单线特长铁路隧道内CRTS I 型双块式无砟轨道施工技术

摘 要 ：双线隧道内整体道床的施工可以通过另一条线运输材补，布设机具和行车调度都不是难点。但在单线隧道内，施工工序的安排受到很大影响，材料机具只能摆款在迎车河内或水沟及电缆槽盖板上，不但影响作业空间，而且对盖板破环较为严重。托架式工具轨法所采用的材料机具简单，在经过工艺改进后，可以有效解决空间狭小的问题。拉日铁路盆因拉隧道整体道床施工的成功实践，可供类似隧道整体道床施工参考。

关键词 ：单线特长隧道  无昨轨道  施工技术

高速铁路整体道床为无昨轨道的基础，其能工方法为无砟轨道施工的关键工序。目前施工整体道床主要有三种方法：轨道排架法、工具轨法及两者相结合的工具轨排法[1]。在目前设计或已运营的无砟轨道铁路中，大多为双线，在隧道内施工整体道床时有较大的空间，可以通过另一条线运输材料，机具布设、行车调度都不是难点技术，几种技术广泛应用，都较为成熟。但在单线隧道内，施工工序的安排受到很大影响，材料机具只能摆放在避车洞内或水沟及电缆槽盖板上，不但影响了作业空问，面且对盖板破坏较为严重。因此选用合理的施工工艺，优化作业方案和工序安排，提高行车调度等是单线道整体道床施工最为关键的技术要点。托架式工具轨法已在双线隧道内成功应用，如中铁二十一局施工的包西铁路新九燕山隧道整体道床就采用该工艺施工。该方法在经过工艺改进后，成功应用于拉日铁路盆因拉隧道施工，可供类似隧道施工参考。

1 工程概况

盆因拉隧道是拉（萨）日（喀则）铁路最长单线铁路隧道，为重点控制性工程。隧道的起讫里程为ⅢDK134+763----ⅢDK145+173，全长10410m。遂道正洞标准断面净空尺寸：5.56m×6.85m（宽×高）。遂道内设计为CRTSI型双块式无砟轨道，轨枕采用SK-2型双块式轨枕，轨枕间距625mm（遂道内测整地段600～650mm）。扣件采用WJ8A型弹性分开式扣件（研线0604A）。道床板采用C40钢筋混凝土道床板，单元结构宽2.9m，轨下部位道床板厚275mm直线地段道床板顶面设置1%的横向人学排水坡，每6.25m设置横向伸缩缝一道，宽2m，用沥青浸术板填缝。在纵横向钢筋搭接处（含轨枕桁架钢筋）加设绝缘卡使钢筋相互绝缘，满足轨道电路传输要求。

2  工艺原理

采用托架式工具轨法能工单线隧道整体道床，优化后的施工方法：

①底层钢筋铺设成钢筋网；

②轨枕直接从洞外由叉车运输，不摆放在水沟盖板上；

③小型龙门吊只吊装拆卸工具轨，轮胎式钢轨运输小车在简易轨道上运输工具轨，有效防止了对水沟侧壁及盖板的破坏；

④单工作面一次铺设长度125m，减少工具轨的倒运次数。工艺优化后，可提高施工流水作业效率，缩短施工工期，降低施工成本及施工风险。

3   施工工艺流程

双块式轨枕运至洞内现场后再组装成轨排，按设计要求每组单元块长6.25m(10块×0.625m)。每组轨道排架之间用12.5m工具轨及钢轨接头夹板连接为一体，固定和调整利用竖向钢轨托架及横向螺纹丝杠和轨距拉杆来实施，每次道床板混凝土浇筑长度125m，即每次轨道排架安装22组。双口施工时第一模分界点设置于一根工具轨中间位置，之后每循环待浇筑与已浇筑施工缝均设置于一根工具轨中间位置，以确保测量精度。道床板混凝土由洞外混凝土拌合站集中供应，采用混凝土罐车运输，泵送混凝土人模，插人式捣固棒捣固，平板振热器振平，人工抹面、收面、整修和养护。

4   关键施工技术

4.1 施工前的准备工作

按B级精度要求布设高精度的GS点，精度满足客专CPI的要求，在隧道贯通后进行CPⅡ控制桩测量，在CPⅡ点之间布设CPⅢ，间距约60m，尽量等距布设[2]。为防止CPⅢ遭到破坏，设置于电缆槽侧壁电缆槽盖板顶面以上20cm处二村边墙上。

隧道进出口的控制点水准测量应按二等水准测量的要求施测，高程测量工作应在CPⅢ平面测量完成后进行，并起闭于隧道进出口的水准基点上。

4.1.2 沉降观测

对隧道基础进行沉降观测，并对隧道基础沉降作系统的评估。

4.1.3 清理基层表面、标定位置

清扫即将施作段的基层表面浮渣，灰尘及杂物，并用高压水枪冲洗，测设线路中线、边线，每6.25m（即1个道床板单元）测定线路中桩、边桩，弹墨线标定每一个道床板单元轨枕、钢筋摆放的初始大致位置。

4.2 布设底层钢筋

钢筋在洞外按设计要求加工成半成品，在纵向钢筋上将十字绝缘卡先安装好，以节省洞内安装时间。按预先测量放样标示位置，根据每组施工需要，采用叉车运输至作业面处水沟盖板上。人工绑扎底层横向及纵向钢筋，形成第一个道床板单元长度的钢筋网片。根据绝缘要求，钢筋纵横向每个节点处采用十字绝缘卡固定，并用塑料绑扎条绑扎。

4.3 放置轨枕

叉车将轨枕由洞外运至洞内作业面，一次10根（两层）。按预先测量放样标示出的道床板单元位置，4人一组人工配合卸枕。采用两块确定好长度的木块卡在轨枕间以确定轨枕在线路纵向的位置，之后根据纵向弹出的墨线，粗调横向位置，以减少轨枕调整工作量。在第一个道床板单元长度的底层钢筋网片上放置轨枕；再绑扎第二个道床板单元长度的底层钢筋网片，在第二个道床板单元长度的底层钢筋网片上放置轨枕，以此循序渐进。采用CPC30-AG2型叉车，该叉车机动灵活，可在洞内掉头。

精度控制：每散布5组轨枕，与现场标示的里程控制点核对一次，控制散布轨枕的累计纵向误差，做出相应的调整，达到同组轨枕间距误差≤5mm，左右偏差≤±10mm，两组轨枕间距偏差≤±20mm，轨枕线型平顺，与轨道中线基本垂直[3-4]。

4.4 运输 、铺设工具轨

工具轨在轨枕布设完成后倒运，在轨枕中间桁架钢筋上沿纵向铺设木板，工具轨采用自制简易轮胎式钢轨运输小车运输。两轨枕块之间间距60cm，小车宽度45cm，人工配合简易龙门吊装卸。第一模施工时工具轨由简易小车运输，第一模混凝土强度达到设计要求，可以拆卸工具轨时，由最远端向待施工段由简易轨道小车运输工具轨，具体操作步骤如下：

4.4.1 工具轨的拆印吊装

加工简易龙门吊（1#龙门吊），行走在水沟侧壁和轨枕横向端头之间已浇筑完成并达到强度的道床板上。1#龙门吊将钢轨吊起，钢轨吊点位于中间位置，吊起后放置于简易轨道运输小车上。

4.4.2 工具轨的运偷及安装

轨道运输车利用未拆卸段轨道将钢轨运输至已浇筑和待浇筑端头，利用2#龙门吊将钢轨吊起，吊法同1#龙门吊。2#龙门吊放置于水沟盖板上，盖板上沿纵向铺设12#槽钢，龙门吊轮胎走行于槽钢内，一方面行走平稳，另一方面可防止破坏水沟盖板。将待浇筑端一头放入轮胎式运轨小车上，移走轨道小车，降下倒链，将钢轨另一头放入另一台轮胎式运轨小车上，人工推运小车，运输到布好轨枕的段落，按布枕顺序安装工具轨，待浇筑段钢轨需与已浇筑段钢轨采用轨道夹板连接，以提高安装精度。托架法施工物流组织如图1所示。

4.5 捆定钢轨、轨枕，安装调节器托架

将竖向螺杆调节器托架对称安装在左、右两根钢轨轨脚上，并将竖向螺杆调节器托架固定在两根轨枕中间位置。每个道床板单元第一根轨枕之间安装一对，之后按照曲线段间隔2根轨枕，直线段间隔3根轨枕安装一对。将横向测节器一端采用钢轨托架固定在钢轨轨脚，一端采用U型卡槽结构固定在水沟侧壁上，每个道床板等间距对称安装4组。将轨距拉杆两侧采用钢轨托架固定在钢轨轨脚上，中间采用螺纹丝杆连接，轨距拉杆的安装数量与横向调节器数量相同，并与横向调节器大致位于同一横候面上。检查轨道方正，轨距合格后，利用移动式电动自动紧固机（风炮），配备0.8MP空压机拧紧螺栓。从第一根轨枕起，每隔3根将轨枕的扣件螺栓使用扭矩扳手拧紧，一套扣件的2个螺栓同时拧紧[5]。

4.6 轨道粗调

通过起道器（手摇跨顶）、电子水准仪、线锤、轨道尺人工完成粗调。先用起道器抬起一个钢轨单元和轨枕组成的轨排，根据弹出的墨线和初测的基层标高，使用人工线锤、轨道尺调整轨排的标高和轨距至设计位置。安装竖向螺杆调节器，在竖向螺杆底部，基层顶面放置钢板垫片，钢板垫片直径大于竖向螺杆测节器竖向螺杆直径，防止竖向螺杆调节器的竖向螺杆发生侧移。采用轨道尺调整，确定轨距后将轨距拉杆旋紧锁定。根据弹出的隧道中线采用横向螺杆调节器进行横向测节，通过左、右横向调节器螺杆进行调节并锁定。粗测完成后钢轨之间采用钢轨夹板连接，形成整体轨道排架。

粗调人员按照先调整超高、后调整水平和高程的顺序，将轨道高度、平面（左、右）调整到设计位置。一般情况下，调整后中心线和超高在±5mm范围内，高度应低于设计标高约3--5mm[6]。重复测量，确认轨排定位，必要时再次进行调整。

完成轨道粗调后，选择螺杆调节器托轨板的倾斜插孔，不同超高地段选择不同的插孔。在螺杆旋出超过托盘后，安装事先准备好的PVC管，以防混凝土凝固螺杆，管的长度根据不同超高确定，旋入螺杆，采用扳手拧紧竖直螺杆，最大扭矩不应超过5N·m，基本是螺杆接触地面就停止。为了防止粗调机松轨后螺杆下沉导致轨排变形，在螺杆下面放置5mm×5mm×3mm钢板垫片，在垫板中心事先打出定位孔，防止螺杆侧移。这时，整个轨道在螺杆调节器的支撑下就能保持稳定，螺杆顶端高出钢轨顶而不得超过55mm[7-8]。

精测是为了检验千斤顶在松轨后是否有较大变化，并将其调整到2mm以内，以便于精调的进行。

粗调精度控制：轨顶高程误差为-5mm，轨道距中心线±5mm，超高±5mm。

4.7 绑扎钢筋，绝缘性能测试

根据设计绝缘性能要求，底层钢筋为钢筋网片。轨枕采用托架架起后，再次检查十字绝缘卡是否有损坏并保证钢筋保护层厚度，布设上层钢筋，所有纵横向钢筋，包括轨枕桁架钢筋搭接处均用十字绝缘卡周定，满足轨道电路传输要求。可利用自制简易胎具，实现钢筋的准确定位，采用兆欧表测试钢筋绝缘性能，电阻应>10 ¹² Ω。

4.8 安装横向伸缩缝木板

隧道里设计有沉降缝，需要安装横向沥青浸木板。施工缝位置必须准确放样、划线标注。

4.9 轨道精调

轨道精调作业以无砟轨道专业精调检测小车为测量与操作指示，通过人工调节螺栓实现轨道的精确定位。调整时严格按照内轨高程→中线→轨面高低及轨向→水平及三角坑→复核高程及中线的程序进行。达到精度要求时拧紧螺栓，锁定左右轨向锁定器。

轨道精调按照《无砟轨道测量验收规范》执行，允许偏差应符合下列规定：

①轨顶高程以一般钢轨为准，与设计高程允许偏差为±1mm；

②轨道中线以一般钢轨为准，与设计中线允许偏差为1mm；

③线间距允许偏差为0～5mm。

工具轨吊装及托架安装见图2和图3。

4.10 混凝土浇筑及养护

4.10.1 混凝土浇筑

浇筑混凝土前用塑料薄膜将工具轨覆盖，以防止混凝土对钢轨、扣件的污染。采用喷雾器喷水湿润道床板基底、轨枕块侧面、底面，但不得有积水。在水沟侧壁上划出道床板顶面标高线，作为混凝土控制高程。输送泵放置在未施工端轨排端头，输送管道布设在轨枕块之间，采用Ф150管布设支架，间距3m，两端支在水沟盖板上。

浇筑混凝土时施工方向与轨排纵向延伸方向一致，混凝土由轨枕底部一侧穿过轨枕流向另一侧。采用捣固棒振捣，浇筑过程中确保捣固棒不能碰着轨排和模板，一旦出现挪动模板的情况，应立即停止浇筑，重新调整。下料时应及时振热，防止集料过多导致轨排上浮。振捣时应避免振捣器碰撞螺栓调节器、轨枕和钢筋等。

人工进行抹面，分3次进行。混凝土人模后0.5h内用木抹完成粗平，1h后再用钢抹抹平（至少2遍）。为防止混凝土表面失水产生细小裂纹，在混凝土人模3～4h后进行第2次抹面，抹面时严禁洒水湿润，并防止过度操作影响表层混凝土的质量。抹面过程中要注意加强对托盘下方，轨枕四周等部位的施工，避免产生质量问题。抹面完成后，及时清刷钢轨、轨枕和扣件，防止污染。

单线隧道混凝土运输尤为重要，混凝土运输罐车必须由经验丰富、技术过硬的司机驾驶。加强对可机的安全培训教育，提高责任心，防止行车过程中尤其是倒车过程碰撞水沟侧璧。

4.10.2 混凝土养护

当混凝土表面从全湿到半湿转化时，就立即覆盖土工布洒水养护。

浇筑混凝土后0.5～2.0h，螺杆放松0.5圈，松开扣件，将轨道放低1mm，消除桁架弯矩和混凝土竖向沉陷产生的间隙。

在浇筑2～4h后，松开全部扣作和卸掉轨距撑杆，释放轨道在施工过程中由温度引起的变形。操作时注意不要扰动轨排。松扣件和螺杆的时间以混凝土在塑性阶段为准，有两种方法来判断：一是用手指压印来判断；二是用直径为10cm，重量为1kg的球压在混凝土上，以球压不变形为依据。

避免混凝土面与流动水相接触，并在2h内覆盖和西水养护，洒水次数应能保持混凝土处于湿润状态。当环境温度低于5℃时，禁止洒水养护。加强混凝土养生，养生期不少于7d。

在道床混凝土未达设计强度70%之前，严禁各种车辆在道床上通行或碰撞支承块。

4.11 后期处理工作

混凝土浇筑6h后就可以取出螺杆。必须逆时针旋转螺杆，再将托盘与工具轨分离，逐一清洗，涂油保养后，集中储存在集装筐中，以便下次利用。

利用风炮把工具轨扣件卸除，扣件上的螺母放到收集箱内，供下一个施工循环使用。人工拆卸工具轨抬运到下一工作面。工具轨拆除后，应立即检查钢轨的平直度，清除轨底及轨面上附着混凝土或其他污染物。

拆除螺杆调节器后，清理干净螺杆孔，选取小粒径混凝土将螺杆孔填塞密实、平整。

养生强度达到设计要求后，要全面清理道床表面，铲除多余灰清，各部清扫干净。双块式轨枕表面不得有任何残留物。其它部位无杂物，整洁畅通，为后续工程创造良好的施工条件。

5 总结

采用托架式工具轨法施工单线铁路隧道整体道床，所用的人力与物力资源都大大减少，机具筒单、成本低，机械利用率大为提高，月进度高，效率显著。对节约成本，减少工程造价，提前工期都有重要的现实意义。施工证明，单线隧道整体道床采用托架式工具轨法施工简易实用，操作方便，成本低、工效高，有效解决了单线铁路隧道作业空间对整体道床施工的影响，有效保护了成品，降低了成本，积累了宝贵的经验，可为以后类似工程施工提供参考。