无砟轨道施工管理技术

无砟轨道施工管理技术第1页/共54页一、无砟轨道类型目前国内各条客运专线正线铺设的无砟轨道主要有四种形式，道岔区采用轨枕埋入式。石太客专、武广试验段所采用的CRTS－Ⅰ型板式无砟轨道。京津城际所采用的CRTS－Ⅱ型板式无砟轨道。武广客专所采用的CRTS－Ⅰ型双块式无砟轨道。郑西客专所采用的CRTS－Ⅱ型双块式无砟轨道第2页/共54页一、无砟轨道类型从上述分析可发现：目前无砟轨道类型主要集中在两种类型上：预制板式无砟轨道及现浇混凝土式无砟轨道。两中无砟轨道的经济技术性能分析：第3页/共54页预制板式无砟轨道现浇混凝土式无砟轨道安全可靠性安全可靠安全可靠制造施工性现浇混凝土量少，施工速度快现浇混凝土量大，施工速度慢可修复性板体与调整层可分离，可修复性较好可修复性较差轨道弹性宜配套分开式扣件，弹性较好宜配套不分开式扣件，弹性好适应性线下工程适于桥梁、隧道区间，利于施工组织适于路基、道岔区，不设底座。站后工程预制板、底座的钢筋绝缘道床板、底座的钢筋绝缘经济性初期投资较大初期投资较小第4页/共54页二、无砟轨道施工管理2.1、客运专线对无砟轨道的要求①安全②舒适③少维修④高完好率

第5页/共54页二、无砟轨道施工管理2.2应具备的四大基本性能

•高平顺性

•高稳定性

•高可靠性

•高耐久性第6页/共54页二、无砟轨道施工管理2.3无碴轨道的病害部位及其原因（1）病害部位所有病害部位都出现在：－地基基础变形；－土工工程与土木工程（即路基工程与桥隧涵工程）之间过渡段刚度的变化；－桥上轨道扣件形式的变化。（2）危害导致轨道高低、方向、轨距不平顺，必须消除。第7页/共54页二、无砟轨道施工管理（3）引发原因－由于地下水位上升导致隧道地基隆起；－隧道防排水系统不完善造成积水；－由于不精心处理周围地下水导致路堤沉陷；－下部结构物沉降变形未完成；－下部结构物处理未到位，路基压实指标不满足或隧道基底未清理干净。－过渡段刚度不连续。－轨道结构施工不精心造成隐患。第8页/共54页二、无砟轨道施工管理2.4无砟轨道施工管理重点从客专对无砟轨道的要求、无砟轨道的特点，以及目前发现的无砟轨道病害分析等可以发现，无砟轨道施工管理的重点应主要集中在以下几个方面。第9页/共54页二、无砟轨道施工管理1）下部结构物沉降变形控制；无砟轨道由于采用了大量混凝土结构，具备高稳定性，但同时又造成其修复性差，发生沉降变形时，只能通过扣件系统进行调整，而扣件系统调整量有限，发生大的沉降时，只能进行大规模维修，故所有无砟轨道必须建筑在下部结构物稳定的基础上。第10页/共54页二、无砟轨道施工管理2）防排水系统的检查国内自60年代开始在隧道内铺设了大量的整体道床，类似于现在的双块式无砟轨道，但运营不长时间即遭到破坏，分析其原因主要为隧道防排水系统不完善，未达到设计要求，且基底清理不干净，造成道床长期浸泡在水中，导致混凝土失效，最纵不得不限速通过或拆除。第11页/共54页二、无砟轨道施工管理3）测量工作客运专线的舒适、无砟轨道的高平顺性，保证的前提是高精度的测量。自从遂渝线无砟轨道综合试验段修建完成后发现，不仅仅是无砟轨道需要高精度的测量，现下结构物也需要高精度的测量，这样才能满足整个客运专线的建设要求，否则发生调线时，很难保证最终的舒适度指标。第12页/共54页二、无砟轨道施工管理4）相关工程接口（1）轨道电路由于国内采用的轨道电路传输模式为ZPW-2000的形式，无砟轨道内的钢筋纵向及平面闭合回路会产生磁场而影响轨道电路的传输，所以设计采用塑料卡对钢筋节点进行隔离，避免回路产生。目前每种轨道结构采用时，均应进行200m轨道电路试验段传输长度试验，验证设计及施工质量。（2）过轨管线无砟轨道施工前，过轨管线应提前施工完成，无砟轨道施工后，基本不存在再埋设的可能性。第13页/共54页二、无砟轨道施工管理5）过渡段施工无砟轨道在过渡段很容易产生病害，过渡段包括轨道过渡段及下部结构物的过渡段，由于结构不同，刚度不同，尤其路桥、路隧过渡段，填筑不密实很可能造成不均匀沉降而破坏上部的轨道结构。同时轨道过渡段有砟轨道的密实也应相当注意，否则会导致该处平顺性超标。第14页/共54页二、无砟轨道施工管理6）物流组织无砟轨道施工场地受限制，尤其隧道及桥梁地段无砟施工，物流组织成为施工组织的关键点。物流组织主要包括物资及机具组织和行车组织。物资及机具组织主要包括：各类物资材料的进入施工现场的顺序、数量、堆放地点。第15页/共54页二、无砟轨道施工管理行车组织主要涉及各类施工车辆及施工设备的组织，防止造成交通堵塞。施工组织时应提前进行物流组织的设计，并根据现场施工状况及时进行修正。只有物流组织的通畅才能保证施工各工序的合理衔接，各工作面作业的规范。第16页/共54页二、无砟轨道施工管理7）信息化施工无砟轨道施工作业由于需确认的前提条件多（沉降变形、测量、相关接口），且施工过程中精度要求高，工序一旦作业完成，很难进行返工作业，工序间交接必须及时准确，同时作业层与管理层间必须保证畅通信息，方便资源及时准确的供给，达到高质量、快速有效施工的目的。同时利于技术层及时优化施工工艺。第17页/共54页二、无砟轨道施工管理8）精细化施工无砟轨道为高精度的工程，且施工完成后外观质量要明显优于有砟轨道，其精度直接影响以后钢轨的铺设精度，故施工管理要树立精细化施工的理念。无砟轨道为全新的施工，施工中只有注重细节，才能保证整体工程的质量。第18页/共54页二、无砟轨道施工管理9）工艺性试验段的建设由于无砟轨道施工技术目前尚处于逐步完善阶段，根据施工进展不断优化施工技术，故每一关键工序施工前，均应修建不少于20m的试验段，对施工工艺、施工机械进行验证，同时达到人员培训的目的。第19页/共54页二、无砟轨道施工管理10）工装、机械保质量的理念无砟轨道施工提倡机械化，提高施工进度及质量保证率，减少人为因素的影响。施工中更应注重小型机具、工装的研发，其提高工效及质量保证率的效果更明显，且收效更快。目前无砟轨道施工很多时候注重了大型、全自动的机械研发，而忽视了工装、机具的研发。第20页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.1施工方法的选择无砟轨道施工方法的选择主要要考虑施工环境、工期。对于板式无砟轨道主要应确定轨道板的运输方式及CA砂浆的灌注方式。一般有轨道板有底座上或底座外走行运输两种方式。CA砂浆有跨线灌注或线外灌注两种方式。第21页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.2轨道板预制施工技术国内外后张法无砟轨道板的预制均采用台座法生产，采用台座法生产。台座法生产利于在施工现场建设轨道板预制场，生产灵活，转场方便。台座法生产建场速度快，能够尽快开始生产第22页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点CRTS-Ⅱ型板（京津城际）为先张板，可以采用长线台座法生产，但要解决放张问题，解决方案为延长生产周期或提高早期强度。而台座法生产后张板则有限避免了此矛盾，对工期非常有利。轨道板生产主要包括以下工序及质量控制要点：第23页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点1）轨道板模型轨道板模型须采用钢模型，模型的制造偏差为轨道板各部位允许偏差的1/2。模型的制造精度是轨道板精度的根本保证，模型进场检验必须严格进行，在源头对质量进行控制。模型应定期进行检查，每月对精度及平整度检查一次。有观点甚至认为，轨道板最关键的技术在于模型。第24页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点2）钢筋工程轨道板钢筋分为预应力钢筋及普通钢筋，普通钢筋中包括绝缘涂层钢筋。钢筋的绑扎应在专用胎具上进行，并在加工、绑扎过程中应避免损伤绝缘层。由于轨道板内预埋件较多，应在施工中适当移动普通钢筋位置，避开预埋件，保证预埋件埋设的质量。钢筋笼绑扎完成后，应进行绝缘性能检查。第25页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3）混凝土工程轨道板混凝土工程明显特点为其强度高于客运专线其它工程。但其设计寿命为60年，低于隧道、桥梁的设计寿命100年。施工中应重点把好原材料关，按要求进行抽检。第26页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点4）养护轨道板的养护分为蒸汽养护和湿润养护两种类型。养护时重点是对脱模温度的控制，防止轨道骤然降温产生开裂。轨道脱模后应及时进行洒水养护，为强度的增加提供一优越的环境。第27页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点5）张拉工程轨道板预应力的设计为中心对称配筋，主要为保证轨道板的抗裂性能而设计，区别与传统预应力筋受力设计的理念。预应力施加以油表读数为主，伸长值校核。张拉千斤顶及油表应按要求定期进行标定。第28页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点6）质量控制重点轨道板最终的目的为承载钢轨，承受列车荷载，并保证一定的使用寿命。故轨道板预制的控制重点在：制造精度抗裂性能轨道电路第29页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.3底座混凝土施工

1）在上、下行线路中心线上，各测量出宽度为2.8m的底座范围，桥梁及隧道进行凿毛处理，将预留门型钢筋按设计要求加以处理。绑扎底座钢筋，然后绑扎凸形挡台钢筋将底座结构钢筋与（桥面预埋钢筋）凸型挡台钢筋相连。第30页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点2）按底座设计位置与高程支立模板，模板外侧支撑在固定设施上，内侧采用对拉或支撑形式，以确保模板稳定。根据底座计算高程反复调整模型的顶面高程，使其达到设计要求。3）曲线地段混凝土底座施工时，曲线外侧模板高度满足曲线超高的设计要求。第31页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点4）检查合格后及时浇筑底座混凝土。混凝土浇筑采用机械振捣，振捣密实后，用木抹将其抹平，最后将两边200mm范围内压光。根据模型来控制底座的顶面高程并及时覆盖养生。5）质量控制重点：顶面高程凸形挡台钢筋位置第32页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.4凸形挡台施工在底座混凝土拆模后24小时，进行凸形挡台的施工。挡台模型支立时采用精密测量的办法控制其位置，进行反复对中调平，使其满足要求。混凝土的灌筑、振捣应采用插入式振捣器。施工完成后在凸形挡台表面测设基标，为轨道板的铺设做好准备。第33页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点质量控制重点：定位精度的控制施工完成后基桩的测设精度第34页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.5轨道板铺设1）成品经轮胎式轨道板运输车运输到铺设地点，龙门吊吊装就位，精调对位。2）轨道板铺设前应检查轨道板的平整度及外形外观质量。3）轮胎式轨道板运输车一次最大载重量为4块轨道板，吊装完成后，上紧加固螺栓及加固装置，防止轨道板运输过程中移位。第35页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点4）清理底座混凝土顶面，不得有杂物和积水。并预先在两凸形挡台间的底座表面按设计位置放置支撑垫木及CA砂浆灌注袋，5）轨道板运输到位后，龙门吊吊装轨道板，人工辅助就位。本工序的控制重点主要为成品检查、保护及安全检查。第36页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.6轨道板调整轨道板调整方法主要有调整架调整、三向千斤顶等方法，配合主要为拉线和水准仪测量。目前已经开始引进日本拉线配合三角道尺测量方法。方法的选择精度保证最高的为水准仪测量，因为其减少了三角道尺一级的精度传递，但施工速度慢。第37页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点轨道板的状态利用三项千斤顶精确调整对位。调整步骤如下：⑴道板大致就位后，安装轨道板支撑装置，将轨道板顶起，抽出支撑垫木。⑵用钢板尺精确测量两相邻凸形挡台间的纵向距离，通过纵向调整装置，将轨道板调整至两凸形挡台的中央位置,保证轨道板与凸形挡台之间的间隔相同。⑶利用横向装置，使轨道板上中心线与凸形挡台上两轨道板铺设基标连线重合。第38页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点⑷利用水准仪或三角道尺测量轨道板上4个点的高低。通过支撑装置顶升或下降使轨道板的标高达到设计要求。曲线地段轨道板高低的调整要满足线路设计超高的要求。⑸按以上步骤反复调整，直至符合《验标》的要求。⑹调整完成后用木楔卡入轨道板与凸形挡台的间歇，固定好轨道板。第39页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点质量控制重点：铺设精度固定稳定性第40页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3.7CA砂浆施工CA砂浆作为板式无砟轨道的一种特殊材料，目前国内外的技术指标完全一致，主要的差别在乳化沥青的选择上。由于CA砂浆牵涉到化工、沥青等专业，对于铁路施工企业而言，专业人士太少，造成施工及质量控制较困难。第41页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点CA砂浆在正式施工前必须提前进行试验配合，一般至少应提前3个月进行，且应选择当地的原材料及地材进行试配。CA砂浆性能指标见下表第42页/共54页序号项目单位指标1抗压强度1dMPa0.17dMPa0.728dMPa1.8～2.52弹性模量MPa200～6003砂浆温度℃5～354流动度秒16～265可工作时间分≥306含气量%8～127单位容积质量Kg/l>1.38膨胀率%1～39材料分离度%<310泛浆率%0第43页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点1）种原材料主要作用①水泥、砂水泥及砂主要为CA砂浆提供一定的强度。②乳化沥青乳化沥青主要为CA砂浆提供一定的弹性，同时其内部的水参加水泥的水化反应。③混合料混合料加入用以补偿CA砂浆的凝结固化时的收缩，同时使CA砂浆的组织细密。④消泡剂消泡剂用于消除拌和初期砂浆内的大气泡。第44页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点⑤引气剂引气剂引入定量的微小气泡。⑥铝粉铝粉使CA砂浆初期产生膨胀，达到与轨道板密贴的效果。⑦水水用于水泥的水化反应，同时保证CA砂浆具有一定的流动度。第45页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点2）CA砂浆配合比试验确定进行CA砂浆拌和试验前，首先选定水泥、砂、乳化沥青的比例，首先满足强度及弹性模量指标，然后通过水量的加减调整流动度，并通过乳化沥青内掺加表面活性剂调整流动度及可工作时间；通过消泡剂及引气剂的掺量调整空气含量；通过铝粉的掺量调整膨胀率；反复进行试验，根据影响性能的各种因素调整配合比，直至合格。第46页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点3）拌合灌注工艺CA砂浆投料顺序为：乳化沥青、水、各种液态料、砂、水泥、混合料、引气剂、铝粉。搅拌速度、时间根据不同的机械设备而选定，同时可以根据拌合机械和材料性能适当调整水泥、砂的加入顺序第47页/共54页三、无砟轨道施工技术及质量控制要点CA砂浆的灌注一般采用袋装灌注，灌注时自一个袋口注入，至另一口砂浆超过板底10cm后停止灌注。CA砂浆灌注应保证密实，灌注完成后0.5-1小时