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        地铁无砟轨道直铺法施工工艺研究

        【摘要】马来西亚地铁2号线道床结构特殊,含防脱轨墙,并且该道床采用了2.2m的混凝土轨枕。道床施工顺序为自上而下,先组装轨排,后安装钢筋模板浇筑混凝土。优点是闪光焊及道床施工等大部分工作利用桥面极大地减少了临时用地,同时,设计的轨排架模板系统结构简洁适合防脱轨墙特殊结构道床。

        【关键词】防脱轨墙;轨排架;长轨枕

        1引言

        吉隆坡地铁2号线轨道工程采用2.2m混凝土轨枕埋入式道床设计,轨道两侧为高出道床顶面220mm的L墙。线路最大坡度达到3.5%,最小曲线半径200m。主要步骤是在桥面设置焊轨点将标准轨焊接为250~300m长的钢轨。长钢轨桥面运输散布就位,轨枕散布、原位组装轨排浇筑混凝土。系统提出了城市地铁长轨枕无砟轨道施工工法及其施工质量控制措施等。该型道床结构特征体现在道床两侧设置防脱轨墙,另外,采用2.2m混凝土轨枕埋入道床板形成无砟轨道。

        2工法特点

        本工法通过对比国内轻轨与无砟轨道施工,分析东南亚区域传统施工方案在该型道床施工中的适用性,创新了适用于该型道床施工的专项方案。该工法中长轨的焊接和无砟轨道的全部施工工序均在桥面完成,无须设置铺轨基地,减少了铺设轨基地土地及设备的投入。同时,对模板轨排架等系统进行了优化设计,适合含防脱轨墙的道床,对类似轻轨无砟轨道施工具有很强的借鉴及参考价值。

        3适用范围

        本工法适用于新建类似轻轨及地铁无砟轨道施工,特别是交通繁忙地段城市高架桥地铁轻轨及小半径曲线多的轻轨交通,尤其是东南亚区域[1]。

        4工艺原理

        基本原理是在既有桥面上利用移动式闪光焊机设置闪光焊接生产线,将25m标准轨焊接成300m长轨,通过牵引挖车及长轨运输滚轮运输至配轨指定位置,然后采用简易门吊将长轨吊装至按设计间距铺设好的轨枕上,钢轨锁定后,通过液压起道机将轨排升至设计高程位置,最后安装轨道高程支撑杆、水平拉杆及反力架,调整线路几何尺寸及线性,采用自上而下的施工顺序进行道床施工。

        5施工工艺流程简介

        5.1施工工艺流程施工流程如图1所示。

        5.2道床施工

        吉隆坡当地日间气温较高,混凝土浇筑一般在夜间进行。道床施工采用上行线与下行线相错进行,为了避免轨排架调整系统水平拉杆与模板支撑杆产生冲突问题。整个道床施工采用EN标准,钢筋表根据现场测量数据编制。长轨直铺法道床施工具体工艺为:1)桥面凿毛。2)测量放样与模板线标注。3)轨枕及钢筋网片散布。4)长轨吊装至轨枕承轨槽并锁定。5)轨排架系统安装,按线路中线散布轨道高程支撑杆,间距3m,注意钢轨托盘轨底坡方向(薄内厚外),并固定。6)线路粗调。粗调时必须控制轨距为(1435±2)mm,水平及超高控制在±5mm,方向±6mm,高程±6mm,轨底坡满足1∶20。7)钢筋及模板安装,根据模板线安装加固模板,同时,绑扎道床板上层钢筋。焊接铜接地端子,检查导电轨支架的位置。8)线路精调,使用全站仪及轨检小车进行轨道线型的调整,同时,检查轨距,严控精调时间,所有精调推荐在夜间进行,避免白天大气折光等影响测量精度,保证线路精度。9)模板精调,精调后根据轨顶平面防脱轨墙的模板进行精调。确保模板误差控制在-3mm,严禁模板高于轨顶面。检查导电轨支架预埋件距钢轨的距离误差控制在2mm以内,内外高度误差控制在4mm以内。钢轨的防护使用塑料薄膜包裹,扣件使用熟料防护罩保护。钢轨扣件的防污染是施工的一个难点。10)道床混凝土浇筑,由于当地气温过高浇筑施工一般在夜间进行,浇筑前必须检查混凝土的塌落度,必须保证入模温度低于36度。浇筑过程中加强防脱轨墙与导电轨预埋件处的振捣。另外,轨底及承轨托盘下的抹面必须到位不能漏掉,收面时要使用特殊工具对该部位进行处理。混凝土凝固后采用洒水或喷洒SIKA养护剂进行混凝土养护。

        6主要设备施工过程需要的设备如表1所示。

        7质量控制

        城市地铁长枕无砟轨道施工关键质量控制主要从以下几个方面控制:1)闪光焊焊接质量控制,焊接前做好型式试验,确保焊接质量满足欧标要求。施工前,做好焊接配轨工作,现场严格按照配轨表进行焊接;定期对焊轨机进行检查保养;通过试焊确定并设置焊轨预拱度,防止焊后由于温度降低出现焊缝塌陷;严控焊前打磨与焊前对轨;严控仿形打磨,勤量测多次打磨,严禁一打到底。严格控制焊后保温时间确保马氏体不超标。最终焊头准直度精度满足EN标准(+0.3mm,-0.2mm)。2)轨枕间距安装误差≤15mm;左右股扣件必须用方尺对齐,对齐误差≤±5mm。3)轨枕垫板道钉的螺母安装高度为(34±1)mm,施工过程中必须严格检查控制。4)线路精度要求:精调后禁止材料运输平板车通行,严禁在轨枕上安装泵管。精度要求如表2所示。防止混凝土浇筑时污染钢轨及轨枕扣件,避免后续大量的清理工作。

        8安全措施

        本项目采取的安全措施包括:(1)钢轨吊装上桥时,吊车证件齐全满足安全要求,操作手具有操作资格证书并通过业主的灰卡培训。现场必须有吊装主管、司索工及信号工控制吊装。必须采用专用钢轨吊装扁担梁进行吊装。(2)长轨安装时,由专人统一指挥,工人要穿戴好安全防护装备,检查轨卡是否牢固锁定钢轨。门吊和吊具必须有第三方的检验合格证书。(3)道床施工时,轨道平板车必须有自动刹车功能且状况良好。轨道平板车上禁止载人。平板车停止或不用时必须使用铁鞋固定,防止溜车发生危险。(4)混凝土浇筑时,交通管控必须有专业的交通管控开始实施,做好桥梁伸缩缝的防护。靠近既有线严格按照既有线施工进行防护。作业面必须保证有充足的照明。

        9环保措施

        该工法的环保问题主要集中在桥面凿毛、闪光焊接、混凝土浇筑及小型工具的油料泄漏污染。1)桥面凿毛的噪声及扬尘污染比较严重,项目采取了禁止夜间施工,日间施工及洒水降尘的措施;2)施工现场使用的机械设备及油桶必须使用特制的托盘收集渗漏油,定期用细沙将渗漏油覆盖收集处理,研究将废油直接排到桥面排水或附近河道里,避免造成环境污染事故;3)混凝土施工时的噪声污染,在敏感区域通过广告的方式提前通知居民,另外在晚上10点之后禁止施工。多余混凝土废料存放在指定地点,不得随意丢弃,并装袋吊装下桥,由垃圾转运车运输至指定地点。

        10效益分析

        城市地铁长枕式无砟轨道直铺法施工工法的采用在成本费用、施工工期上取得了良好的效益。首先,钢轨焊接及无砟道床施工全部工序利用桥面完成,减少了铺轨基地的建设时间和费用。另一方面,工工法施工机械小型化无需投入大型铺轨机组等。另外,如果线下分段移交可以跨区间设置不同的工作面施工,有效的缩短铺轨工期。该工法适合在东南亚类似轻轨及地铁轨道施工进行推广。

        【参考文献】

        【1】张书国.双块式无砟轨道混凝土裂缝成因及控制措施[J].现代城市轨道交通,2017(2):46-47.

        作者:张文军 史炳峰 陈建 张学超 单位:中交第二公路工程局铁路工程有限公司

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