支承块式整体道床施工工法

支承块式整体道床施工工法

中铁十二局集团有限公司霍玉华

摘要：本文通过实例对支承块式整体道床的施工工艺、方法及施工组织做了详细阐述。

主题词：支承块式整体道床施工技术

一、前言

整体道床是一种新型轨下基础，具有线路平顺，坚固耐久，整洁美观，使用年限长，维修工作量少等优点。我国在长大隧道内的整体道床中，多采用钢筋混凝土支承块式整体道床，其断面结构见图1（a）（b）（c）所示。

图 1

本工法是经过多次施工实践逐步形成的，采用平行流水作业和倒退作业法等新工艺，在提高工程质量、加快工程进度、降低工程成本等方面，效果显著。

本工法适用于铁路隧道、地下铁道、石质路堑、洗煤线、客车技术作业线、国防及矿山井巷等工程的钢筋混凝土支承块式整体道床施工。

二、特点

1、工程质量可靠：按本工法施工，道床是基底处理彻底、干净，有效地克服了整体道床运营后易出现的开裂、翻浆冒泥等病害现象。

2、测量工具简单：按本工法施工，只需普通测量器具。

3、施工连续性强：各道工序间隔距离合理，平行流水作业，道床混凝土连续灌注，施工进度快。

4、施工作业安全：本工法施工工艺是采用分段平行流水作业施工，相互干扰小，操作安全。

三、工艺原理

钢筋混凝土支承块式整体道床施工是用支撑架承托钢轨，将预制并锚固螺纹道钉的钢筋混凝土支承块，按设计间距悬挂于钢轨上，绑扎道床钢筋后，用普通测量器具量测，粗调、精调轨道的标高、方向、水平、前后高低、轨距等至设计标准，分段灌注道床混凝土。各工序间距合理，平行流水作业，直至工程完工。工序的合理间距见图2。

图2 工序间距展示图

四、工艺流程及施工要点

1、工艺流程：见图3。

图3 工艺流程图

本工艺流程特点：

⑴平行流水作业，消除了交叉施工干扰。

⑵自上而下的安装程序。即：钢轨支承架承托钢轨、悬挂支承块、绑扎道床钢筋、轨道定位。

⑶自下而上的灌注道床混凝土程序。即：灌注道床混凝土、道床收浆抹面、洒水养生、拆除支承架的钢轨。

2、施工要点：隧道整体道床施工顺序，采取由中间向两端洞口方向的倒退作业法施工。

⑴施工准备：整体道床工序多，工艺要求高，灌注混凝土连续作业，因此各项准备工作必须充分。

①技术准备。编制详细的施工组织方案，内容包括施工工艺与主要技

术措施、进度安排与劳力组织、机具配置与工程材料、安全质量保证措施与支承块钢模、钢轨支承架等结构物的制作方案等。

②混凝土配合比设计。根据现场水泥品种、砂石含水量和含泥量的不同，经试验后多设计几种配合比方案，以满足施工需要。

③根据设计图和施工组织设计，列表标明每节钢轨接头位置和整体道床伸缩缝位置，使之符合设计和施工规范要求。

④测量放样。测出整体道床线路中线，每400-500m移至两侧边墙上；在一侧人行道上每400-500m设置水准基点，以供施工使用。

⑵道床基底处理：挖掉基底风化基岩，基础落至新鲜基岩面上，用高压水冲洗岩面，清除基底积水、虑碴后，迅速用15Mpa混凝土封闭基岩，防止基岩风休，尔后按设计要求灌注基底混凝土。

⑶基底渗水处理：基岩裂隙渗水，在两侧水沟壁预留直径50-100mm 的泄水孔，将渗水引排至两侧水沟内；基岩渗水为泉水时，找准泉水源头，在源头处留0.2-0.3m见方的积水室，埋入直径100mm的硬质塑料管将水引排到两侧水沟内。

⑷标桩测设：在一侧人行道上每隔100m测设中线、水平控制桩，中线水准桩点每隔5m设点，误差不大于2mm。

⑸支承块预制及螺栓锚固：混凝土支承块预制采用干硬性混凝土，使用钢模板，利用震动台捣固，支承块模板见图4，预制流程见图5。

图4 支承模板图

螺栓锚固在支承块达到设计强度后进行。锚固材料配合比为硫磺：水

泥：砂：石蜡=1：0.4：1.2：0.03，用锚固架倒灌法施工。

图5 支承块预制流程图

⑹支承架承托钢轨：钢轨运至工作面后选用方木垫起，使钢轨大致就位。钢轨用鱼尾板联接，保持轨缝对接。25m长钢轨每根设置9榀托轨支承架，其间距为1100mm，2850mm×8，1100mm，支承架要垂直置于线路中线，两脚落于两侧人行道上，见图6。在钢轨上按设计间距划线并悬挂支承块，安装配件做到“三密贴”，用木方尺方正支承块，最后上紧配件。

图6 钢轨支承架示意图

⑺绑扎道床钢筋：钢轨托起后，按设计绑扎道床钢筋，并安装伸缩缝板。

⑻轨道定位。分粗调定位、精调定位、检调定位三步进行，定位程序是：先调水平，后调轨距；先调桩点，后调桩间；先调基准轨，后调另一轨；先粗调后精调的原则，反复调至符合标准为止。

粗调定位：托架钢轨的同时进行粗调定位。以设在人行道上的水准控制桩和中线标桩为准，用水准仪测定和钢尺量距离的方法调整一股钢轨（即基准轨，曲线则为内轨）的标高和方向。根据水平值和量距的读数与设计的差值，调整支承架相同一侧（与基准轨同侧）的立柱和轨卡螺栓，直至达到粗调精度±5mm为止。基准轨调好后，用万能道尺调整另一股钢轨。

精调定位：是在悬挂支承块、绑扎道床钢筋完成后进行。采用弦线法、水准仪和万能道尺量测进行精调定位作业。

①先对基准轨进行水准测量；

②以中线标桩为准，用钢尺锤球调准基准轨在中线标桩处的中线方向；

③用10m弦线反复调整基准轨的前后高低和中线方向；

④以调好的基准轨为准，用万能道尺调整另一股钢轨的方向与水平。

上述步骤反复进行，直至调到误差允许范围内（见表3）为止。

检调定位：为有效地克服灌注混凝土时产生的上浮力所引起的支承块上浮的误差，在灌注道床混凝土过程中要进行检查调整，操作步骤与精调定位相同。

①轨道定位时，统一使轨面低于设计标高1mm；

②严格控制混凝土水灰比，使其坍落度控制在3cm左右。

⑼灌注道床混凝土：分为施工准备、灌注捣固、抹面养护三部分。

施工准备：灌注前，将已填充的混凝土表面、人行道侧面凿毛冲洗干净，洒水湿润支承块，配件加设防护罩，搭设灌注混凝土操作工作平台，平台横梁底面高于轨面0.1～0.2m，同时将人行道上的运输小轨道相应抬高。

灌注捣固：道床混凝土利用运输小轨道运至工作面，倾卸于工作平台上的灰盘内，经二次拌合后铲入道床，用插入式振动器分层捣固，插点要均匀，支承块底部及四周应加强捣固，捣固时振动棒不得接触支承块、钢轨和支承架。道床混凝土灌注只能在伸缩缝处中止。

抹面养护：道床表面用20mm厚的小石子混凝土抹面整平，并与两侧人行道平顺连接。抹面时，道床表面标高及横向排水坡面用自制坡面尺控制。抹面后4-6小时进行收浆抹面，以使道床表面光洁美观。混凝土终凝后道床表面应覆盖草袋或锯末洒水养护。当强度达到了5Mpa时，即可拆除支承架，清洗涂油，以备倒用。

五、机具设备

钢筋混凝土支承块式整体道床施工用机具设备见表1（表中机具设备数量按单口配置）。

六、劳力组织

钢筋混凝土支承块式整体道床施工劳力组织见表2。

七、安全措施

整体道床施工，工作面狭窄，工序多，相互干扰大，必须加强调度指挥，严格执行安全操作规程，并采取以下措施：

1、人、车分道。行人及电瓶车运输分设于两侧人行道上，严禁运输小轨道上行人，电瓶车上不准搭乘施工人员。

2、各种司机、电工等特殊工种持证上岗。

表1 施工机具设备表

3、钢轨运输要固定牢，抬放钢轨要统一指挥。

4、洞内工作面照明及电器设备用电须经电工统一安装并经常检修。

5、每班设安全检查员1名，随时检查各项作业中存在的安全隐患。

八、质量控制与检测标准

整体道床施工，实行全面质量管理，严格按施工规范和设计要求施工，轨道定位精度要求见表3，整体道床质量验收标准见表4。

九、效益分析

1、简化了施工程序及施工机具，降低工程成本6%以上。

2、提高了道床及线路质量，减少了运营病害和维修工作量。本工法

表2 劳力组织表

表3 轨道定位检测标准表

表4 整体道床质量验收标准表

实例中，经过3-5年运营实践，均无道床开裂、翻浆冒泥等病害发生。

3、标桩测设简便，提高了测量精度和效率。

十、工程实例

北同蒲线技术改造工程中，段家岭Ⅰ线、Ⅱ线隧道（直线相距30m）整体道床工程，设计为钢筋混凝土支承块式整体道床，双侧水沟人行道，Ⅰ线全长3348.8m，Ⅱ线全长3474.63m，由铁十二局二处施工。Ⅰ线、Ⅱ线隧道主体工程于1959年完成，其中Ⅰ线隧道开通运营。二十多年来，Ⅱ线隧道基底围岩严重风化，表面有淤泥积水；Ⅰ线隧道道床多处翻浆冒泥，轨道下沉。

首先进行Ⅱ线隧道整体道床施工。施工中基底风化岩层及积水全部彻底干净地清除后，迅速用15Mpa混凝土封闭并及时填充混凝土。Ⅰ线隧道整体道床施工日进度最高达125m。日均进度75m。Ⅱ线、Ⅰ线隧道整体道床工程，分别于1986年11月和1988年12月竣工，全部工程合格率100%，单位工程优良率100%，被建设单位和使用单位确定为免验工程，并分别于1988年和1989年被评为山西省优质工程。该工程运营5年（Ⅱ线）和3 年（Ⅰ线）多来，均无道床开裂翻浆冒泥等病害发生。