地铁混凝土轨枕整体道床人工散铺法施工工艺

2021年11月2日00:00:29施工方案评论724

1 工程概况

深圳市地铁10号线线路起自福田区福田口岸站,终至龙岗区平湖中心站。其中笔者所在的公司承担的凉帽山车辆段轨道工程涉及库内车场线、库外咽喉区、试车线、试车线联络线、出入段线、明挖段、联络线等的设计,以及整体道床、碎石道床、道岔铺设,轨道附属设备安装等。车辆段铺轨总长23.667km,道岔52组,交叉渡线4组。其中无砟整体道床总长度为11.93km。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

在凉帽山车辆段,以库内一般无砟整体道床为例,其主要技术参数如下:双层列检库及联合检修库库内采用50kg/m钢轨,钢筋混凝土短轨枕,混凝土强度等级C50,短轨枕布置1440对/km;轨道结构高度为500mm(工程车库内为600mm),道床混凝土强度等级为C35;钢筋采用HRB400级,数量为19.366kg/m(工程车库内为20.212kg/m)。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

2 混凝土整体道床的特点

整体道床是用混凝土浇筑而形成的道床,是一种新型轨下基础,其基底须坚实可靠。其特点是结构简单、整体稳定;整体混凝土道床取代了碎石道砟层,维修工作量少,改善了劳动条件;表面整洁,环境好。缺点是对施工质量精度要求高,一旦发生基底沉陷,缺陷修补较一般轨道困难。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

3 本工程重点难点分析

该车辆段线路相对集中,施工类型多样,股道多,线路短;有些区段施工空间狭窄,物料运输不易,安全责任重;道岔多且大部分集中在道岔咽喉区。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

该车辆段是一个综合的轨道基地,施工单位多,轨道专业与其他专业之间接口多。铺轨工程承前启后,工期紧,前期受土建工程轨行区移交限制,后期有强电、弱电、通信信号等系统安装工程跟进施工,很多工作必须同步进行,轨行区施工协调工作琐碎而繁重,配合难度大。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

交叉渡线及道岔整体框架的稳定性和精度要求高,施工难度大,是技术控制重点,道岔配合转辙机安装调试也是重点之一。一般情况下,普通整体道床施工采用机铺施工工艺,考虑到凉帽山车辆段不具备设置铺轨基地的条件,故而采取人工散铺方式进行施工。施工工艺如图1所示。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

地铁混凝土轨枕整体道床人工散铺法施工工艺

图1 整体道床人工散铺法施工工艺流程图

4 前期施工准备阶段

(1)在前期施工准备阶段,收集齐全轨道施工蓝图等设计文件及与轨道专业相关的其他专业接口技术要求,包括验收规范、轨道平面图、工艺技术说明、测量基标、结构沉降缝位置、轨道绝缘节位置等,以免因各专业之间接口不一致而返工,同时也为各专业之间交叉施工创造便利条件。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

(2)仔细审核图纸。参加由设计方实施的设计交底,澄清疑问。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

(3)根据设计图纸、施工方案的要求,建立施工组织,提前准备材料、施工设备、工器具等,例如钢轨、扣件、垫板、弹条、轨距尺、齿条式千斤顶等。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

5 施工过程

5.1 测量基标测设文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

施工测量是轨道施工的关键步骤,施工测量工作内容包括控制点的交接及复测、CPIII 控制点测设、线路和道岔边桩测设、成果报验等。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

施工前,在监理工程师见证下,由土建单位向铺轨施工单位提供轨行区控制桩点的测量资料,做好书面交接手续。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

按照直线段每120 m、曲线段每60 m 布设测量控制基标。基标测量成果需经第三方测量单位核准,报监理审查合格后方能使用。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

在测量控制基标布设完成的基础上加密基标测设:文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

  • ①基标直线6 m 布置一个,曲线段5 m 布置一个,根据不同道床形式设置中桩或边桩,边桩距离线路中线距离以不影响模板安装和L 尺使用为准,一般距线路中心线为1.3 m,小曲线半径的基标使用道尺量测,基标采用专业测钉制作。
  • ②曲线五大要素点(直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点)、道岔岔心、岔前、岔后、尖轨的尖端、交叉渡线菱形中心及锐角等处均应设置基标。
  • ③里程标记清楚,高度应高于轨面。
  • ④加强保护基标,禁止使用松动的基标。

5.2 基底处理文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

基底处理前,设定轨道顶面高程为基准线,测量轨道结构高度,确认整体道床底面至钢轨顶面的厚度不小于设计厚度。若小于设计要求的轨道结构厚度,将实测数据报驻地监理核查,及时与设计方联系,取得解决方案。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

基底凿毛可采用风镐、电镐或其他凿毛设备,凿毛要求:凹凸面深度5~10 mm,凿毛间距不大于150 mm,呈梅花形布置。凿出的垃圾及时清扫干净并装袋,隧道内可以采用轨道车和铺轨小车搬运出洞口,统一运走。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

清除干净场内的各种杂物、浮浆,排除污水,保持基面清洁、湿润,无积水。基底处理与铺轨测量基标测设工作可同步进行。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

5.3 人工散铺法轨排架设文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

进行配轨计算,按照调线调坡后的铺轨综合图以及设计文件,编制轨排表。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

直线段铺设长度计算:依据各坡段长度分段计算,按钢轨标准长度和要求的预留轨缝宽度连续计算,同时确定与曲线段始终点前(或)后连接的钢轨接头位置。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

曲线段铺设长度计算:曲线段以外股长度为依据,需把线路中心线长度折算为外股钢轨长度,配轨时按外股钢轨长度和预留轨缝宽度连续计算。按相关规范要求在曲线内股配置缩短轨,位置要适当,并在表中标出曲线段每个接头计划相错量及曲线始终点距钢轨接头的长度。同一轨排宜选用公差长度相同的钢轨配对,相差量应小于3 mm。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

鉴于信号等其他专业的技术要求,绝缘节处轨缝宽度要满足能够安装绝缘垫,符合设计要求。绝缘节轨缝应设于两轨枕之间,距离轨枕边缘不应小于100 mm。本工程绝缘节轨缝为12 mm,普通轨缝为8 mm。吊运钢轨可采用吊车,使用专用的吊装卡具,因钢轨标准长度为25 m,吊点不得低于两个。地面上钢轨移位,可采用叉车、装载机等设备拖拉,下设滚轮,使用专用的钢轨卡具,保证钢轨垂直,即保持轨面向上。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

铺枕前要在轨枕上划出中心位置,以便布枕时对准线路中线。组装轨排时,轨枕按设计数量等距悬挂,内外对齐,不同区段组装不同型号扣件,前后两块轨枕间距允许偏差为-5~5 mm。为安装方便提高效率,采用在轨面上划线的方式来确定轨枕的位置,枕位标于轨腰内侧。过渡段轨枕间距按设计要求布置。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

利用齿条式起道机起道,调整线路位置与高度后安装轨承轨架和轨距拉杆,调整轨距,形成25 m 轨排。钢轨的架立采用承轨架,直线段承轨架应与线路中心线相垂直,曲线段承轨架应与线路切线方向相垂直,拧紧螺栓,不得松动。轨枕、承轨架处于预留管沟重合位置时,适当前后调整,力求均匀布置。承轨架支撑螺杆基础需满足承载力要求且下部使用硬塑料套管防护,以保证升降螺杆转动顺利,满足调整轨面高程需要。使用轨距尺测量轨距,满足1 435 mm 轨距规范要求,轨距允许误差为+2/-1 mm,轨距变化必须缓和,每米距离内不可有大于2 mm 的误差。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

吊运时不得碰撞轨枕,禁止使用开裂、缺棱掉角的轨枕,以及禁止重锤敲击扣件、弹条和轨枕。依据设计规范要求选用垫板、弹条、扣件,铁垫板翘曲超标者禁止使用。安装弹条、扣件要使用专用工具,严禁用力锤击弹条、扣件。弹条的圆弧部位与垫板之间要有8~10 mm 的间隙,禁止密贴。扣件的扣压力要满足规范要求,使用扭矩扳手检测。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

5.4 钢筋制安、防迷流端子安装、组立模板文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

为保证施工质量,钢筋应在钢筋加工中心下料、加工成型,现场进行绑扎焊接,纵向钢筋长度以两相邻伸缩缝长度为基准。加工好的钢筋做好标识,以免混拿混用,且要防止钢筋被锈蚀、污染。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

钢筋安装前,根据设计钢筋网格间距先在底板上弹出墨线后进行安装。设置混凝土保护层垫块(混凝土垫块强度与道床混凝土强度等级相同),满足最小混凝土保护层厚度的要求。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

依据杂散电流技术要求,采用纵向钢筋兼作排流筋,故钢筋必须满足防杂散电流的要求,确保焊接良好,满足电气连接要求。纵向钢筋搭接处焊接长度大于钢筋直径(d)的6 倍,双面焊接,且焊接高度大于6 mm。焊接接头应相互错开,同一根钢筋的两个相邻焊接接头,距离不得小于35 d,且不小于500 mm,该区段内所有接头的钢筋截面积占所有钢筋截面积的百分比不得超过50 %。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

横向钢筋与纵向钢筋的交叉点应按照要求进行双面焊,焊缝高度不得小于6 mm ;在每一个整体道床伸缩缝的两侧,分别用扁钢或埋入式成品接地端子与纵向钢筋焊接,引出连接端子,满足防杂散电流技术要求。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

道床模板可采用组合式钢模板(其长度均为1.5 m),根据道床的厚度选择不同高度的模板,在道床结构高度过大地段可以采用木模。安装前,检查模板的平整度、清洁度,剔除变形的模板。模板底部按弹出的模板边线定位。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

模板安装时按设计的要求设置道床伸缩缝。在整体道床遇到结构变形缝、人防门等特殊地段,可根据现场情况调整道床块长度,道床伸缩缝应与结构变形缝的位置一致并以沥青麻筋封顶。本工程每6 m 设置一个伸缩缝,在结构变形缝处,道床必须断开,伸缩缝宽度为20 mm,采用沥青木板嵌缝,轨枕应避开道床伸缩缝。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

为确保模板的稳定性和安装精度,在顺线路方向每隔0.5 m,采用Φ12 的钻头在隧道基底钻孔,插入Φ10 mm 的光圆钢筋以固定模板的位置,模板间采用特制夹具结合在一起。为防止跑模,用Φ10 mm 的钢筋制作成S 形拉钩将模板固定在钢轨上,模板与轨枕间用木条支撑,以保证模板的稳定性。采用双面胶或者玻璃胶封堵模板接缝,严防漏浆。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

道床水沟模板采用一次性成型的悬挂式定型模板施工工艺,安装拆除方便,浇筑成型的水沟对接缝平顺,沟壁光滑,线形流畅,棱角分明,不需要抹面,是本工程的亮点之一(见图2、图3)。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

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图2 轨道及水沟模板安装平面图(单位mm)

与其他相关专业做好配合,按照消防、信号、供电等专业设计要求预埋过轨管线及预埋件。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

钢筋绑扎、模板安装完成后需报请监理检验,确认符合设计规范要求后方可实施混凝土浇筑。模板安装质量要求:位置偏差为-5~5 mm,垂直度误差小于2 mm。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

钢筋安制、模板组立需满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

5.5 轨道几何状态检测与调整文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

轨道几何状态包括方向、轨距、水平、高低、轨底坡5 个形位要素。故此轨排架立后,需按设计和规范进行几何状态检测调整,一般要经过粗调、细调、精调3 个步骤。具体调整步骤是:先水平,后轨距;先基标部位,后基标之间;先粗后精,反复调整。精调后的精度必须符合无砟轨道的精度要求。允许偏差详见表1 和表2。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

水平形位的调整:利用调换轨底橡胶垫实现。直线段不允许左右两轨面高差交替变化,需高度一致,以使两轨负荷均匀,避免造成车辆剧烈摇晃。在18 m 长度内,不允许存在超过2 mm 的三角坑,过大的三角坑会使个别车轮悬空,轮缘爬上轨面,造成脱轨事故。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

轨距的调整:利用调换轨距挡板的型号来调整。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

方向的调整:通过改变轨距来进行。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

车轮轮箍和钢轨的接触面为1/20 的圆锥面。为了减小偏磨,要使车轮压力的合力线接近钢轨中轴线,钢轨不能竖直铺设,而是略倾斜于轨道中心,此倾斜度即为轨底坡。故此需要仔细调整轨底坡,垫板较厚一侧靠近钢轨外侧,较薄一侧靠近钢轨内侧,施工中需严格控制垫板方向,以免造成调整错误。使用弦线或电子式轨底坡测量器调整轨道向内轨底坡,满足1/40(1/35~1/45)的要求(见表1)。一般通过调换轨底的橡胶垫板实现对轨底坡的调整,例如垫加楔形橡胶垫。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

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图3 轨道及水沟模板安装剖面图(单位mm)

表1 轨道几何状态调整允许偏差表文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

序号 检查项目 允许偏差
1 轨枕间距 -10~10 mm
2 轨距 +2/-1 mm,变化率≤1 ‰
3 水平 两股相对水平差≤ 2 mm,在18 m 距离内,不允许存在大于2 mm 三角坑
4 扭曲 ≤ 2 mm(基长6.25 m)
5 轨向 直线≤ 2 mm/10 m 弦,曲线见下表“曲线正矢允
6 高低 直线≤ 2 mm/10 m 弦
7 中线 ≤ 5 mm
8 高程 -5~5 mm
9 轨底坡 1/35~1/45,标准值1/40

表2 曲线正矢允许偏差表文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

曲线半径/m 缓和曲线正矢与计算矢差/mm 圆曲线正矢连续差/mm 圆曲线正矢最大最小差/mm
≤ 250 4 6 9
251~350 3 5 7
351~450 2 4 5
451~650 2 3 4
﹥650 1 2 3

曲线段轨面标高按如下原则确定:在半超高曲线段,内轨标高为中线标高减去超高值一半,外轨标高为中线标高加上超高值一半;在全超高曲线地段,内轨标高为外轨标高减超高值(见表2)。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

5.6道床混凝土灌注文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

为避免混凝土对轨枕及扣件造成污染,需用薄膜或编织袋覆盖钢轨、轨枕或使用塑料袋包裹扣件,检测每车混凝土坍落度,确保符合设计规定。本工程混凝土坍落度为160mm±20mm。依据规范要求留置混凝土试件。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

采用地泵或轨道工程车配合混凝土输送料斗进行混凝土灌注。应至少配置4根振动棒,两根Φ50mm振文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

动棒进行第一循环振捣,再用Φ30mm振动棒进行第二次循环振捣。振动棒振动应为“之”字形振,并应特别加强轨枕周围的振捣,以免轨枕下出现空洞而在后期的运营中出现轨枕与道床剥离、翻浆冒泥等潜在问题。混凝土振捣以混凝土表面呈现浮浆、不出现气泡和不再沉落为准,应无蜂窝、麻面、漏振,表面清洁、平整,变形缝直顺。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

严禁碰撞承轨架,严禁敲打钢轨及混凝土轨枕,特别是钢筋桁架轨。配备人员进行现场防护,防护人员应随时检查轨道几何状态,发现超标时立即停止浇筑作业,及时调整轨道几何状态。另外,还应对承轨台表面的坡度和高程严格控制,保证轨底坡精度要求。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

道床面高度以轨枕承轨面高出道床顶面30~40mm为准,直线地段道床面以道床中心为最高点向道床两侧(中心水沟时由道床两侧向线路中心)设置3%的人字形排水坡,以利于道床排水;曲线段曲线外股向曲线内股区段道床坡度与曲线超高引起的超高坡度值一致,曲线外股以外部分道床坡为3%。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

混凝土初凝前及时抹面,清理干净钢轨、轨枕、扣件、承轨架等表面灰浆。抹面次数不低于3次,抹面效果必须达到表面光洁、不出现裂纹,表面平整度允许误差小于3mm,高差为0~5mm。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

混凝土浇筑完毕后12h内对混凝土加以覆盖并保湿养护。可用土工布覆盖混凝土表面,同时洒水湿润。养护过程中应随时保持土工布的湿润,养护时间不得少于14天。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

拆除承轨架、拆模时注意对混凝土成品保护,不应有缺棱掉角。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

5.7伸缩缝灌缝处理、工艺孔填塞、道床整修文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

混凝土终凝后,按照设计要求剔除伸缩缝上部的沥青木板,深度不低于25mm,吹扫干净,灌入沥青胶,抹平。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

采用同强度等级的混凝土或砂浆填塞工艺孔,捣固密实。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

再次核查轨道的几何状态、检测扣件的扣压力,及时加以调整。文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

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原文名称:地铁混凝土轨枕整体道床人工散铺法施工工艺文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

作者信息:张静波文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

作者单位:中国水利水电第十一工程局有限公司,河南郑州 450001文章源自轨魅网-https://www.guimei8.com/7686.html

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  • 本文由 发表于 2021年11月2日00:00:29
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