CTRSⅠ型双块式无砟轨道技术总结.ppt

横山隧道 无砟轨道施工技术总结,一、适用范围 二、工程概述 三、无砟轨道道床施工总体安排及总体方案 四、双线隧道无砟轨道道床施工工艺 五、隧道无砟轨道作业工序及内容 六、施工测量及数据采集 七、道床板施工质量控制措施,横山隧道 无砟轨道施工技术总结,一、适用范围 新建铁路太原至中卫（银川）线横山隧道DK333+295DK344+683段的无砟轨道工程，无砟轨道总长度为22774m（左线11388m，右线11386m）以及隧道进口DK333+265+295段和隧道出口DK344+683+713段的无砟轨道与有砟轨道的过渡段过程，过渡段总长度120m。 二、工程概述 （一）线路平纵断面概况 横山隧道位于太中银线SJS-标段DK333+265至DK344+713处，设计为双线，自隧道进口DK333+265至DK334+966.83段位于半径3500m的右曲线上，从DK334+966.87至隧道出口DK344+713段为直线；隧道内纵坡为单坡道，自隧道进口至DK335+070为5的上坡，,DK335+070至隧道出口DK344+713为11的上坡，在隧道变坡点位置设置半径为20000m的竖曲线。 （二）设计主要技术标准 铁路等级：级。 正线数目：榆次至定边段双线；定边至中卫、银川段单线，预留双线条件。 限制坡度：6，榆次至绥德13。 旅客列车速度目标值：160公里/小时，预留200公里/小时条件。 曲线半径：左线3500m，右线3445.48m。 到发线有效长度：绥德以西850m，预留1050m条件。 牵引种类：电力。 闭塞类型：双线区段自动闭塞，单线区段半自动闭塞。,（三）无砟轨道工程概况 太中银线横山隧道全长为11448m ，起讫里程为DK333+265DK344+713，设计为双线铁路隧道，无砟轨道道床设计范围为DK333+295DK344+683，全长为22774m（折合单线），无砟轨道道床两端设过渡段，过渡段里程为DK333+265+295和DK344+683+713两段,过渡段全长为120m（折合单线）。隧道内纵坡为单坡道，自隧道进口至DK335+070为5的上坡,DK335+070至隧道出口为11的上坡，在隧道变坡点位置设置半径为20000m的竖曲线。 无砟轨道结构为CTRS型双块式无砟轨道，由60kg/m钢轨、WJ-8型扣件、SK-2型双块式轨枕和道床钢,筋混凝土等部件组成，其中SK-2型双块式轨枕在厂内预制。轨道道床板混凝土设计为C40级钢筋混凝土，道床宽为2.80m，道床厚度为315mm，隧道内道床板顶面向中心水沟方向设置0.7%的单面排水坡，将道床顶面的水引入中心水沟。 扣件间距e=650mm，SK-2型双块式轨枕每公里铺设1538.5对(单线)。直线段隧道左、右线线间距为4.40m，圆曲线段隧道线间距为4.525m。 在隧道结构沉降缝处道床板断开并设置宽度为60mm的横向伸缩缝，其他地段道床板均采用连续浇筑。 道床板范围内的混凝土底板（隧道道床基础混凝土表面）需要进行凿毛处理。 道床板混凝土的纵向钢筋与横向钢筋（含轨枕桁架筋）交叉点处设置绝缘卡进行绝缘处理。 无砟轨道按预留接地条件设计，无砟轨道中的接地钢筋利用道床板内结构钢筋，每线轨道设三根纵向接地,钢筋，对于连续道床板不超过100 m设置一根横向接地钢筋，纵横向接地钢筋交叉点应焊接，接地钢筋与其他钢筋交叉时应进行绝缘处理。道床板每100m形成一个接地单元，但接地单元与贯通地线之间暂不连接。相邻接地单元之间也不连接。 曲线超高设置在道床板上，采用外轨抬高方式，缓和曲线范围超高按线性顺坡。,（四）无砟轨道施工 1、主要施工方法 将全部无砟轨道工程划分为三段分段施工，提前进行已贯通的进口2#斜井和3#斜井出口段无砟轨道工程施工，减小后期无砟轨道施工工期压力。,认真学习无碴轨道铁路相关标准，借鉴国内相似轨道施工的技术和经验，结合太中银线无砟轨道设计图纸和横山隧道实际施工状况，形成一整套适合无碴轨道施工的技术管理系统。 施工前应组织好技术培训，做好人才储备。 控制好无碴道床试验段的开工时间，做好线路交接复测和无碴轨道铺设条件评估工作。隧道施工质量达到规范要求，工后沉降变形评估符合要求，质量证明文件齐全。 严格把好轨道材料进场前的质量控制关，特别是道床板混凝土的质量。 要有科学、精密的轨道调整定位控制系统，严格按规范要求作好轨道的精调和定位工作。 严格控制混凝土施工质量和施工过程中的试验检测，确保圬工质量。,成立无碴轨道专业化施工队伍。配备无碴轨道成套施工机械，实施机械化施工。 三、无砟轨道道床施工总体安排及总体方案 （一）施工前准备工作 由于受横山隧道施工工期限制，横山隧道整体道床施工划分为三段进行施工，隧道CP测量相应分为三段实施。隧道主体完工后按照每周一次的频率进行隧道基础沉降观测，观测时间不少于3个月，并编制隧道沉降评估资料书，满足设计沉降标准后方可进行无砟轨道施工。 1、CP控制测量 CP网平面控制测量 布网、埋标 CP网控制网为基桩控制网，在CP、CP控制网的基础上布设CP控制点，主要为无砟轨道铺设和运营维护提供控制基准。无砟轨道按沿线路每间隔约60m（要求6080m布置一对，长大隧道影响较多，故选60米）布设一对CP控制点。 CP控制点的定位精度要求按表1执行。,控制点可重复性测量精度相对点位 精度CP后方交会测量，标识采用横式，CP点设置于隧道衬砌侧壁上，在沿线路方向间隔约60m隧道左右衬砌侧壁高于水沟盖板顶面400mm处钻取直径为35mm延深100mm的水平孔位，进行横式CP点的埋设。 CP平面测量方法及精度要求 a、仪器设备 全站仪的基本精度要求为： 角度测量精确度：0.5或1 距离测量精确度：1 mm+1ppm 或 2 mm+2ppm,控制网网形如下图：,CP控制点的定位精度表（表1）,配套棱镜及测量标志。为保证每次测量时同一个点使用同一个棱镜，对测量需要的12个棱镜进行编号112，并对每个CP点使用的棱镜号和连接器经行记录。 仪器须在检定合格期内，使用前进行常规检校，使仪器处在良好状态。 b、CP控制点测量方法采用自由设站法测量 CP控制网平面观测采用自由测站后方交会的测量方法，每次置镜自由测站，以前后各3对共12个CP点为测量目标，每站自由站与上站重叠观测4对CP点、递进2对CP点，以保证每个CP点被测量3次。 c、CP控制点测量方法及与上一级控制网的关系 在自由站上测量CP的同时，将靠近线路的全部CP点进行联测，纳入网中。CP点与CPII联测须置镜于CP点后视与其通视的CP点，CP点联测时至少与一,对CP点进行联测，有可能时应尽可能多的联测CP点，联测长度控制在150200米之内。也可在自由设站观测站上直接联测CP点，联测不少于两个自由站。 d、外业观测 仪器及配套棱镜状态良好方可进行外业测量，仪器的测量模式、单位、取位、现差，温度、气压改正，加乘常数改正等均要正确设置。 距离的观测与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。观测应符合表3的规 定。 测量时应同时进行三角高程测量，以便平差计算时对投影高程的归化改正，竖直角观测应符合表4的规定。,水平方向观测限差（表2）,边长观测限差（表3）,光电三角高程测量技术要求（表4）,D为光电测距边长度（ Km ）,注：表中L为往返侧段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。,精密水准测量精度要求表（mm）（表5）,外业观测辅助记录表格使用全站仪电子记录观测数据时，应填写全站仪电子记录观测辅助记录，填写使用铅笔。 CP平面数据处理 在自由设站CP测量中，测量时使用与全站仪能自动记录及计算的经评审合格的专用数据处理软件。 CP点的平面数据处理采用铁三院自主开发的TSDI_HPSADJ软件进行处理。处理方法详见TSDIADJ软件说明书及专业培训。 CP网高程控制测量 CP高程点与平面点共用，精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为0.3mm），配套因瓦尺。并按表5、6、7精度要求施测。 CP控制点高程测量应严密平差，平差时计算取位按表8中精密水准测量的规定执行。,注：结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应 大于表中规定的0.7倍。 L为往返侧段、附合或环线的水准路线长度，单位km。,精密水准测量的主要技术标准（表6）,精密水准观测主要技术要求（表7）,注：L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。 DS05表示每千米水准测量高差中误差为0.5mm。,精密水准测量计算取位（表8）,四、双线隧道无砟轨道道床施工工艺 双线隧道无砟轨道道床施工要求精度高，施工时间紧，轨排铺设跨度大，施工难度大。因此，在施工过程中，必须进行工序质量全过程控制，以工序质量保证工程质量。,（一）施工前准备工作 1、测量控制网的建立 道床施工安排在隧道主体工程完成以后进行，隧道贯通后应立即进行贯通测量，并对贯通误差进行平差调整。贯通误差调整闭合后建立基桩控制网（CP）和CP控制点高程测量网，同时控制桩高程必须进行精密二等水准测量。 2、SK2型双块式轨枕及WJ-8型扣件的采购及运输 SK2型双块式轨枕（图号：通线20082251-I），采用厂内预制，由山西省吴城镇运输至横山隧道。轨枕出厂运至工地经过质检后集中堆放在洞口空地上。堆放场地应提前作好平整及防排水工作，堆放时必须按照要求加设垫木，轨枕存放和运输应水平放置（枕面向上），堆放时以5根为一层，每组不超过6层，并捆绑为一体，堆码层数不超过12层。吊装、运输过程中应采取必要的防护措施，防止轨枕扭曲、变形和损坏。,WJ-8型扣件采用集中购买，轨枕和扣件随道床施工进度由洞口运进洞内靠近工作面的临时存放点，并提前安排人员集中对SK-2轨枕安装WJ-8扣件，为道床板轨排组装创造有利条件。 3、施工人员准备 双线隧道无砟轨道道床是一项新技术，其施工精度要求高，为保证道床施工质量，施工前应对所有参加施工人员，特别是对技术人员、测量工、捣固工、混凝土工、抹面工、排架精调工组织进行培训，使其掌握无砟轨道的特点、施工工艺流程，施工技术要求及施工质量控制要求等。以提高参加道床施工人员的技术素质和明确责任，对施工进行全过程监控。,4、施工机具准备 根据横山隧道无砟轨道道床的结构特点，施工的专用机具有精调小车、精密水准仪、双头电动搬手、螺杆调节器、随车吊等。道床施工前应对机具的精度及各项机械性能指标进行详细检查，并组织所有机械操作人员进行设备的实际操作练习，充分了解机械设备性能，规范机械操作程序，对设备各单元实行定人、定岗。 对于未达到精度要求的机具，坚决不准投入使用，确保道床板混凝土浇注质量。,螺纹道钉,弹条,轨距挡板,混凝土枕,弹性垫层,塑料套管,铁垫板,钢轨垫板,钢轨,（二）施工工艺流程 1、施工机具现场布置 2、施工工艺流程 道床板混凝土施工的基本工序为：清理现场，隧底凿毛、冲洗，铺设道床板下层钢筋网，铺设SK-2轨枕、安装WJ-8A扣件，安装工具轨、安装支撑、粗调、安装侧模，铺设上层钢筋形成钢筋网架，精调、固定轨排，检查接地,钢筋绝缘性能，浇注道床混凝土、抹面，道床混凝土撒水养护，拆除轨排，进入下个工作循环。具体详见施工工艺流程图。 五、隧道无砟轨道作业工序及内容 （一）隧底冲洗、凿毛 道床板施工前，将道床板施工范围内前方200300m隧底混凝土表面的杂物、废碴清除干净，用高压水冲洗干净并凿毛，确保整体道床基底无杂物积水。在铺设道床板钢筋网前再次对隧底用高压水冲洗干净、保湿2小时以上且无多余的积水，经过质检人员检查后应作好记录。,模板及相关机具准备,铺设道床板纵向底层钢筋,轨排就位、安装钢轨调节器、粗调,准备支撑架,布枕、组装工具轨排,铺设道床上层钢筋形成钢筋网架,安装侧向模板,原材料、模板、准备,精调并固定轨排、状态（绝缘性能）检查,道床混凝土浇筑、抹面,混凝土养护,钢轨支撑架拆除、清洗,质量检查,混凝土配置、输送,测设基桩,隧底凿毛清洗,清理现场,销钉钻孔、布置销钉,（二）安装道床钢筋 安装道床下层钢筋，纵向钢筋搭接长度700mm，接地端子引出采用L型连接焊接，焊接长度200mm，焊缝厚度4mm。在纵横向钢筋交叉处及纵向钢筋搭接处设置绝缘卡并用塑料带绑扎牢固，绑扎后剪去多余的塑料带。 （三）布设轨枕、组装工具轨轨排、锚固钢销钉、调整器的装配,使用人工安装工具轨，采用双向同步电动扭力扳手紧固扣件，组装工具轨轨排，轨排组装的工序为：散枕固定铁垫板铺设钢轨固定钢轨轨排检查。轨排组装时铁垫板应居中，扣件扭矩应符合设计要求。 轨排组装前应按要求对轨枕进行复检。 工具轨采用与正线轨型相同的的60kg/m钢轨。工具轨进场后应对工具轨进行检验；在使用、拆卸、装载和运输过程中，应采取措施加强对工具轨的保护，防止工具轨变形、污染，并经常对工具轨进行检验，确保工具轨能满足施工要求。 轨排组装完成后，应对轨距、轨枕位置、轨枕间距进行检查。允许偏差应符合下表规定。,轨排组装允许偏差,轨排组装可与钢筋绑扎进行交叉作业,3、锚固钢销钉 按设计要求的材料锚固钢销钉，确保钢销钉锚固力和垂直度符合设计要求。 轨排组装完成后，在每隔3根（曲线地段2根、钢轨接头处必须设置）轨枕之间的钢轨上安装一组螺杆调整器。螺杆调整器安装位置要正确，螺杆和铰接挡块必须始终位于轨道的外侧，通过竖向螺杆调整轨排水平高低。,轨道轨距由横向丝杆控制,锚固钢销钉与轨枕焊接,螺杆调整器,托盘,（四）轨道粗调、绑扎剩余钢筋、综合接地 使用螺杆调整器对轨排进行初步调整，实现轨排横向及竖向处于正确位置，然后拧紧螺杆调整器，将轨道固定。 采用trimble S8半自动测量机器人进行测量，使轨顶标高满足设计值，容许偏差为-10、0mm。逐点调整轨道至设计中线位置，容许偏差为5mm，并用全站仪精确测量复核。,控制手簿,GEDO CE精调小车,Trimble S8全站仪,轨排粗调完成后，组织人员安装上层纵向20钢筋。对纵向钢筋与横向钢筋及轨枕桁架钢筋交叉处、纵向钢筋搭接范围搭接点，按设计要求设置绝缘卡并用塑料带绑扎，绑扎后剪去多余的塑料带。 根据轨道设计，纵向钢筋固定在轨枕构架钢筋上，横向钢筋放置并固定在轨枕间每个间隔的纵向钢筋上。 根据电力设施的要求，安排人员进行综合接地线连接，并通过电阻测定，控制接地系统。 （五）精调轨排并固定 精调是无砟轨道道床施工关键的一道工序，它对轨道的最终位置能否达到设计及验收标准的要求起着决定性作用。 1、调整方法 双块式无砟道床主要使用钢轨调整器及天宝S8测量系统进行轨道精确调整。根据测量显示数据，调整螺杆或螺旋调整器。,通过转动钢轨调整器竖向螺杆，垂直调整轨道高程，通过转动调整器水平装置，实现水平调整。 垂直调整:通过竖向螺杆进行垂直调整。在曲线地段，调整时可能产生水平位置和高度的冲突，因此必须在垂直及水平双方向同时进行调整。 水平调整:通过钢轨调整器水平调节装置进行水平调整。作用是基板的移动带动轨排的移动。 轨道精确调整阶段应由质检人员检查，并做详细记录。最终精调一结束，电焊工立即将轨枕与固定钢筋焊接，将其固定。 注：固定钢筋采用的16钢筋为横向钢筋废角料，（横向筋每根长2.79，3根为8.37m）长度30cm，利用冲击钻打孔埋入基础垫层5cm。曲线段每根轨枕采用4根固定,钢筋，其中2根长45cm钢筋固定曲线外侧，2根长25cm固定内侧。直线段采用2根长30cm钢筋。 精调前对轨排所有螺杆调节器和扣件进行检查，确保螺杆调节器内侧的螺钉拧紧，螺杆与钢筋之间有足够间隙，扣件弹条与轨距挡板密贴。 轨道精调时先将钢轨上浮尘、泥点等擦洗干净。测量时每站测设距离为6080m最佳。使用至少8个控制点自由设站，检查CP控制点是否有损坏，确认无误方可使用。 第一遍先将高程调至2mm内（一般均低于内轨面）； 第二遍时调中线和轨距，中线调至2mm（左线时尽量向左，右线时向右），轨距调至0.30.7mm； 第三遍则将高程，中线，轨距调至1mm内。然后安,装道夹板。在第三遍调节时轨道会在螺杆调节器的调节下发生移动。移动量最大的是螺杆调节器本身所在的位置，螺杆调节器前后某一距离内的轨道也会发生微小的移动，所以每根螺杆调节器都要调整两次，以将轨道调整到其设计位置。过程如下： . 调整螺杆调节器 . 后退3个螺杆调节器，再次进行调整。 . 前进4个螺杆调节器，测量并进行调整。 . 后退3个螺杆调节器，再次进行调整。 . 前进4个螺杆调节器，测量并进行调整。 .依次类推 第四遍再对扰动后轨面进行验收检查并做好记录。 2、技术要求 轨排精调完成后各项技术指标必须符合下表规定：,轨道精确调整和混凝土浇注之间的时间必须非常短，避免温度变化造成调整好的钢轨伸长或收缩。 轨排精调测量测点应设在轨排支撑架位置，保证钢轨及其接头的平顺。,轨排组装铺设允许偏差表,注：轨距变化率不得大于 1,利用控制基桩或加密基桩作为调整基点，使用轨检小车和全站仪配套逐一检测每根轨枕处的轨面高程、轨道中线位置、线间距、轨道平顺度等几何状态，全站仪测角标称精度不应大于1“，测距标称精度不应大于2mm2ppm；高程测量按精密水准测量要求施测。精调后轨排允许偏差应符合下列规定： 轨面高程以一股钢轨为准，与设计高程允许偏差：2 mm； 轨道中线以一股钢轨为准，与设计中线允许偏差为2 mm；线间距允许偏差为0,+5mm 。 （六）安装纵向模板 钢筋网绝缘性能检测合格后，清除钢筋网内的杂物，人工安装侧向模板并进行加固，确保侧向模板与轨道间无任何连接。模板安装允许偏差应符合下表规定。,道床板模板安装允许偏差,摆放纵向模板,纵向模板打磨、涂脱模剂,纵向模板安装,（七）道床板混凝土的运输、浇筑及养护 1、混凝土运输 进口至2#斜井：道床混凝土由1#斜井拌和站进行拌合，通过1#斜井到达道床工作面进行浇注； 出口至3#斜井：道床混凝土由3#斜井拌和站进行拌合，通过3#斜井到达道床工作面进行浇注； 2#斜井至3#斜井：道床混凝土分别由2#斜井、3#斜井拌和站进行拌合，通过斜井分别到达道床工作面进行浇注。 左线道床板混凝土直接利用混凝土罐车通过梭槽直接卸入轨排内，右线道床板混凝土采用泵送入模。 2、浇注道床板混凝土 轨道精确调整和固定，施工验收合格后，方可逐段浇筑道床混凝土。混凝土浇筑前对钢轨、扣件和轨枕表面必须进行覆盖，防止混凝土浇筑时受到污染；同时，混凝,土支承层、混凝土底座及轨枕应洒水湿润，以利界面结合。混凝土道床浇筑前，应复测轨排几何形位、保护层厚度，并由专业人员检测长轨排绝缘性能，每一块混凝土道床单元的钢筋网架绝缘指标，均需有检测、确认、签字记录，符合要求后方可进行混凝土浇注。 道床板混凝土浇筑采用混凝土灌车运输，人工捣固，抹面修整。混凝土始终从起始端浇筑口浇灌，振捣密实后移至下一个浇筑口，并及时进行混凝土的修整。捣固时防止振动棒触碰钢轨支撑架，并跟踪监测轨排几何形位的变化。道床板混凝土振捣密实后，人工整平、抹光，并保证道床板顶面为0.7%横向排水坡。在浇筑过程中如中断且中断时间超过24h时，在最后2根轨枕之间应设置施工缝，利用金属网，以保证新老混凝土之间有足够的粘结力。道床板尺寸允许偏差应符合下表要求：,混凝土道床板外形尺寸允许偏差,浇筑混凝土前对工具轨、螺杆、轨枕、横向丝杆全部进行覆盖保护。并浇筑完后及时清理溅至钢轨底、轨枕的混凝土。,混凝土浇注前覆盖保护,1线单侧混凝土溜槽浇注,2线输送泵浇注道床板,混凝土初平,3、养护 每浇筑一组混凝土，在浇筑完毕后12h以内对混凝土开始进行全面覆盖及保湿养护。第一次洒水养护时应在混凝土表面覆盖一层土工布，避免水流直接冲刷道床混凝土表面。混凝土表面必须在湿润状态下保持至少7天时间。 灌注混凝土时应防止对模板及钢筋绝缘卡的撞击。道床灌注后按设计要求进行抹面，混凝土达到设计强度的75%前禁止在道床板上行车及碰撞轨枕。 （八）钢轨调整器拆除和松扣件释放应力 混凝土凝固过程中，适当松开轨道扣件，这是非常重要的。否则，因为轨道温度力而产生的对轨枕的纵向力将影响新浇混凝土的结构，破坏轨枕和道床板混凝土的粘结性。在混凝土初凝之后，扣件和调整器可通过适当的工具一步步地进行释放。正确的时机应通过试验检测后与现场监理工程师共同确认。在螺杆调整器取出之后，立即使,用水和毛刷进行清洁工作，以便下次使用。 （九）拆除侧模及工具轨 侧模应在混凝土强度达到2.5MPa以上，其表面及棱角不因拆模而受损时，方可采用人工拆除。道床混凝土强度达到5MPa后，即可拆除工具钢轨及支撑丝杆，利用道床板混凝土浇筑的间歇时间往前倒用。 六、施工测量及数据采集 （一）测量仪器和设备 为保证无砟道床的施工质量和精度，横山隧道无砟道床采用天宝S8测量系统进行无砟道床施工测量，S8测量系统能够实时显示当前轨道位置与设计