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CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工工法中铁八局集团有限公司1.前言CRTSⅠ型双块式无砟轨道是我国高速铁路无砟轨道的主要结构形式,具有铺设精度高、造价低、经久耐用等特点.该种无砟轨道结构在国内全面推广之初,其施工铺设技术尚属国内空白,是我国铁路无砟轨道技术再创新攻关工作的重要内容之一.中铁八局集团有限公司自2004年承建我国首条无砟轨道综合试验段(遂渝线无砟轨道综合试验段)起,就开展了双块式无砟轨道施工技术的自主创新工作;2005年1月承建我国首条时速350千米高速铁路—武广(武汉至广州)客运专线武汉综合试验段工程后,承担了铁道部无砟轨道技术研究的相关研究课题,开展双块式无砟轨道施工技术研究和成套设备研制等一系列科研工作,取得多项研究成果.2009年5月,“武广客专武汉综合试验段无砟轨道施工技术研究”科研成果通过了四川省科技厅组织的成果鉴定,技术达到国际先进水平.本工法根据研究成果提炼总结而成、并成功应用于武汉工程试验段项目,首次在国内实现了了双块式无砟轨道成区段试验铺设(双线14.765公里).同时,本工法关键技术已获得多项专利授权,并在武广客运专线全线建设中得到推广应用;工法配套研制的专用设备也被其他企业采购、在武广客运专线使用,铺设双块式无砟轨道400余公里.与本工法相关的三项科研成果获奖情况分别是：“遂渝线无砟轨道综合试验段关键技术与应用”荣获2010年度国家科技进步一等奖;“武广客专武汉综合试验段无砟轨道施工技术研究”获得2009年度中国施工企业管理协会科学技术奖技术创新成果特等奖;“CRTSⅠ型双块式无砟道床施工技术及设备配套研究”获得2009年度中国铁路工程总公司科学技术一等奖.2.工法特点2.1轨道测量精度高建立轨道控制网(CPⅢ控制网)并以此为基准进行施工控制测量和轨道安装测量;配套使用全站仪、轨道几何状态测量仪、球型棱镜等专用测量仪器作业;测量双块式无砟轨道结构空间位置并自动输出调整参数.和传统轨道测量方法相比,轨道测量精度明显提高、无砟轨道静态和动态精度满足高速铁路规定.2.2轨道粗调和精调工艺可靠、效率高采用轨排粗调机组或链条式千斤顶可完成不同施工条件下的双块式轨排粗调作业、粗调定位精度为±3米米.采用轨排支撑架和横向调节锚具(路基或隧道地段)或拉杆(桥梁地段)完成双块式轨排精调作业、并使轨排可靠固定.粗调和精调工艺效率高、可达到200米/d(单线)的综合施工效率.2.3施工安全、质量可靠、没有污染对测量放样、轨排精调、混凝土浇筑等关键工序进行工序检验、实施质量过程控制;采用轨排支撑调整及固定、混凝土裂纹控制等关键工艺技术措施,实现无砟轨道铺设质量的可靠控制.同时关键工序采用专用设备以提供施工安全保障.2.4关键工序施工机械化程度高配套采用国内首次研制的双块式无砟轨道施工关键设备：散枕器、粗调机组和轨道几何状态测量仪.能完成双块式无砟轨道精确布枕、粗调、精测及精调等关键工序作业、施工机械化程度高、且满足无砟轨道施工精度要求;实现双块式无砟轨道铺设的机械化施工.3.适用范围本工法适用于新建高速铁路、客运专线、城市轨道交通双块式无砟轨道的施工.4.工艺原理本工法按照“轨排支撑架法”完成双块式无砟轨道施工.即以轨道控制网为测量基准,首先采用龙门吊和散枕器组合作业进行精确布枕和双块式轨排组装;再采用轨排粗调机组或链条式千斤顶对双块式轨排进行三维粗调定位、使轨排空间位置符合规定后,采用轨排支撑架(即螺杆支撑架)支撑固定双块式轨排;再使用全站仪、轨道几何状态测量仪等专用测量仪器测定双块式无砟轨道空间位置并下部基础评估轨道控制网测设混凝土支承层施工轨排粗调就位轨排组装绑扎道床底层钢筋道床板混凝土浇筑轨排精调、固定绝缘性能检测绑扎钢筋骨架及安装模板混凝土生产、运输道床板混凝土养生拆除螺杆支撑及模板，填充支撑螺杆预留孔底座混凝土施工图5.1双块式无砟轨道施工工艺流程图自动输出调整参数,根据调整参数、使用轨排支撑架等调整装置将轨排空间位置精确调整到位;最后现场浇筑道床板混凝土、养护完成形成双块式无砟轨道.5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图施工工艺流程图见图5.1.5.2操作要点5.2.1施工准备双块式无砟轨道施工前,对路基、桥梁、隧道等线下工程结构物进行质量验收;同时进行线下工程沉降评估,确认满足无砟轨道铺设条件后,展开施工.5.2.2施工测量1.施工控制测量无砟轨道施工前,建立轨道控制网(CPⅢ网).首先安装CPⅢ控制网标志,然后对进行CPⅢ控制网平面和高程的测量.CPⅢ控制网平面高程控制网采用严密平差,数据处理采用软件应通过鉴定.2.支承层和底座施工测量双块式无砟轨道路基支承层、桥上底座测量应以CPⅢ控制点为测量基准进行.通过CPⅢ控制网测设支承层中线和高程控制桩,摊铺施工时设置两侧引导线;测设桥上底座中线和凹槽中心位置、高程控制桩,并测放出模板安装控制边线.3.轨排粗调测量轨排粗调前应测设加密基桩,粗调机测量轨排空间位置时,全站仪以CPⅢ控制点为基准采用自由设站法置镜;再自动搜索、测量每个粗调机顶部的棱镜,计算生成待粗调轨排实测空间坐标;实测值与理论值比对生成粗调机调整指令.4.轨排精调测量轨排精调以CPⅢ控制点为测量基准点,采用全站仪和轨道几何状态测量仪配合完成.全站仪以CPⅢ控制点为基准,优先选用待精调段轨排两侧的至少4对CPⅢ控制点进行自由设站置镜;轨道几何状态测量仪按设定步距测量待精调轨排空间坐标;与全站仪进行数据交换,实测值与理论值比对生成精确调整参数.5.2.3路基支承层施工1.施工准备路基支承层施工一般采用滑模摊铺机摊铺,特殊条件下也可采用模筑法浇筑.摊铺施工前,应在试验室根据相关标准和技术条件选定理论配合比;并通过现场工艺试验验证支承层各项指标要求、外观质量及与摊铺机工作性能的匹配情况.根据试验结果,调整配合比.2.摊铺首先以CPⅢ控制点为基准测设引导线拉杆的位置,拉杆距线路中线2.9米;拉杆定位后挂引导线,使引导线高出设计路基面0.5厘米.最后引导线两端用紧线器张紧固定.每段引导线安装长度不宜大于500米,便于质量控制及卸料作业.卸料前对路基面进行洒水湿润,自卸汽车将支承层混合料运输到现场,并沿引导线的中部倒退至摊铺机进料端口前,开始卸料,卸料长度不宜超过10米.自卸车卸料完毕退出后,挖掘机开始在摊铺宽度范围内均匀布料.最高料位不得高于摊铺机控制板顶面的正常高度,布料应与摊铺速度相协调.纵向布料长度超过5米后,启动摊铺机开始摊铺.起步时,将摊铺机走行速度控制在1米/米in内、捣固棒震动频率控制为11000Hz.3.整修路基支承层摊铺后,人工对支承层边缘进行收光抹面.并检查支承层质量：观察支承层是否发生离析,复核支承层顶面标高,,如果超过偏差范围,应立即返工处理.支承层摊铺完成12h内,按纵向5米间距切割出一道横向缝.缝深为支承层混凝土厚度的1/3.在切缝工作完成后,在支承层表面洒水并覆盖塑料薄膜养生5天.混凝土初凝前,应按设计要求对表面道床板范围内进行拉毛处理养生结束后,每隔500米用灌砂法测定支承层混合料的密实度.5.2.4桥上底座和隔离层施工1.桥上混凝土底座施工底座钢筋在集中加工制作,人工搬运到铺设位置.钢筋绑扎完成后,在钢筋网下垫放混凝土垫块,控制保护层厚度.桥面凹槽钢筋与保护层钢筋绑扎一起施工,并将预埋套筒植筋或预埋钢筋安装连接牢固.钢筋骨架绑扎完成后,安装底座模板及抗剪凹槽模板,模板支立位置应以CPⅢ控制点为基准放样控制.底座混凝土泵送入模浇筑,用振捣棒捣实.浇筑完毕抹平压光.2.隔离层铺设底座混凝土强度达到设计强度的70%后,铺设隔离层和弹性缓冲垫板.隔离层和弹性缓冲垫板铺贴前应清理底座和凹槽表面.隔离层铺设时应平整无褶皱,无破损,接缝采用胶带粘结对接,不可重叠.在底座边缘处,用胶带将隔离层固定.将弹性缓冲垫板粘贴于凹槽的侧面,使其与凹槽周边的混凝土密贴,不得有鼓泡、脱离现象.5.2.5轨排组装1.精确布枕轨排组装前,按10米间距测设线路中线和模板安装线.散枕作业采用轮胎式变跨龙门吊与散枕器配合施工.门吊与散枕器组合后抓取轨枕、自动准确调整好轨枕间距,对准线路中线下降放枕,随时注意利用模板安装线控制轨枕横向位置,最后人工检查调整轨枕间距.2.组装轨排轨枕位置调整完毕后,.铺设钢轨前,清除承轨台上的杂物,在承轨台上安放铁垫板、绝缘缓冲垫板;然后人工配合龙门吊将工具轨安放到承轨槽内绝缘缓冲垫板上.方正两股钢轨端头,在钢轨上画标识线标出轨枕中心线位置,用方尺方正轨枕位置.用螺栓松紧机(或定扭距扳手)紧固扣件.轨排组装完毕,检查确认组装质量符合规定.5.2.6轨排粗调1.粗调机整备轨排粗调采用粗调机组完成.粗调机作业条件不利时,也可采用多台链条式千斤顶同步完成.每套粗调机组的调整机构数量根据轨排长度配置,一般25米长轨排配置5台、12.5米长轨排配置3台.粗调机组首次上道,可利用跨线门吊将发电牵引车和调整机构分别吊放在待调整轨排上,再连挂运行.其中发电牵引车置于机组前端,首段轨排调整完毕后由发电车牵引机组进入下一段待调整轨排.2.粗调轨排粗调机组进入工位后,两侧龙门架支腿直接落地,承担全部载荷.通过夹钳自动对位夹持、向上托起钢轨.全站仪测量轨道位置后生成粗调机调整指令、传输给粗调机;粗调机自动实现轨排的提升、横移、偏转调整,直到满足标准要求.最后每隔3个轨枕在钢轨上对称安装螺杆支撑架,再旋紧螺杆使其支撑固定轨排.粗调机退出运行至下一调整工位.3.轨排固定每个螺杆支撑架处安装侧向拉杆,路基地段拉杆与植入支承层内的地锚连接,桥面拉杆则固定到防撞墙上,实现轨排位置固定.5.2.7轨排精调1.精调测量施工前根据设计资料将轨道线形参数输入轨道几何状态测量仪系统软件及全站仪中.全站仪以至少4对CPⅢ控制点自由设站后,用轨道几何状态测量仪检测轨排空间位置,再根据检测结果自动生成调整参数.2.精调轨排根据调整参数,通过螺杆支撑架和侧向拉杆精调轨排：竖向螺杆调整轨排高低、水平;侧向拉杆调整轨向.精调测量和调整作业反复循环进行,完成一次调整后,再次测量轨道几何形位,重复调整直至符合规定.轨排精调应在所有工序完成后进行,减少和避免外因对无砟轨道质量的影响.应在精调后2h内开始浇筑混凝土,超过2h或气温变化超过15℃时应重新精调.5.2.8道床板混凝土施工1.钢筋绑扎及模板安装按图纸要求进行道床板钢筋绑扎,在绑扎道床板钢筋的过程中,在钢筋的接点位置处安装绝缘夹.钢筋绑扎采用塑料绑扎丝带.并做好绝缘、接地处理措施.模板支立位置应以CPⅢ控制点为基准放样控制.道床板模板采用钢模,由纵向、横向模板拼接而成,通过螺栓连接紧固.模板在支立过程中,通过拉线控制模板的平直度.模板通过专用三角架来固定.模板拆除之后及时清洗,可采用跨线龙门吊拆装倒运.2.混凝土生产和运输混凝土配合比设计符合强度要求以及《铁路混凝土工程施工质量验收标准》等规范的规定.在选定的配合比基础上进行混凝土拌和物性能试验、根据试验结果控制混凝土外加剂的工地掺量.测定砂石料含水率,确定施工配合比.混凝土在拌合站集中生产,拌合站应配备自动计量装置、粗细骨料妥善堆放,以保证混凝土生产质量.混凝土采用搅拌罐车运输,到达现场后应测试混凝土坍落度.使坍落度控制在100～140米米范围内,宜大于120米米,避免混凝土浇筑过程中出现堵管的情况.3.混凝土浇筑混凝土浇筑前将模板内杂物清洗干净、待浇筑区域及轨枕应洒水湿润,并用塑料布将扣件和钢轨包裹,防止在浇筑混凝土的过程中被污染.混凝土泵送入模.向一个方向进行浇筑.当第一个轨枕空隙布满混凝土后,启动插入式振捣棒,让混凝土自然流动,填满轨枕下的空隙,以保证密实.当混凝土浇筑高度高于轨枕底部时,向前变换浇筑位置.混凝土振捣完成后,移开覆盖物、及时清洗轨枕扣件和钢轨浆液.道床板顶面混凝土分三次进行人工抹面、压光.抹面完成后,及时清刷钢轨、轨枕和扣件,防止污染.当混凝土初凝时,松开调整螺杆和扣件螺栓,消除钢轨温度应力对道床板混凝土的影响.道床板用湿棉布覆盖进行养生,养生时间不少于7天.混凝土终凝后,对浇筑混凝土后