地铁:地下线整体道床轨道施工工艺

2020年10月21日00:00:26 评论 16 2879字阅读9分35秒

城市轨道交通工程施工中,隧道内整体道床轨道施工作为其重要组成部分,其施工质量直接关系着整个工程质量和运行安全。隧道内整体道床轨道施工是按《地下铁道工程施工及验收规范》来执行的。

目前,在我国城市轨道交通隧道内线路广泛采用支撑块式的整体道床系统。以北京地铁为例,整体道床轨道施工流程如图1所示。

地铁:地下线整体道床轨道施工工艺

图1 整体道床轨道施工流程

在道床施工前道床基面必须采用风镐凿毛,浇筑前应将浮渣和杂物清洗干净,排干积水;其次,根据施工图要求及线路调线、调坡资料,设置设置控制基标和加密基标,在直线上每120 m,曲线上每60 m,缓圆点,圆缓点,道岔起止点等处设置为控制基标;在控制基标的基础直线上每6 m、曲线上每5 m设点为加密基标。基标应采用与道床同级混凝土埋设牢固,按距离方向在钢筋桩上锯划十字线,并编号和标志。

其中,对于支撑块式的整体道床结构施工和钢轨调整一般采用的是钢轨支撑架施工法或墩架结合施工法两种。

一、钢轨支撑架施工法

钢轨支撑架施工法是用钢轨支撑架将钢轨架起并固定在设计位置上,然后将支撑块按照设计间距用扣件悬挂在钢轨上,经过细致的调整,使线路中线,轨距、水平处于正确的位置后,再灌注道床混凝土的施工方法。图1为钢轨支撑法流程图。

地铁:地下线整体道床轨道施工工艺

图2 钢轨支撑法流程

用该方法施工,12.5 m长的一对钢轨需4~5套支撑架。另外施工时根据支撑架支撑钢轨的不同方式,又分为上承式支撑架和下承式支撑架。

上承式支撑架的结构形式如图2所示。两股钢轨平行架于支撑架横梁的两端。横梁由左右两端的支柱支撑于基岩表面,可以通过旋转立柱使横梁上下移动,调节钢轨的高程。横梁上设有轨卡螺栓,用来使钢轨左右移动,使钢轨的位置符合线路方向和轨距的要求。上承式支撑架横梁上下移动的可调范围是250 mm;左右移动钢轨的调节范围为34 mm。

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图3 上承式钢轨支撑架结构
1—轨卡平板;2—轨卡螺栓;3—轨卡螺母;4—轨底坡板;5一支撑架横梁﹔
6—轨卡侧板;7—轨卡固定栓;8—开口销;9—支撑立柱螺母;10—支撑立柱

上承式支撑架施工整体道床,能方便实现轨道几何形位的调整;由于横梁和立柱均设在道床宽度范围内,施工时,对其他交通运输没有干扰。

下承式支撑架将钢轨悬挂在支撑架横梁下,如图4所示。横梁长度大于道床宽度。整个支撑架可分为两层,上层为两调整螺栓及定距杆,调整轨道时两螺栓一松一紧带动定距杆实现钢轨的水平位移,对轨道起粗调的作用;下层为连接定距杆的拖式卡口,每个卡口的两轨卡螺栓可调整钢轨的水平位移,还可以实现对轨距的少量调整,完成对轨道的精调。钢轨由插板托起,在丝杆的作用下实现高度的变化。

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图4 下承式钢架支撑架结构
1—柱梁;2─斜梁;3—立柱;4.5—支撑块;6—斜撑;7—轨卡螺母;8—轨卡螺栓;
9—铁座;10—轨卡板;11—底板销;12—轨卡板;13—轨底坡调整板;14─轨底板

下承式支撑架横梁上下移动的可调范围为100 mm,钢轨左右移动的调整范围为24 mm。为保证整体道床的施工精度需要采用控制标桩。

二、墩架结合施工法

墩架结合施工法是在支撑架施工法的基础上发展改进的一种施工方法,其主要特点是;先用钢轨支撑架将施工钢轨架起,悬挂支承块,并调整轨道。然后,按一定的间隔在基底与支承块之间立模,就地灌注混凝土支撑墩,把相应的支承块固定起来。待支撑墩混凝土具有一定强度后,拆除钢轨支撑架;由支撑墩支承轨节,并进行道床的灌注。

这种方法优点是:

(1)在道床灌注前,支承块的位置由混凝土支撑墩固定,轨节状态不易变动,从而减少施工中的调轨工作。

(2)灌注混凝土时,钢轨支撑架已全部拆除,有利于提高灌注速度和质量。

(3)加快钢轨支撑架的周转使用,一般情况下可比支撑架施工法节省支撑架50%~70%,也避免了支撑架的污损。道床中也不会留下凹槽和圆孔。

但是,这种方法增加了支撑墩的灌注、立模等工序,可能会使支撑墩和道床出现混凝土的新旧连接问题,影响道床的整体性。因此,一般不使用这种方法。

支撑墩采用C30混凝土灌注。支撑墩台大小应保证与支承块牢固结合在一起,尽可能灌注小一点。由于本身体积不大,灌注混凝土采用的碎石粒径不大于60 mm。支撑块表面也得保证粗糙,使得道床能良好连接。

图5为墩架结合施工法中支承墩的平面布置图。

地铁:地下线整体道床轨道施工工艺

图5 支撑架平面位置示意(单位 mm)

地铁:地下线整体道床轨道施工工艺

图6 墩架结合法流程

上述两种施工方法,整体道床的灌注和钢轨的铺设是同时进行的。道床混凝土采用C30商品泵送混凝土。混凝土按伸缩段分层、水平、分台阶浇筑,对支撑块(短岔枕)周围应加强捣实,严禁触及支撑架和钢轨;混凝土初凝前及时进行面层和水沟抹面,并将钢轨、支撑块(短岔枕)扣件上的灰浆清理干净。抹面平整度为3 mm,高程为(0,-5 mm)。

混凝土终凝后及时养护,强度未达到70%时,道床上不得行驶车辆和承重;每浇筑100 m应取两组试件,一组在标准条件下养护,另一组与道床同条件养护;用钢丝刷将扣件上的灰浆清除,涂油保养;根据隧道内的最高和最低气温的代数平均值来确定设计锁定轨温。按设计轨温对轨道重新调整,达到标准后锁定。当锁定轨温偏离设计规定值时,应先进行应力放散再重新锁定。

对于钢轨的铺设有换铺法和直铺法两种方法。

换铺法首先用工具轨铺设整体道床,永久轨在隧道外焊接成长轨后,再运至隧道内换铺。

该方法钢轨焊接除联合接头外均在铺轨基地进行,焊接质量易保证,同时避免了隧道内的空气污染,减少了施工干扰,各施工单位均有成熟经验,但工具轨的铺设与拆除需增加工程投资,施工周期相对较长。

直铺法不用工具轨,一次铺设无缝线路,即用25 m标准长度钢轨,按照换轨铺设法用工具轨铺设整体道床的施工工艺要求,铺设整体道床,所有钢轨接头在隧道内进行焊接。地铁隧道内整体道床长轨排法一次铺设,是借鉴国内外高速铁路的铺轨经验,可最大限度减少洞内焊接,无需替换轨,一次铺设成型,提高了铺轨质量和速度。但是,在隧道内焊接钢轨易造成空气污染,施工干扰大,需做好施工组织设计,减少窝工,减少工程投资,施工周期相对较短。该工法重点要解决好长轨排在小曲线、大坡度的运输问题以及铺设过程中龙门吊组的同步问题。

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