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1、1前言板式无碴轨道大体上可以分为日本板和德国板两类，此次研究的对象主要参照日本板。日本无碴轨道技术以新干线板式无碴轨道结构为代表，具有无碴轨道的线路稳定性、刚度均匀性好、线路平顺性、耐久性高的突出优点，可显著减少线路的维修工作量。日本板式无碴轨道已有成熟的技术和丰富的施工经验，其铺设范围已从桥梁、隧道发展到土质路基和道岔区，其定型的无碴轨道包括适用于高架桥和隧道的A型板式无碴轨道、框架式轨道板，适用于土质路基上的RA型板式无碴轨道和特殊减振区段用的防振G型轨道板等。与德国博格板式无碴轨道相比，日本板式无碴轨道在基础上设置了凸型挡台。凸型挡台与基础混凝土板一起建造，依靠凸型挡台对轨道板进行定位，
2、施工更为方便。日本板式无碴轨道用的轨道板，没有在工厂内机械磨削的工序，制造相对简单。2 施工准备2.1施工调查施工前，应对以下内容进行调查并加以落实：调查沿线轨道板存放临时基地、CA砂浆原材料储存基地等设置条件。了解施工前相关工程的进展情况、质量状况及对无碴轨道工程的影响，核实施工进度计划。收集沿线水文、气象资料。调查沿线砂石料来源、水源、电源，了解适宜作为原材料与轨道构件储存、构件预制以及生活与生产房屋等的场地条件。调查沿线道路、交通状况；铺板、CA砂浆灌注机械通过地段的限界情况。核查轨下基础情况，重点了解桥梁预制、架设（现浇梁的预应力张拉时间）、预埋件、排水与电力管线、路基填筑质量和沉降值
3、等。2.2相关资料复核无碴轨道施工前，应熟悉已获批准的施工设计文件（包括变更设计文件），接收与无碴轨道施工有关的已竣工工程及变更设计资料，并进行核对。对设计文件中的坐标、高程应进行详细复核，应指派专人负责进行完整的演算，并由他人对计算结果进行独立复核。对线下施工单位提供的相关竣工文件应予以仔细检查，特别是沉降观测和变形控制资料，并根据现场进行比对，验证数据的真实性。2.3实施性施工组织设计编制施工前，应根据设计文件和施工调查报告编制切实可行的实施性施工组织设计，对施工过程的质量控制及进度计划提出明确的要求，明确关键和特殊过程。实施性施工组织设计至少应包括以下内容：编制依据及原则工程概况及主要工
4、程数量大型临时工程机构设置及劳动力组织总体施工方案及主要施工方法工期安排（包括施工顺序、施工进度）材料供应计划及供应方式施工机械及试验、测量、检测仪器设备配置计划安全、质量、工期保证及环境保护措施针对各工序，尚应编制相应的作业指导书，明确操作方法、施工工艺和作业标准，用于指导现场施工。2.4技术交底和人员培训施工前，应进行详细的技术交底，明确技术标准，强调施工注意事项，提出安全技术措施。所有施工作业人员均应参加岗前培训，并通过考试后持证上岗。2.5检测机构设置施工前应根据质量控制需要设置检测机构，并配备相应的检测设备。试验检测设备主要包括：轨道板质量检测设备、混凝土质量检测设备、基床表层状态参
5、数检测设备、CA砂浆试验仪器等。2.6物资、机械准备根据无碴轨道施工技术要求与拟定的施工方案，选择合适的施工设备和机具。施工材料及轨道部件必须满足相应的技术条件，并应符合下列要求：轨道部件的取样、试验及验收均应按有关规定办理。施工材料及轨道部件、CA砂浆原材料应依照有关规定按规格分类储存、标识，堆码整齐。2.7与线下施工单位交接施工前，路基、桥、隧及过渡段应有检验合格资料，并提供沉降观测资料及评估报告。板式无碴轨道施工单位应接收线下施工单位的线路测量资料及控制桩，核实中线贯通情况，并复测线路基桩和路面高程。中线桩、线路基桩、水准点应钉设齐全，缺损者应在板式无碴轨道施工前补齐。线路复测应符合客运
6、专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定的相关要求。3 无碴轨道测量技术及基桩设置3.1无碴轨道测量技术根据引进技术及国内前期无碴轨道施工测量研究，综合试验段以“三网合一、分级控制、多级复核、科学平差”为原则来组织测量工作。全试验段布设一个GPS基础平面控制网，每4km左右布设一对GPS(B)级控制点。勘察控制网、施工控制网、运营维护网等三网共用此平面控制网。平面控制网按三级布置，分级控制。具体布置方法应复核客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定的要求。全部工程测量工作实行分级管理：成立由专职测量工程师为组长的精测组和施工测量组，分别负责各自职权内的工作。精测组负责本标段的控制测量。施工测量组负责工程现
7、场的日常施工测量。实行相互复核制度。无碴轨道施工基桩控制网（CP）布设完成后，按照每种无碴轨道的施工工艺设置加密基桩，加密基桩采用强制对中方式。测量结果的整理计算所采用的平差软件应通过国家有关部门的认证，施工过程测量采用后方交汇、网平差手段。3.2基准器设置板式无碴轨道是比较难以正确调整的结构，一旦完成铺设便无法修改较大的不平顺量。虽然板式无碴轨道是以无维护为目标的轨道结构，但钢轨及扣件的维护与以往相同，并且可调垫板在材质上也并非具备永久性，作为轨道板下的CA砂浆填充层长期使用后也必须进行修补。所以，为了在建设中能以毫米为单位实现高精度、有效的轨道整理，就需要设置基准点，具体设置方式见相关科研
8、小组成果。4 板式无碴轨道施工方案4.1总体施工方案根据武广客专综合试验段的施组安排，原则上板式无碴轨道先施工右线，再施工左线。4.1.1施工右线时利用左线作为运输通道，同时充分利用施工便道组织各种材料的运输。砼采用砼运输车直接运输到位，轨道板采用轮胎式汽车吊安装，CA砂浆灌注采用拌合、灌注一体车走行在左线上进行灌注。4.1.2施工左线时钢筋、模板等散装材料可以通过右线有轨运输（采用简易的、人工推运的轻型平板车），其中钢筋等消耗物资也可以按照沿线的需求提前运输至现场，这样可以尽量减少物流冲突。 砼采用汽车泵或拖式泵泵送施工，轨道板采用轮胎式汽车吊、轨道板运输车走行在砼底座上，倒退着铺设。CA砂
9、浆灌注采用拌合、灌注一体车走行在施工便道上进行灌注。4.2工作面作业区划分板式无碴轨道施工工作面按照流水作业方式划分为九个区，依次为：桥（路基）面清理测量区、底座及凸形挡台钢筋绑扎区、底座及凸形挡台立模区、底座及凸形挡台混凝土灌注区、底座面清理及基桩测设区、轨道板铺设区、轨道板精调区、CA砂浆灌注区、凸形挡台周围树脂灌注区等。5无碴轨道施工设备、机具、测量设备及人员配置表1 底座混凝土施工机具设备序 号名 称单 位数 量1混凝土运输车辆62混凝土输送泵台23混凝土拌合站座1表2 轨道板铺设机具设备序 号名 称单 位数 量1轮胎式汽车吊台12三向千斤顶台43三角规台24运输汽车台48表3 乳化沥
10、青及CA砂浆生产主要机具设备序 号名 称单 位数 量1导热油炉台12乳化沥青生产设备套13电子秤台14运输车辆15移动式CA砂浆拌合车台1表4 施工配置测量仪器设备名称数 量精 度备 注全站仪1台1”测距精度（1+1ppm）电子水准仪1台0.3mm铟瓦尺1对三角架及棱镜4套表5 施工队伍及人员配置班组名称班组数量每组人数备 注底座施工班组250轨道板铺设班组210轨道板调整班组210CA砂浆灌注班组210轨道精调班组266 板式无碴轨道施工进度板式无碴轨道的施工进度施工根据国内前期情况，主要受轨道板调整及CA砂浆灌注时间的制约。轨道板底座的钢筋绑扎和模板支立按照200m/d计。钢筋按照0.1t
11、/m计，每天需要完成20t钢筋的绑扎工作。轨道板底座砼模板支立按照200m/d计。轨道板底座砼浇注按照200m/d计。路基地段砼按照0.96方/m，桥梁地段砼按照0.56方/m，每天大约完成200方砼的浇注。轨道板铺设按照200m/d，40块轨道板计。根据前期施工经验每日轨道板调整可完成40块，夜晚不安排调整施工，因为夜晚测量能见度差，轨道板调整质量保证率低，施工进度慢。每块板下CA砂浆拌和及灌注时间合计约需15min，单班作业时间按8h计算，能够完成32块轨道板（160m）灌注，综合考虑后日综合进度确定为150m， 月施工进度4.5km/月。7板式无碴轨道施工工艺7.1轨道板生产工艺（见相关
12、科研小组的研究成果）7.2板式无碴轨道施工工艺在无碴轨道施工前，由专业单位对线下工程进行无碴轨道铺设条件评估，符合要求后方可进行无碴轨道铺设。板式无碴轨道道床施工工艺流程图梁面检查、路基评估测设基桩梁面凿毛、清理，梁面预埋钢筋复位绑扎底座及凸形挡台钢筋，安装模板 桥 梁安装排水设施、检测绝缘性能底座混凝土浇筑及养护凸形挡台混凝土浇筑及养护加密基标测设铺设准备轨道板铺设及调整定位CA砂浆灌注轨道板运输凸形挡台周围填充树脂轨道板安装、调整机具设备准备质量检查CA砂浆配置就近新建制板场，预制轨道板采用公路运输至施工作业面，汽车吊配套专用吊具吊装至工作面方式。轨道板采用三角规配合液压千斤顶调整。CA砂
13、浆采用汽车运输CA砂浆搅拌机拌和，配套CA砂浆压送机灌注。无碴轨道的总体施工顺序为：轨道板的制作底座和凸形挡台施工基准器测设轨道板铺设及状态调整CA砂浆灌注无缝线路施工。施工测量 底座混凝土施工底座和凸形挡台钢筋在工区内集中下料，自卸汽车从施工便道运抵工作面，人工散运就位。底座混凝土施工拌合站集中生产混凝土，混凝土运输车运输，右线施工时可直接入模，左线施工时采用泵送入模。根据测设的线路中心线，绑扎基础钢筋骨架，并放好钢筋保护层垫块。将基础结构钢筋与预埋的基础连接钢筋、凸形挡台钢筋相连。模板采用定型钢模板，以模板顶面高程控制底座混凝土灌注标高。曲线地段混凝土基础施工时，外侧高度应满足曲线超高的设
14、计要求，同时应考虑底座顶面合理的排水坡度。在伸缩缝处设高程控制点。检查合格后及时灌筑基础混凝土。混凝土灌筑采用机械振捣，振捣密实后，用木抹将其抹平。在底座混凝土拆模后24小时，进行凸形挡台的施工。在混凝土未达到设计强度之前，严禁各种车辆在底座上通行。主要设备有混凝土运输车、输送泵、自卸汽车、汽车吊。凸形挡台施工凸形挡台为圆形，周围用树脂材料填充，树脂厚度为40mm。基准器埋设于凸形挡台中间，见下图所示。凸形挡台形状及基准器位置示意图凸形挡台采用圆形钢模，并设有加强肋。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，使其距离的偏差及与线路中心线的偏差均符合标准要求，在其内灌注混凝土
15、并细心捣固，以确保其位置准确。凸形挡台混凝土的灌筑、振捣应采用插入式振捣器。凸形挡台施工达到设计标高后，表面须抹平。在凸形挡台表面测设基标，为轨道板的铺设做好准备。基准器（或加密基标）测设凸形挡台施工时,应在每个凸形挡台上设置基准器底座；安设基准器，并按要求精确测定基准器上的基准点位置，为轨道板的铺设做好准备。在基准器底座上精密测量基准点的位置,包括水准测量、中线测量和正矢测量。基准点高程应自水准基点引出，按精密水准方法往返观测；中线和正矢测量可采用任意点置镜极坐标法或偏角法。 现场轨道板的验收为了保证铺设轨道板进度，需要将轨道板提前倒运和存放到铺板现场。在平板拖车上验收预制场运送来的轨道板，
16、会同轨道板预制场质检人员一起对其外观、损伤、龟裂及平面性等是否合格进行确认。并将其临时放在路基上。轨道板的外观检验见“轨道板验收检查、测量方法示意图”。轨道板外观合格标准为：翘曲量测量值（H）定位块的高度平面性左翘曲量右翘曲量翘曲量：3mm以内平面性：1mm以内测量位置定位块水平线左右平面图侧面图轨道板验收检查、测量方法示意图现场轨道板的堆放在轨道板验收检查结束之后，安装吊钩，并使用吊装框，在地面指挥人员的引导下，用25吊车吊起，卸到路基上配置好的临时性支撑用四方垫块上。26002600mm2200mm吊装框示意图 吊装框吊钩示意图轨道板运输安装汽车运输轨道板时，堆放高度不得超过2层，两层之间
17、采用10cm厚的方木隔开，轨道板应平稳放置并绑扎牢固。在轨道板临时存放点应设置坚固的平台，存放高度不得超过4层，时间不得超过4天，轨道板临时存放方式如下图所示。枕木枕木临时放置用垫块150702200轨道板 轨道板临时存放示意图轨道板吊装运输轨道板通过龙门吊吊装就位，三向千斤顶精调对位。施工要点：将CA砂浆灌注袋铺设就位，保证CA砂浆灌注袋位置居中、平展，曲线地段CA砂浆灌注袋进行必要的加固。支撑垫木处CA砂浆袋先进行折叠，待轨道板调整时抽出垫木，铺展CA砂浆灌注袋。轨道板运输到位后，龙门吊（或汽车吊）吊装轨道板，人工辅助就位。曲线地段每块轨道板必须按相应的偏转角放置。施工设备：轮胎式双向轨道
18、板运输车、龙门吊、汽车吊轨道板状态调整轨道板的调整，以基准器为基础，采用三向千斤顶、支撑螺栓、螺纹丝杆顶托等，调整轨道板的高低、方向及凸形挡台缝。轨道板调整如下图所示。 轨道板调整示意图将支撑螺栓安装到轨道板侧面的联结铁件上，利用三向千斤顶缓慢顶起轨道板，除去轨道板下临时支撑方木。按照预定高度值，使用三角规及三向千斤顶调节轨道板高度。调整轨道板中心线及凸形挡台基准器之间的连线，使其与轨道板中心线重合。用钢尺精确测量两凸形挡台间的纵向距离，将凸形挡台缝均匀设置。在轨道板两端设置轨距尺、根据基准器测设数值，使用三向千斤顶调节轨道板面的水平。轨道板面的水平、中心线、凸起间隔调节后，在凸形挡台与轨道板
19、之间钉入楔子，固定轨道板。测定轨道板的安装精度及CA砂浆注入厚度，提交记录。轨道板铺设精度要求见部颁标准。CA砂浆灌注前准备确认轨道板是否精确调整到位，是否发生偏移、有无废物等并检查灌注袋的位置。塑料布覆盖在轨道板表面。在灌注位置准备注浆阀门。CA砂浆灌注在灌注口安装控制阀门，利用重力自然灌注。灌注时派相关人员在轨道板四角进行监控，防止轨道板受力偏斜。暂停灌注时，要及时清洗搅拌机。在CA砂浆灌注前，每一盘均应通过流动度试验，进行流动时间、含气量测量，不在规定范围内时，不能灌注。CA砂浆灌注时，要对每一块轨道板进行连续注入，充分填充，使板下不出现空隙。尽量避免在雨天灌注，施工过程中若遇到下雨，应
20、采取遮雨措施。施工中应进行流动度、含气量、温度试验，及时采集试样进行膨胀率、泛浆、强度试验并记录结果。曲线地段超高过大时，CA砂浆灌注分23次进行，防止板块受力漂浮，但每次灌注应在前次注入砂浆未硬化前进行。在进行CA砂浆的注入施工前，须测定流动时间、空气含量、温度等指标，并填写试验记录，确定砂浆合格后方可注入。A、在搅拌之前，要检查待注入地点有无积水及其他有害物质，如有就应立即清除；B、拌制好的砂浆，如果时间处于静止状态，就会变成假凝状态，很快丧失流动性，为此，应一边缓慢地搅拌砂浆，一边运输和注入。C、在CA砂浆即将注入之前，还应测定其流动时间，尽可能得到所规定的流动性。D、注入速度以不带入空
21、气那样徐徐地连续进行，压送泵的喷吐量控制在120L/min以内。还应注意不致引起材料离析，并且完全充分地填充空隙。E、当注入了一半左右的程度，就应进一步降低注入速度，以便空气排出，并观察CA砂浆的静态位置，并应充分确认轨道板侧面的高度，保证轨道板底部注浆饱满。F、在坡度区间进行注入，是从轨道板的低侧注入孔向高侧注入孔移动，沿着一侧进行。G、当CA砂浆在轨道板侧面或注浆孔中的高度达到30mm以上时，第一次注浆作业才算结束，此时再次检查是否存在漏浆现象，如有，必须采取措施。H、待CA砂浆凝固后，拆除模板，对凸形挡台四周再次注浆至挡台顶部，在注入CA砂浆的过程中，应用聚乙烯薄膜覆盖轨道板，以免造成污
22、损。养生采用自然养生。当强度达到0.1MPa且CA砂浆灌注时间达到24小时后拆除轨道板支撑螺栓。CA砂浆养生期间不得在轨道板上加载。凸形挡台周围填充树脂施工工艺流程CA砂浆灌注24小时并清洁、整理完毕后，在凸形挡台周围安放树脂灌注专用袋，采用布制橡胶带或粘着剂防水和固定。树脂灌注工艺流程如下图所示。 凸形挡台周围树脂灌注工艺流程图成型后的凸形挡台如下图所示。凸形挡台灌注示意图施工方法及技术要求采用102MN/m聚氨脂系或者环氧树脂系合成树脂，在CA砂浆灌注完成24h后，安放凸形挡台树脂灌注袋。根据规定的比例进行计量，用手摇搅拌器等在专用特殊混合容器内进行均匀搅拌，如下图所示。树脂的混合每100
23、0m轨道长度抽取3个样品进行强度试验，提交试验结果。室外施工环境温度低于10时，需将树脂的液体温度调到20以上混合。要对垃圾、异物、水分等进行清扫和清除。使用灌注袋时，要防止树脂泄漏。凸形挡台和轨道板的间距不足20mm时，应汇报后另作研究处理。为防止空气进入，应尽量保持低位进行灌注施工。8 轨道整理8.1轨道状态调整板式无碴轨道的钢轨高低、水平调整采用特制的调整块进行。垫块分基准垫块和微调垫块，调整时放在钢轨与板体顶面之间。调整垫块形状与安放位置如下图所示。调整垫块安放位置及调整垫块示意图轨向调整利用铁垫板上的套管螺栓与轨道板上预埋套管的间隙，以及不同号码的规矩块来调整。先用20m弦线拉正矢确
24、定一股钢轨的轨向，再以轨距控制另一股钢轨的轨向。由直线向曲线调整高低、水平调整轨道的高低、水平通过调高垫板与充填式垫板进行调整。充填式垫板的充填厚度为48mm，超出8mm时在铁垫板下加垫调高垫板。8.2充填式灌注袋施工8.2.1工艺流程工艺流程见下图使用专用垫块调整钢轨顶面标高轨道几何形位调整及检查轨顶标高检查清理轨道下充填位置安装充填式垫板及轨道表面防护准备机具及垫板填充料检查调试注射设备注射充填式垫板调整固化时间取样检测清理轨道板表面填充高度检查及表面清理竣工验收充填式垫板施工工艺流程8.2.2灌注袋安装充填式垫板的充填厚度约为48mm，若测量后调高量超出该范围，应在扣件垫板下垫入预制的调
25、高垫板。灌注袋安装时不区分袋的上、下面。直线地段，灌注袋的灌注口应置于轨道的内侧；曲线超高地段，灌注口应朝曲线内侧，从低侧灌注。灌注袋插入时，应使其位置印记与轨下胶垫对齐，保证灌注袋的位置准确。灌注袋的形状及灌注口方向如下图所示。 灌注袋形状及灌注口方向示意图8.2.3树脂拌和及灌注树脂的计量与拌和具体内容见相关小组科研成果树脂的灌注灌注袋的灌注口与排气口必须在树脂灌注前剪开，同时确认灌注袋内无水分。拌和后混合液的可使用时间随室外温度和液温会有较大幅度的变化，故对A、B剂应有适当的温度管理，并在可使用时间内（20时的可使用时间约为4050min）完成灌注。8.2.4充填式灌注袋施工材料及机具材
26、料按每台注入泵施工1000m计算，充填式灌注袋施工所用材料如下表所示。材 料 表名称形状尺寸单位数量备注可调衬垫袋个32005m板16块注入树脂 A液（聚合树脂PV-401）褐色 液态kg68860kg钢轨直结5型扣件平均注入厚度5mm硬化剂 B液无色 液态kg14在A剂中添加2%机具施工所用机具如下表所示。机 具 表名称形状尺寸单位数量备注注入器凸轮泵台1发电机台1轨道车台1装载注入器及其他物品温度计杆形1调节树脂配合用工具套1树脂拌合、施工使用照明灯具个6夜间、隧道施工用试验用金属模型压缩、弯曲组1质量检验9无缝线路应力放散、锁定和精细整理9.1无缝线路应力放散、锁定9.2精细整理充填式垫板灌注完毕及线路锁定施工完后，轨道的高低、水平已经达标。再以轨检仪检测，根据测得的数据进行轨向、轨距的局部精细调整。10.竣工验收10.1验收程序验收分为过程验收和最终验收。过程验收：主要包括下部工程过程验收和轨道工程过程验收。过程验收是对上一工序在质量进行验收，质量合格方可进行下一工序的施工。最终验收:最终验收为轨道完工后的静态验收和动态验收。10.2验收标准10.2.1静态验收标准按部颁标准执行。102.2动态验收标准按部颁标准执行。18