

(6)轨底坡应为1:40;

(7扭曲:在延长6.25m范围内的扭曲≤4mm;

(8)线路中心线偏移量≤2mm｡

4 施工方法

采用人工配合机械施工,应左右线交替进行｡

(1)采用高精度的电子水准仪和全站仪进行测量施工,人工包桩,桩上设铜柱做点;

(2)材料包括道床板﹑钢轨﹑扣件﹑砂浆等采用汽车吊上桥;

(3)轨道采用人工拼装;

(4)ZH砂浆灌注采用特制砂浆拌浆机施工;

(5)轨道调整采用螺旋千斤顶和钢制斜支撑人工调整;

(6)道床板的调整采用人工配合小机具进行;

(7)轨道拼装采用人工进行﹐采用电动扳手紧固螺栓;

(8)采用K900,K922移动接触焊进行无缝线路的钢轨焊接｡

5 工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

如图3所示｡

图3 板式道床施工工艺流程图

5.2施工工艺及操作要点

5.2.1基标的设置

1接收导线点,水准点

由业主测量队组织线下单位进行导线点和水准点交接,进行复测,报监理审核,最后定为轨道结构测量的基点｡

(2)测量仪器配置

配置4套索佳电子水准仪､2套莱卡全站仪､8把水准尺｡

(3)控制基标的测设

1)测设标准｡用铜标在直线地段每120m,曲线地段每60m设置一个控制基标,安装在列车前进方向右侧或曲线外侧,基标距线路中心外1.4m处｡基桩包封前用螺纹调节高度,与该处的设计线路中线标高相同,用混凝土制作埋设牢固｡为便于直角道尺精确确定一股钢轨的位置和标高,在基桩顶钻Φ10mm的定位小孔,孔内安装铜标。

2)测设范围。曲线起讫点、曲线中点、缓圆点.圆缓点、变坡点、竖曲线起讫点及道岔中点和起讫点等各控制点均设置。

(4)加密基标的测设

测设标准。直线上按6m,曲线上按5m设置加密基标,设置位置在线路中心或距线路中心外1.4m处。道岔与交叉渡线地段，为了便于轨道的铺设与控制,在加密基标的基础上,结合施工需要适当增设基标。

(5)测量成果评定｡

①控制基标

a.方向允许误差为6”;

b.高程允许误差为±2mm;

c.距离允许误差为:直线1/5000,曲线1/10000｡

②加密基桩

a.直线上偏离控制基桩方向允许误差为±1mm;

b.曲线上用偏角法测设﹐在偏角方向线上不允许偏出±1mm;

C.每两个相邻基标间距偏差不超过±1mm;

d.高程允许偏差为±2mm;

E.两相邻基标高程允许误差为±1mm;

f.距离允许误差;在直线上每6m为±5mm,在曲线上每5m为±3mm.

③其他要求

根据道床板布置图在桥面上采用墨线进行道床板的定位并标注板的类型｡

5.2.2轨道板的搬运和安置

1)施工条件设置

①施工场地的要求:面积根据进度要求设定,至少需要6000m²,可以存放约4000块道床板;场地需要平整,采用C20混凝土进行地面硬化;场地内设有喷淋设备,便于道床板的养护；

②施工便道的要求:沿桥的施工便道必须通畅,便道路面状况良好,距离墩身的距离小于6m为宜,墩身5m范围内需要平整｡

(2)轨道板的搬运和安置

①在道床板存放场内,可以采用叉车进行,通过平板拖车运到现场后﹐采用汽车吊吊放到桥面｡必要时桥面上应配置一台汽车吊和一辆载重汽车﹐在桥面上进行道床板的运输和摆放；

②道床板存放最多可以重叠5层,中间采用硬垫木支垫｡预埋孔采用橡胶塞或布条封堵,防止砂石颗粒和杂物堵塞孔洞｡不同种类的道床板按类型集中存放｡

5.2.3轨道板的调整

(1)作业程序

①根据桥面标注和道床板布置图,将道床板摆放在桥面上;

②吊装时可以通过道床板吊装孔进行,也可以采用吊带进行;

③通过基标和L型道尺进行道床板横向定位﹐纵向采用直尺定位,板纵向间距以前后两块道床板的感应板预埋螺栓孔作为控制标准,间距为625 mm;

④道床板的调整以每一空桥梁为一个单位,从小里程向大里程方向调整,桥梁的长度制造误差在最后两块板之间消除;

⑤道床板的高度和轨道结构一起调节,以轨道结构高程进行控制｡

(2)轨道板调整的精度要求｡

①道床板中心线误差为±2 mm;

②道床板纵向误差为±2mm;

③高度误差为±1mm｡

5.2.4轨道的拼装和调整

(1)轨道结构构成及组装

①轨道组成:自下而上分别为ZH砂浆填充垫层,道床板、铁垫板下大橡胶垫、铁垫板﹑轨下橡胶垫、PD₃钢轨﹔

②轨道采用的扣件为小阻力扣件。通过螺栓和弹条将钢轨和道床板连接在一起;

③通过拉线法将左股铁垫板控制在同一条直线上，上螺栓扣紧;

④安装左股钢轨，通过扣件固定;

⑤通过设计轨距控制右股的位置;

⑥采用电动扳手进行螺栓紧固,扭矩达到设计值;

⑦根据气候的变化,预留轨缝﹐轨排之间进行临时连接。

(2)轨道结构的调整

①通过控制基标和加密基标进行轨道结构的控制;

②通过万能轨道尺和L型道尺进行精度控制;

③高度调整采用螺旋油顶进行﹐横向调整采用钢质斜支撑进行。

(3)轨道结构的精度要求

①线路调整误差要求见表2。

表2 线路调整误差表

②曲线正矢表见表3。

表3 曲线正矢表

5.2.5抗减销的安置

(1)抗减销的加工

①抗剪销采用Ø30钢筋制成,长度260 mm;

②采用钢筋切割机进行,严禁采用氧气乙炔切割;

(2)抗减销钻孔及安置

①采用空心钻进行钻孔;

②钻孔深度为桥面以下30mm,直径为50mm;

③以道床板预留抗剪销孔作为定位孔;

④钻孔完毕,及时清理桥面;

⑤采用自制定位装置进行抗剪销定位﹐保证其在孔的中心位置。

5.2.6关模

(1)关模材料的拌制

①采用M30干硬性砂浆进行关模;

②通过实验确定砂浆配合比﹐报监理审核;

③采用现场人工拌制﹐砂石料取样报检

(2)施工方法

①关模宽度控制在3~5cm,内侧采用角钢遮挡,以此保证砂浆的宽度和密实度;

②在四周靠近道床板底面和靠近桥面的适当位置开10mm的小孔,作为排气孔和观察孔;

③若当天不能施工﹐采用胶带将灌浆孔和抗剪销孔封闭,防止雨天雨水进人板内;

④若板内有水,在灌浆前应采取措施将水排出。

5.2.7 ZH砂浆的配合和搅拌

(1)ZH砂浆的性能指标(见表4)

表4 ZH砂浆的性能指标表

(2)ZH砂浆的配合比和搅抨

①现场拌制ZH型砂浆前,应视具体工点的温度﹑湿度等条件做配方试验,并及时修正标准配合比,标准加水量为干料的20%,满足设计要求后,方可拌制灌筑;

②道床板与混凝土基面的间隙应为15～75 mm ;

③ZH型砂浆强度可承受自重后,应及时撤除支撑螺栓和模板,以保证道床板与ZH型砂浆间紧密接触;

④ZH型砂浆配制、施工时的适宜温度范围为10 ℃~25℃,限界温度范围为5℃～30 ℃。超过限界温度时应采取相应措施｡

5.2.8 ZH砂浆的注入

1)ZH砂浆的运输﹑存放｡

①ZH砂浆采用载重汽车直接运送到施工现场,汽车吊吊上桥面；

②将砂浆存放在桥梁中间,底下采用垫木支撑﹐高度超过200mm,采用帆布遮盖,防止暴晒和雨水淋湿；

(2)ZH砂浆的注人｡

①检查供水供电设施；

②检查拌浆机运转状况；

③采用人工加料﹐严禁将包装袋放入机内；

④加水量控制在17%~23%之间,标准加水量为20%；

⑤测设流动度﹐根据温度变化控制在20~40s之间；

⑥一块板一次性灌完；

⑦通过观察孔观测砂浆的灌满程度；

⑧灌完后及时将污染垃圾清理干净｡

(3)ZH砂浆的试验｡

①每天施工开始﹑结束和气温最高时测试砂浆流动度﹐至少3次,其间做抽查；

②每20t为单位取标准试件3组送检｡

5.2.9无缝线路的铺设

(1)钢轨的焊接

采用K900,K922移动接触焊焊机进行钢轨的焊接｡

(2)焊接工艺要点及接头技术要求

①焊接钢轨的处理:将焊轨提起,在距待焊接头3m,10m处钢轨下垫滚筒﹐形成与地面有一定的夹角;用电动砂轮机在距离轨头600mm范围内进行打磨;对齐钢轨接头,不得有高低错牙,水平以工作边对齐；

②启动焊机进行焊接﹐焊接后对焊接接头正火,正火温度控制在850℃~880℃;接头正火后自然冷却,对接头进行粗打磨和精细打磨｡接头外观检查应满足轨面;0~0.3mm;工作边:±0.3mm;轨底角:0~2mm；

③焊接接头超声波探伤;焊接接头冷却至250C以下,用2MHz超声波对轨头.轨腰及轨底进行探伤﹐探伤结果不得有未焊透,过烧﹑裂纹､气孔,夹渣等缺陷；

④焊接接头必须进行方尺﹐接头相错量直线上不能大于40mm,焊缝距轨枕边距离40mm;

⑤焊轨机进场前须通过型式试验﹐施工过程中每200个焊头后需进行周检试验｡

(3)长钢轨的锁定

①根据设计轨温进行锁定｡设计锁定轨温为C26±5)℃;

②当轨温在设计锁定温度内,此时对钢轨进行锁定﹐锁定时,注意线路的水平､方向､正矢；

③当锁定温度低于设计温度时,根据温差计算钢轨伸长量,然后利用拉伸器将钢轨拉伸到设计长度后﹐再进行锁定；

④锁定温度高于设计锁定温度时,一是待轨温降低至设计锁定轨温时再锁定;一是先锁定﹐待轨温降到设计锁定温度时松开扣件,放散钢轨应力后,再重新锁定；

⑤重新锁定时,先进行应力放散﹐松开扣件,每隔5m在钢轨底下垫滚筒，用撞轨器或铁锤敲打钢轨﹐促使应力放散完全。

(4）观测桩的设置

①钢轨锁定前,应埋设好位移观测桩;锁定后，立即在钢轨上做好初始位移测定标记;

②轨道两侧观测桩的联线与轨道中线正交，桩的横向中距3m,桩顶比轨顶高50～100mm;

③观测桩的位置应根据设计位置进行埋设;

④线路锁定后，累计位移量不超过5mm。

6 劳动力组织

劳动力组织见表5。

表5 劳动力组织表

7 主要施工机械

主要施工机械设备见表6。

表6 主要施工机械设备表

8 质量控制要点

8.1 质量通病

(1)轨道结构反复调整工作量大﹔

(2)焊轨接头出现低接头｡

8.2 控制措施

(1认真执行设计验收规范﹔

(2)加强现场每道工序的检查﹔

(3焊轨接头正火时,接头上拱量控制在0.5~0.8mm｡

9 安全措施

安全控制要点主要在高空作业.轨行区运行,轨道铺设作业.机电设备､施工机械等方面,针对以上要点编制专项方案﹐落实专人负责｡

9.1 高空作业安全技术措施

(1)从事高处作业人员定期进行体检,发现有不宜登高的病症,不安排从事高处作业｡

(2)所有进入施工现场的人员必须戴好安全帽﹐并按规定配戴劳动保护用具｡

(3)作业人员严禁酒后上班,不得过度劳疲劳上班,不得穿拖鞋﹑高跟鞋､硬底鞋﹑易滑鞋和裙子上班或进入施工现场｡

(4)从事起重施工､架子施工的人员要取得特种作业操作证方能上岗｡

(5)施工作业搭设的扶梯､工作台,脚手架､护身栏､安全网等必须牢固可靠,并经验收合格后方可使用｡架子工应符合《建筑施工高处作业安全技术规范》和《建筑安装工人安全技术操作规程》规定要求｡

(6)作业用的料具应放置稳妥,小型工具应随时放入工具袋内﹐按上､下的顺序进行,禁止将杆件﹑扣件﹑模板等向下抛掷｡

(7)遇下雨､大雾､六级风以上恶劣天气时﹐停止高处作业｡

(8)高处作业不宜夜间施工﹐必要时,应采取施工安全措施｡

9.2 轨行区运行安全措施

机车司机､轨道车司机﹐培训考试合格并取得合格证后持证上岗｡

当施工运输与行车安全发生矛盾时,严格坚持“安全第一”的原则,服从行车安全的需要｡

对于运输要制定行车组织,通信信号管理,线路养护等规章制度｡交接口要严格把关,做好车辆技术检查等工作﹐严格交接制度﹐确保行车安全｡

乘务人员在运行中加强了望,严控速度﹐坚持呼唤应答制度﹐确保行车安全｡

开行前应加强车辆技术作业检查和商务检查｡严禁使用未检查车辆﹐防止所装货物超载和偏载｡

调车作业要挂钩接风,严禁溜放调车,机乘人员严格控制行车速度｡行车人员严格执行行车制度﹐及时正确地显示信号｡

9.3 轨道铺设作业安全措施

(1)铺轨作业基地的布置应首先考虑便于行车组织,使轨料装卸车﹑储存﹑轨节钉联､调车等作业间不相互干扰｡基地内必须排水通畅;夜间作业要配备良好的照明设施;配制灭火器等消防设备｡

(2)料具卸车,打开车门时应站在车门一侧,卸车时车下禁止站人｡轨料堆码要整齐牢固,不侵入线路限界;起重设备必须经常检查,加强保养﹐门式起重机停机时要锁定走行部位,场内停留车辆要采取防溜措施;吊装时作业人员要有明确分工﹐统一指挥,指挥信号配有音响信号,起重物下严禁人员活动或站人｡

(3)轨节钉联线两侧的线路两旁的料具应堆放整齐,不得影响取送作业和司机对位的瞭望视线｡

(4)紧扣件作业人员站在轨枕上用小撬棍拨入扣件时,脚跟要站牢,上扣件人员要两边分开﹐使用撬棍要注意防止碰伤邻近作业人员｡

(5)钢筋加工.混凝土灌注应做到:

①钢筋搬运注意附近有无障碍物﹑架空电线﹐防止碰撞和触电事故﹔

②雷雨时暂停露天操作﹐防止雷击钢筋伤人﹔

③钢筋焊接时焊机必须接地;

④支模﹑拆模时不使用腐烂﹑裂､暗伤的木质或铁木脚手板﹔

⑤使用振动器应先检查电源线是否良好,机械运转是否正常﹐移动振动器时,不能硬拉电线,更不能在其他锐利物上拖拉,防止割破﹑拉断电线造成触电伤人｡

9.4 机电设备安全技术措施

(1)所有施工设备和机具在投入使用前应定期对设备的技术状态进行检定﹐配发检定证书;起重设备须经市安质检测部门检验合格,获得安全使用许可证后方可使用｡

(2)大型和专用机械的操作人员必须经过培训并经考核取得合格证后持证上岗,严格按规程操作杜绝违章作业｡

(3)制定用门吊,起重､大坡道运输等专项施工组织;门吊设备要加强防强风措施﹐经常与气象部门保持联系,在强风条件下暂停作业等｡平时停机时采取加缆加锁或加固等防溜､防倾覆措施｡

(4)严格坚持定期保养制度﹐做好操作前﹑操作中和操作后设备的清洁润滑﹑紧固､调整和防腐工作｡严禁机械设备超负荷使用.带病运转和在作业运转中进行维修｡

(5)施工用主要电力线路架空安设,从主线路至用电设备间使用电力电缆,严禁电力线随地拖拉或置于脚手架等临时装置上｡

(6)施工照明一般采用220V电压,但在其他危险,潮湿和需要使用手持照明灯具的场所,均采用36V安全电压｡

(7)所有电器开关都必须完好无损,接线正确.绝缘良好､标识明显﹐确保用电安全｡

9.5 施工机械安全技术措施

(1)各种机械操作人员和车辆驾驶员,必须取得操作合格证,不准操作与不相符合的机械,不准将机械设备交无本机操作证的人员操作,对机械操作人员要建立档案,专人管理｡

(2)操作人员必须按照本机说明书规定﹐严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度｡

(3)驾驶室或操作室应保持整洁､严禁存放易燃﹑易爆物品﹐严禁洒后操作机械,严禁机械带病运转或超负荷运转｡

(4)机械设备在施工现场停放时,应选择安全的停放地点﹐夜间应有专人看管｡

(5)用手柄起动的机械应注意手柄倒转伤人｡向机械加油时在严禁烟火｡

(6)严禁对运转中的机械设备进行维修﹑保养等作业｡

(7)指挥施工机械的作业人员﹐必须站在让人了望的安全地点并应明确规定指挥联络信号｡

(8)使用钢丝绳的机械,在运行中严格用手套或其他物件接触钢丝绳｡用钢丝绳拖拉机械或重物时﹐人员远离钢丝绳｡

(9)起重作业严格按照《建筑机械使用安全技术规程》(JB3—876)和《建筑安装工人安全技术操作规程》规定的要求执行｡

(10)运输车辆必须遵守交通规则,利用人群密集的既有道运输时,必须轻载慢速运行｡

(11)加强对运输车辆的维修保养﹐尤其是刹车﹑照明车灯等部件的检查﹐以确保随时具有良好的工作状态｡

(12)定期组织机电设备､车辆安全大检查,对检查中查出的安全问题,按照“三不放过”的原则进行调查处理,制定防范措施﹐防止机械事故的发生｡

10 环境保护措施

10.1 环境保护工作内容

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(1)建立环境管理组织机构,明确各级﹑各部门在施工期环境保护工作中的职责分工｡

(2)建立﹑健全本标段施工范围内管理体系和各项环境管理规章制度｡

(3)核实﹑确定本标段施工范围内的环境敏感点.施工过程的重大环境因素｡

(4)明确本标段施工范围内各施工阶段应遵循的环保法律,法规和标准要求｡

(5)制定年度培训计划﹐建立培训､考核程序﹐定期对直接参与施工期环境管理的人员进行环保专业知识培训﹐对各层次工作人员进行必要的环保知识培训,对关键岗位人员进行岗位操作规程﹑能力和环境知识的专门培训﹐新工进场和人员转岗都要进行相关的环保培训和教育｡

(6)编制《实施性施工组织设计》和分阶段《施工方案》时都有相应的环境保护工作内容,主要包括:根据施工特点,围绕敏感点﹐制定的噪声﹑振动控制方案;根据各工地的具体情况和环保要求﹐制定的预防扬尘和大气污染工作方案和工地排水和废水处理方案;固体废弃物处理､处置方案;保护城市绿化的具体工作内容;管线迁移和防护方案﹔施工范围内已有的列入保护范围的文物名称和具体的保护措施等｡工作方案通过核实后实施｡

(7)移动式焊轨车的内燃机采用纳米燃油添加剂,减少尾气排放和降低噪音｡

10.2 环境保护管理程序

(1)在项目经理领导下建立责任到岗､到人的施工现场环境保护责任保证体系｡

(2按照经审核批准的环保工作方案开展工作｡

(3)施工现场设有环保负责人,负责日常的环境管理工作｡环保负责人组织每周对施工现场的环保工作进行一次检查并填写环保周报,对检查中发现的问题及时通知有关部门整改﹐重大问题报告项目经理｡

(4)建立施工环保档案｡将自查记录和各主管部门的检查､审核记录一并归档,工程完工后作为竣工环境审核资料｡

(5)工程完工后在合同规定的时间内清场转移﹐恢复市政设施和绿化｡

10.3 水处理措施

主要是施工基地的排水设施以及桥面废砂浆和冲洗桥面的污水处理｡

水环境污染源主要有施工泥浆﹑车辆冲洗水､生活污水等,表现为污染附近水体﹑破坏水质,破坏线路附近及流域内的水环境｡施工营地生活废水均排入城镇排水网,严禁将生活污水直接排放至江河中;对于含沙量大且浑浊的施工生产废水,采用沉砂池处理后再排放﹔含油废水经隔油池处理后排放﹐经处理后达到国家二级排放标准,防止油污染地表和水体｡

各施工现场防治污水污染的设施均与临时建筑同时建立,同时投入使用｡

饮用水经地方防疫站检验合格后方能饮用,严禁饮用生水﹐要保证宿舍和工地的饮水烧开后再饮用,送水.储水设备均符合卫生要求并定期消毒｡
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文章来源：

卿三惠等编著. 《土木工程施工工艺 铺架与“四电”工程》[M]. 2013