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【摘 要】本文以沪宁城际《简支梁桥上CRTS I型板无砟轨道设计图》及铁道部有关规范、标准(稿)为基础而编制。编制工作中,结合沪宁城际工期紧、开通标准高等实际情况,对轨道板制造、轨道板精调(包括测量网设置)、凸型挡台及底座板施工等工艺工法进行了详细的阐述。同时也总结归纳了沪宁城际无砟轨道施工经验及相关会议的交流、讨论结果。希望能对推进全路无砟轨道施工监理的规范化、标准化起到一定的参考作用。
【关键词】无砟轨道施工;CRTS I型板;监理控制程序
Discuss CRTS I type Track Supervision Control No plate points
Mu Hong-lin
(Shanghai Xianxing Construction Supervision Management Co., Ltd. Shanghai 200070)
【Abstract】The Hu-Ning Intercity “girders bridge CRTS I Track design template free” and the Ministry of Railways, the relevant norms, standards (draft) prepared for the foundation. Preparation, the combination of the Shanghai-Nanjing Intercity construction period, it opened higher standard of the actual situation on the track board manufacturing, rail board fine tuning (including measurement of network settings), convex sets and the base plate block construction method and other craft workers in details . Also summed up the Shanghai-Nanjing Intercity Track no construction experience and the exchange of relevant meetings to discuss the results. The hope is to promote the whole railway track construction supervision Ballastless standardization play some reference.
【Key words】Track construction; CRTS I plate; Supervisory control procedures
沪宁城际无碴轨道采用单元板式无碴轨道,板式轨道的结构组成主要包括混凝土底座、CRTS I型轨道板、水泥沥青(CA)砂浆调整层、凸形挡台及钢轨扣件系统;轨道板与路基面及桥混凝土梁体之间设置混凝土底座,并设置CA砂浆层。两块轨道板之间设置钢筋混凝土凸形挡台,以固定其水平位置,制止其移动;CA砂浆由水泥、乳化沥青、细骨料(砂)、混合料、水、铝粉、各种外加剂等多种原材料组成,其作为板式轨道混凝土底座与轨道板间的弹性调整层,是一种具有混凝土的刚性和沥青的弹性的半刚性体。与有碴轨道相比,板式轨道具有更好的整体性、稳定性和耐久性,更适合于轨道车的行驶,但施工要求精度高,施工控制较复杂,给无砟轨道工程监理工作提出了新的课题。下面结合沪宁城际CRTS I型板无砟轨道施工的特点和现场经验,提出以下几方面的监理工作控制要点:
1. CRTS I型板无砟轨道施工工艺流程
CRTS I型板式无砟轨道由钢轨、WJ-7B型弹性分开式扣件、充填式垫板、轨道板、水泥乳化沥青砂浆调整层、混凝土底座、凸型挡台及其周围填充树脂等组成(工艺流程见图1)。
2. 全线CPⅢ网点测设实现三个统一
2.1 是在CPⅢ网点预埋件部置方面,在桥梁地段设于桥梁固定端上方的防撞墙顶部,在隧道内设于二衬上(应高于轨面30cm),在路基地段原则上设于接触网柱基础的加高垛(应高于轨面30cm,可采用预埋钢筋,加套PVC管并灌注砼)上,CPⅢ网点设置间距60~70m。
2.2 是全线CPⅢ网点预埋件设置标准统一,该预埋件至少应适用Leica GRP121或Sinning棱镜,以满足各单位CPⅢ点测量搭接和后期线路管理测量需要。
2.3 是在CPⅢ网测量成果整理方面,全线统一使用西南交大与铁二院共同开发的CPⅢ DMS数据采集软件(按全站仪品种选用)及CPⅢ DMS数据平差软件,以确保全线CPⅢ网点精度的一致性。
3. 防撞墙及电缆槽施工
3.1 是防撞墙施工进度应确保CPⅢ 网点测设需要,在CPⅢ 网点测设前至少完成各孔梁固定端处2m防撞墙段施工。
3.2 是各梁位上防撞墙及电缆槽应在轨道板精调前完成,以确保轨道板精调后不再有二期恒载加设并保持稳定的几何状态。
4. 桥面(隧道)及路基接口工程验收
接口工程验收由业主组织设计、监理、施工等单位验收,接口验收有关要求如下:
4.1 桥面接口工程验收。
(1)桥面工程:允许偏差0,-20mm。梁面高程控制,应坚持宜低不宜高的原则。
(2)桥面中线:与设计中线偏差小于10mm。
(3)桥面平整度:纵向平整度5mm/1m(按4条检查线,底座板中线两侧各0.8m左右处)。非底座板范围桥面必须保持平整光滑。无修补空鼓问题存在。
(4)相邻梁端高差:不大于10mm。
(5)底座板桥面拉毛:拉毛范围准确,均在2.6m底座板范围内(不允许超出底座板)。拉毛质量均匀,无空白拉毛处。拉毛痕迹深度一般应在3m左右。
(6)防撞墙外几何状态(与路线中线的对应状态):应符合设计要求,任何情况下不得超限。
(7)桥面预埋件。要求预埋件平面、高程位置要准确,可工作状态应满足设计要求。其中,底座板连接筋预埋件套筒应处于垂直状态,高程误差满足+2mm,-5mm要求;平面误差满足20mm要求。每个预埋套筒的连接螺栓可拧入深度必须满足设计要求。
(8)桥面清洁度。基本要求是桥面不能有油渍污染,否则在底座板施工前清洗干净。
(9)桥面排水坡及泄水孔。桥面排水坡构成应符合设计要求。桥面直排泄水孔蓖子安装完成,曲排管泄水孔口蓖子上方加设临时固定封盖(应预留排水能力),全部泄水管道畅通。
4.2 路基接口工程验收。
级配碎石层应在砼支承层(底座板)施工前进行专门验收整修,合格后方可进行砼支承层施工。级配碎石层表面平整度、高程及压实密度要求:
(1)表面平整度。20mm/2.5m。纵向测量,30m检验一次。表面应无沟痕或压痕。
(2)表面横向坡度。不出现负误差(即至少为设计坡度),允许最大误差5%。至少每30m抽检一个断面。
(3)表面高程。设计与实际误差不超过±10mm。至少30m检验一次。
(4)路基中线。偏差不超过10mm。
(5)路基宽度。不小于设计值。
(6)压实密度。按K30≥190MPa(或EV2≥120MPa)及孔隙率n<0.18双控。
(7)过轨管线。各类过轨线已预埋完成。
4.3 隧道内轨道接口工程验收。
主要对中线、高程、平整度及预埋(植入)件及仰拱回填层拉毛质量等进行验收,比照桥面接口工程有关要求办理。
5. 沉降变形评估
沉降变形评估工作总体上由业主协调,由承担沉降变形评估咨询的西南交大具体组织,工作程序原则上按如下程序执行:施工单位根据无砟轨道施工计划提出分段落的评估申请(至少底座板施工前15天)→咨询单位观测数据整理并预评估→业主协调,咨询单位牵头组织监理单位、设计单位、施工单位召开评估会议并形成评估意见。沉降评估通过,按方可开展无砟轨道施工。
6. 梁长、梁缝值的调查
在桥梁无砟轨道施工地段,底座板施工测量放线前,铺板施工单位应对拟施工无砟轨道段的梁长梁缝值,在此基础上,逐孔确定底座板工作缝位置及轨道板布板方案(即结合实际情况调整确定轨道板缝值)。
7. 底座板、GPR点(或凸形挡台中心)放样
通过CPⅢ网点及采用全站仪和水准仪进行,直线地段底座板边线可成段多孔一次放样并弹设模板施工墨线,在此基础上,根据梁长、梁缝值调查情况逐孔、逐段(每轨道板范围)测设底座板工作缝并标记GRP点(或凸形挡台中心)位,弹画底座板工作缝墨线;在曲线地段,底座板折线布置,应以底座板工作缝为单元分段测设底座板边线及工作缝墨线并标记GRP点(或凸形挡台中心)位。无砟轨道先导段施工中,各单位应积极探索采用全站仪配合专用软件一次性完成梁长及梁缝值调查、实时确定布板方案、实时确定并测设底座板边线和底座板工作缝以及GRP点(或凸形挡台中心)。由轨道精调仪器供应商负责配合支持。
底座板放线标记点(用于弹设墨线)宜沿底座板两侧(略宽于模板外缘处,与底座板边缘形成一个固定距离)测设标记(一般每底座板工作缝处1对),各标记点应通过测量确定高程及平面相对位置(与中线)并将有关数据以约定(与作业班组)格式标写于桥面上,供支立底座板模板之用。
8. 底座板施工
8.1 模板制做。模板应采用以槽钢(用于边模)为主的组合钢模,分段长度不宜小于轨道板长,应满足普通地段及超高设置地段的模板拼装需要,模板组合高度宜略低于底座板设计厚度(一般20mm左右),以适应梁面平整度情况。
图1 CRTS I型无砟轨道施工工艺流程图(凸型挡台后浇法施工方案)
8.2 模板安装。根据底座板两侧测量标记点位置及高程,确定模板安装几何位置,并依次挂线立模。直线段底座板中线与轨道中心线重合,曲线段底座板中线须向曲线外侧偏移,偏移值按设计,模板安装精度为平面(中线位置)2mm,高程0、-5mm,伸缩缝位置5mm,凸型挡台中心位置及间距2mm。
(1)底座板侧模采用螺栓支垫调平,模板与梁面间的缝隙推荐采用L型附加模板( 1~2mm薄铁板或薄钢板制成)封堵,此附加模板安于侧模内侧,以防止底座板砼“烂根”现象的出现。
(2)底座板侧模内侧须保证光滑无锈迹,并涂刷脱模剂。模板安装要线条平顺,相邻模板错台不超过1mm,接缝严密。
(3)梁端处底座板端模板上应按设计预留伸缩缝安装预埋件。
(4)伸入梁缝部分的底座板应加设底模板,并采用腻子等封闭底模板缝隙。
(5)底座板工作缝隙设置具有方向性要求,与设计行车方向关联。工作缝结构建议采用木质材料低密度模压成型(成批委托加工)并安装固定。
(6)底座板砼整平采用小型摊铺整平振捣机,底座板模板安装、固定系统应满足配合使用整平振捣机需要。
8.3 钢筋工程。实施钢筋笼预制、运输、吊装至桥面组装联接的方案。每个钢筋笼长度要对应底座板工作缝分段需要。钢筋笼预绑扎依托胎具操作。钢筋笼的吊装应采用专用吊具进行,确保吊装过程中钢筋笼不松动、不变形;钢筋笼的运输车辆长度应与钢筋笼长度匹配。
8.4 钢筋及模板工程工序质量检查。钢筋及模板工程完成后应进行综合检查验收。
一是钢筋保护层厚度;
二是检查模板水平位置及高程的符合性。使用测量仪器逐标记点检查;
三是模板安装的稳固性,至少应满足摊铺整平振捣机操作需要;
四是工作缝结构稳固可靠。
五是GRP点预埋件位置准确、稳固可靠(底座板施工完成后随即施工凸型挡台的,可预埋GRP基标钉(如图3:凸型挡台先期形成时GRP预埋件)。轨道板精调后施工凸型挡台的,应在底座板施工时预埋钢棒型GRP标志点(如图2:凸型挡台后期形成时GRP预埋件)。此种情况下GRP标志点应考虑低于砼面2cm左右)。
图2 图3
综合检查验收后,应对底座板施工范围内进行杂物清理,同时采用强力吹风杨吹除模板范围内的灰土或其他轻质污染物。
8.5 底座板砼施工。
8.5.1 施工准备。底座板采用C40砼,配合比设计由铁科院审核并提出审核意见;砼采用拌合站集中拌合,罐车运输。拌合施工前应由专业人员对配合比及拌合料进行检查确认,并提出施工配合比;摊铺整平振捣机采用吊车或人工摆放至底座板侧模上,调整位置并确认机械状态。
8.5.2 砼灌注施工。采用C40砼,灌注施工采用泵车泵送入模。砼入模后,前方砼振捣采用人工插入式振捣器捣固,后方采用砼摊铺整平机摊铺并整平砼面。施工中应重点注意如下要点:一是人工插入式振捣时采用50捣固棒,插入间距不大于50cm(必须从钢筋的间隙插入),振动棒的作用范围必须交叉重叠,振动棒不能碰动模板。
二是砼灌注工序衔接要紧密,砼振捣及整平能力应与砼灌注施工能力相匹配,砼振捣及整平与砼灌注工序间不可拉开过长时间,在风天或炎热季节施工时,两工序必须前、后紧跟,防止砼表层假凝后再进行振捣及整平施工。三是在超高地段底座板施工时,砼推铺整平过程中须用人工不断补充超高范围砼,最后用摊铺机来回两遍整平压实,待砼表面出现晶莹光泽时开始收面。四是砼表面平整度必须在施工过程中检查、控制,此工序紧跟于砼整平之后,用水平尺检查。在检查合格基础上,采用特制刮尺在底座板两侧做出20cm-3%的横向排水坡(对超高地段,仅超高一侧设置)。最后进行表面拉毛处理。底座板顶面的高程控制原则为宜低不宜高。
施工完成的底座板应满足验收相关要求,即中线位置允许偏差为3mm;顶面高程允许偏差为+3、-10mm;宽度允许偏差为±10mm;平整度允许偏差为10mm/3m(纵向,轨道中心线两侧各约0.8m处检查)。
8.6 砼的养护。砼的养护须紧跟底座板施工,在风天或炎热天气条件下,当底座板施工时间较长时,砼养护工作不应等施工结束后再进行,而应在砼表面初凝(包括假凝)后随即进行薄膜覆盖养生(防止干裂),施工段砼完成后再正式进行薄膜上覆盖土工布洒水保湿养护,时间至少7天。养护期间薄膜土工布必须严密包住混凝土的表面,设专人养护。
8.7 底座板的检查验收。
底座板施工完成后应进行砼施工质量检查及中线和高程测量检查,根据检查验收结果进行相应处置。其中,对高程误差>3mm的底座板区域表面要进行削切(宜使用砼削切机。如使用打磨机,则需进行表面再刷毛操作),确保每轨道板下CA砂浆平均厚度至少满足40mm要求。
9. GRP三维坐标数据测量采集
GRP点设于凸型挡台中心处,可每隔两块轨道板设一处,通过CPⅢ网测定其三维坐标,由各铺板单位紧跟底座板施工工序组织实施,GRP点及其坐标数据将直接用于轨道板精调。GRP点测量、评差、数据采集格式及轨道板精调时的数据应用等由轨道板精调仪器供应商负责指导、培训。并对服务质量负责。GRP点测量精度控制要求为:水平0.2mm,高程0.1mm。GRP点测量组织可暂时按每测量组1.5~2Km/天(按10小时)考虑。
10. 轨道板制造、运输、存放及粗铺
10.1 轨道板制造。
轨道板制造中应严格控制轨道板平整度及各螺栓孔位精度(如图4),按“沪宁城际工程(2009)156号”文要求执行。轨道板运输至现场前,由制板厂部分预安装WJ-7B扣件,预安装范围为精调标架插孔(每板4个)以外的所有(对标准板而言12套)扣件,安装时应确保外排螺栓孔处扣件方铁刻划线居中(应有专人控制)。精调标架插孔处扣件由铺板单位负责在轨道板精调完成后补充安装。全线无砟轨道施工先导段及扩大先导段基本处于300Km/h以上区段,各单位应根据本指导意见初步安排组织实心轨道板生产。
图4 沪宁城际铁路轨道板制造精度控制标准(图示说明)
10.2 轨道板运输。
全线各标段须设置紧靠桥梁及路基的贯通便道,轨道板运输采用改装(或专用)车辆通过运输便道运至铺设地点存放或吊装。运输组织中的轨道板吊装、运输支点及装载高度等按有关作业规程办理。考虑到全线施工便道均较窄,施工中物流组织困难,建议无砟轨道板粗铺施工前轨道板运输至现场就近(紧邻施工便道)存放,存放场地应进行地基处理并硬化,防止轨道板存放过程中变形。
10.3 轨道板吊装。
在桥梁地段,吊装方案各单位根据具体情况确定。便道条件不好时,可将轨道板运至桥下相对固定位置,吊车配合吊至桥面运板车上,桥上运板车再纵向运输并吊装到位;便道条件较好(沿桥有纵向贯通便道)时,可将轨道板直接运至施工地点(桥下处),采用桥上悬臂龙门吊吊装上桥并水平移动到位,必要时,桥下吊车配合(便道不能直接靠近桥梁时)。在路基地段,采用吊车垂直运输,路基上简易龙门吊(或运板车)配合水平运输到位。
10.4 轨道板粗铺。
轨道板粗铺前,应将底座板表面清理干净。粗铺吊装可采用龙门吊,也可选择汽车吊进行,轨道板落板时应防止与凸型挡台撞击,并保证轨道板位于两凸型挡台中间部位(与两凸型挡台间距基本一致)或按弹划墨线就位。粗铺完成的轨道板应落于支撑垫木之上,支撑垫木设于轨道板四角起吊螺栓附近(与预设精调千斤顶位置尽量接近)。支撑垫木推荐尺寸50×50×300mm。
10.5 轨道板编号。
粗铺完成的轨道板应进行顺序编号(根据布板方案,从标段起点处起编),编号标写于轨道板线间侧的中部板边部位,字体规格比照轨道板出厂标记,采用黑色喷涂。编号供精调数据采集、轨道几何调整使用。
11. 轨道板精调
轨道板精调施工由精调仪器供应商负责培训及施工全程技术服务支持。
11.1 轨道板精调前的准备。
一是桥上防撞墙及电缆槽安装必须完成,由梁体施工单位组织施工;二是轨道设计几何数据准备完成,包括精调段曲线设计要素等。其中,对线路纵坡地段(变坡点前后范围)应按竖曲线对应标高等要素进行准备;三是GRP点测量、数据整理完成;四是速调标架校核完成。
11.2 轨道板精调。
全线以GRP点位测控基准进行轨道板精调施工,采用速调标架以轨道板第二排(从板端开始的)螺栓孔为控制基点进行精调作业,轨道板间按搭接(各次设站测量范围间)测量控制。精调精度要求为:板内4承轨点间平面及高程差按0.3mm控制,板与板间相邻承轨平面及高程差按0.4mm控制。工作程序如下:
(1)安装轨道板精调调节装置。精调调节装置(千斤顶)使用前应。
图5 双向调整千斤顶
对相关部位进行润滑,调节装置在待精调板(纵向)前、后部位两侧安装,计4个,要求精调装置应具平面及高程调节能力,同时应具备微细调节能力,即至少半圈-行程1mm。精调装置应在安装前将横向轴杆居中,使之能前后伸缩大约有10mm的余量,以避免调节能力不足问题。
(2)测量、精调。测量标架校核(仪器供应商负责指导)→全站仪安装(与待精调板间相隔1~2块板之GRP点处安装,对中精调0.5mm) →测量标架布设(精调板上2个,前方已完成的精调板上1个,调节并保证标架支点与螺栓孔密贴)→开启无线电装置(建立全站仪与电脑系统间联系)→测量定向(基于已完成精调板上的标架,作为已知点)→测量定向的校核(基于GRP点)→对待精调板上前、后两标架进行测量并读取精调数据→轨道板初步精调(对板前、后两端进行平面及高程精调)→对待精调板上 2个标架(4个棱镜点)进行复核测量→读取精调数据→修正精调→相邻板间(待精调板与已完成精调板间)平面及高差测量→顺接性精调修正(直至相邻板间平面及高差小于0.4mm)。精调完成后的轨道板应设专人看护,禁止人员踩踏。
图6 轨道板精调仪器布设示意图
图7 全站仪在GRP点处设站图8 GRP点定向校核
11.3 轨道板压紧装置。
精调完成后设置(防灌注CA砂浆时板上浮)。一般情况下,固定装置安装与轨道板的两端中间(凸型挡台先于轨道板精调前形成时,在凸型挡台上预留横向穿孔,安装压紧装置)。曲线位置轨道板两侧中间部位增加设置固定装置。压紧装置由锚杆、L型钢架及翼型螺母组成,锚杆锚固深度应为100~150mm,植筋胶(环氧树脂基为基础的)锚固,锚固完成的锚杆应确保处于垂直状态。压紧装置施工前,应进行锚杆抗拔试验。CA砂浆灌注并硬化后压紧装置拆除。
图9 板间压紧装置图10 板侧压紧装置
12. 轨道板下CA砂浆灌注
轨道板下CA砂浆灌注应在5~35℃环境条件下组织开展,其施工应紧随轨道板精调之后进行并且坚持“随调随灌”的原则。全线CA砂浆灌注施工由乳化沥青及CA砂浆拌合车供应商指导服务,铁科院技术服务组负责技术把关。有关施组工作要点如下:
12.1 施工前期的主要准备工作。
(1)CA砂浆配合比的确定。
砂浆的初始配比、基本配比及施工配比应主要在乳化沥青供应商的指导下进行,其中,基本配比及施工配比试配、确定过程中应得到CA砂浆车供应商的密切配合。全部CA砂浆配比应得到铁科院(本线CA砂浆技术支持服务单位)的审查确认。砂浆配比应满足各种环境温度(5℃ 图11 CA砂浆配比选定工作流程
注:铁科院金化所为全线CA砂浆施工总技术负责单位,负责从材料选择开始至灌浆结束的全过程技术管理及质量管理工作。
(2)CA砂浆原材料的确定。
砂浆配比确定后,应严格掌控所用原材料品牌、品质的稳定性,如乳化沥青、干料、减水剂、消泡剂等。原料采购前应考察供应商稳定生产、供应原材料的能力,并与其签定专门约束性协议,明确稳定原材料品质的责任及义务。原料选择及进场质量把关由乳化沥青供应商负责。
(3)建立并形成原材料的仓储能力。
施工时,砂浆原材料要确保供应。原则上,各单位应至少设置满足4~5天生产需要的仓储能力,每10Km左右建立一处仓储基地,其功能设置按铁道部工管技(2009)12号《关于印发<板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工材料储存管理办法>的通知》要求执行。仓储基地建设在铁科院(本线CA砂浆技术支持服务单位)及乳化沥青供应商的指导下进行,并组织验收。
(4)砂浆拌合的稳定性确认。
每类型(主要设备完全一致的)砂浆搅拌车技每组砂浆施工配比在正式灌注施工前均应进行砂浆拌合的稳定性试验,要求连续拌合5块板所需砂浆,抽取第1、3、5次(板)拌合料进行仿真灌板试验,并掀板检查,以确认拌合工艺及材料的稳定性。全部合格时方可正式灌注砂浆施工,由乳化沥青及CA砂浆车供应商技术指导及配合,铁科院技术服务组检查确认。
(5)砂浆材料的进场检验。
对每批进场的砂浆材料均应按规定抽检,有疑问的不能使用。
12.2 CA砂浆灌注前施工准备。
(1)铺设CA砂浆灌注袋。
主要应有四项工作。一是砂浆灌注袋铺放前,人工配合高压风枪清理底座板砼表面,底座板表面无杂物、积水;二是根据铺板类型、砂浆浇灌厚度(精调后调查),选择对应尺寸灌注袋并尺量检查,灌注袋应符合《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆和凸台树脂用灌注袋暂行技术条件》规定。三是灌注袋铺设时灌注口朝轨道外侧,曲线地段灌注口均朝曲线内侧。拉伸灌注袋使其平展无褶皱,外侧缝合线与轨道板边缘对齐,灌注袋四角采用少许粘合胶固定在底座板上。四是灌注袋铺设完成后应设置专门检查工序对铺设质量进行确认,保证砂浆袋厚度尺寸与实际灌注厚度需要相匹配,同时能够保证灌注后的CA砂浆袋与轨道板边平齐且轨道板边角悬空应小于30mm。
(2)轨道板几何位置的确认。
垫层砂浆灌注施工前应对精调完成的轨道板进行空间位置检查确认。检查测量使用全站仪及测量标架进行,方式类同精调测量。每板检查2处(前、后),一次检查的轨道板数量可根据实际情况确定,可采取隔板抽检方式,但检查范围至少应覆盖各次全站仪设站精调测量段落,测量结果输入检测评估软件(由精调仪器供应商提供并培训、指导)之中,对精调完成的轨道板段进行平顺检查。检查通过的方可进行砂浆灌注施工。
(3)轨道板压紧装置工作状态检查。
CA砂浆灌注前,应对轨道板压紧装置的压紧状态进行检查确认,防止灌浆过程中轨道板上浮或变位。应由专人负责。
12.3 砂浆材料的运输及拌合。
全线各单位配置的移动砂浆搅拌车均具有仓储地点加料(一般一次加料可灌注9块板左右)→运输至工地并拌合的能力,每个灌浆作业面一般配置2台移动砂浆搅拌车,搅拌灌浆与加料(运输)交替进行。个别移动砂浆搅拌车使用效率要求比较高(即灌注作业面开设较多,平面配置不足2台时)的单位,也可采用专用车辆运输,现场供料的组织方式。但要求运输车辆设有相应的降温(如空调)及保温措施,同时砂浆拌合现场应设有快速加料(向搅拌车内)等配套设备或倒装措施。
(1)砂浆拌合。每次灌注施工前均应进行砂浆试拌合,测量其温度、流动度、含气量等指标,以微调并确定砂浆配合比。各项指标合格后即可进行轨道板垫层灌注施工。其中,流动度宜控制在18~26s;含气量按8~12%控制;沥青砂浆温度(灌注时)5~40℃。每次施工应按规定留取试件。
(2)砂浆的垂直运输。砂浆拌合完成后,将砂浆倒装于砂浆中转仓(或灌浆斗)中,吊车(或桅杆吊)吊运上桥并置于专用平车上,移动至灌注地点进行灌浆作业。砂浆中转仓(或灌浆斗)与平车的组合配置应确保出料口高于轨道板0.5至1.0m。
12.4 轨道板砂浆垫层灌注作业。
(1)每块轨道板下砂浆灌注前,应再次检查确认轨道板状态是否符合要求,检查灌注袋位置,并在轨道板表面铺设塑料薄膜,防止轨道板受到污染。
(2)每盘砂浆拌合量按需要控制,灌注作业面与拌合车间应建立即时联系制度,CA砂浆拌合作业面根据每板砂浆垫层厚度确定每盘拌合量,确保每块轨道板下砂浆一次灌注完成。
(3)CA砂浆灌注作业时,将灌注软管带漏斗端与砂浆中转仓(或灌浆斗)对接,灌注软管另一端作为出口与灌浆袋口连接,开启出料调节阀(设于软管与灌注袋接口处近端),进行灌浆施工。灌浆砂浆应连续入袋,灌注过程中,应注意观察轨道板状态,不得出现起拱及上浮现象,灌注袋充填饱满后(灌注口内砂浆面至少与轨道板底最高点一平,且不能回落时)停止灌注,将灌注袋口绑扎牢固,并袋口抬高以保持袋中压力。砂浆中转仓运回地面清洗(有余料时,可填入新料继续使用)后方可再次使用。
(4)CA砂浆灌注结束后20~45min内,砂浆处于初凝前状态时,为克服砂浆失水收缩问题,将灌注袋口内砂浆挤入灌注袋,直至难以挤入时为止(需要有经验人员专门岗位操作)。灌注口内砂浆不够时,应补充挤入。挤入结束后,用U型夹具封住灌注口的根部。
(5)充填砂浆层达到0.1MPa以上(一般24小时后)时,方可撤除精调千斤顶及压紧装置,切断CA砂浆灌注口。灌注袋切口施工应采用专用工具,以确保切口整齐。轨道板灌注完成7天以上或抗压强度达到0.7MPa以上后,轨道板方可承重。
12.5 砂浆车搅拌机的清洗。
砂浆车搅拌机由于加料等原因不能连续拌合施工时,应及时对搅拌仓进行清洗。清洗可利用加料等待时间进行。清洗时应注意清洗污水的处理排放。
13. 凸型挡台施工
此步工序仅适用于凸型挡台安排于轨道板精调安装并在CA砂浆灌注完成3天后施工。施工时,应特别注意保护GRP点预埋件,防止砸、碰变形。
13.1 凸型挡台模板施工。采用定制钢模板,模板由两块半圆形(即Ω型),组合后直径误差±3mm。模具高度应保证凸型挡台顶面至少与轨道板面一平,要求0,+4mm。凸型挡台模板安装定位可采用木楔支撑并固定,安装完成后的模具内侧应保证与轨道板间隙(原则上不小于30mm)均匀。固定模具木楔应轻轻楔入,防止楔入力量过大造成轨道板易位。模具与底座板接触面处应保证处于密封状态,存在缝隙时可采用腻子(或专用注入式封闭胶)等材料进行封闭。
13.2 凸型挡台砼施工。采用C40砼,施工时应采用漏斗配合灌注砼,以防止砼进入凸型挡台周边缝隙之中,砼捣固采用小型振捣棒,振捣时应特别注意避免与模具接触,砼收面时应专门抹平并保证顶面高程误差0,+5mm(与轨道板面一平或略高)。曲线段凸型挡台砼应严格控制塌落度,防止凸型挡台砼顶面发生“自流平”现象。砼灌注施工前,应在凸型挡台周围铺垫一层塑料薄膜(或其他材料),以免施工时污染轨道板。同时施工时还应特别注意防止砼进入凸型挡台周边缝隙。凸型挡台砼宜集中灌注施工:桥(或路基)下砼罐车运输砼→吊车配合砼料车垂直运输→料斗车水平运输→漏斗配合人工灌注砼。
13.3 填充树脂施工。宜安排于砼灌注完成2天后施工。填充材料主要由环氧树脂、聚氨酯、聚酯树脂组成,采用灌注袋施工,其施工材料有关技术性能满足《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道凸型挡台填充聚酯树脂(CPU)暂行技术条件》要求。填充树脂施工由铁科院技术服务组负责培训、指导及把关。
(1)施工前应试验确认树脂材料的可工作时间,据此确定树脂材料的一次拌合量、一次拌合灌注工作量及机械和劳力配置。
(2)填充树脂在现场配置并施工,施工环境温度应在 5~40℃, 雨、雪天禁止作业。
(3)树脂材料灌注前,将凸型挡台周边间隙范围清理干净,保证施工面干燥、清洁。
(4)在凸型挡台周边安放树脂灌注袋,采用专用胶粘结固定,确保树脂灌注后位置正确。
(5)树脂材料灌注前,在凸型挡台及附近周围铺设塑料防护垫,防止轨道板及凸型挡台收到污染。
(6)采用专用搅拌设备在料桶内一次性连续完成两种组分的搅拌,搅拌后的树脂材料必须在有效工作时间内注入树脂袋,一个树脂袋内填充树脂须一次性灌注完成,树脂应缓慢连续注入,尽量保持低位灌注作业,防止带入空气。灌注后,凸型挡台填充树脂宜低于轨道板面5~10mm。
14. 扣件调整及补充安装
14.1 扣件补充安装。轨道板精调用螺栓孔处扣件待轨道板下CA砂浆灌注完成后由铺板单位补充安装。安装时,扣件一律暂按外排螺栓孔居中设置。
14.2 扣件调整。曲线段内扣件在轨道板厂内预安装的基础上,在铺轨前需要根据曲线设计要素进行调整。调整时,根据各板所处曲线位置,以精调标架插孔处扣件位置为基点,计算各扣件垫板理论位置,确定各轨道板内其他(精调标架插孔处扣件作为精调基点,不调整)扣件垫板调整量(矢量)。在此基础上,根据扣件方铁刻划线移动并调整扣件垫板位置,力争铺轨后曲线段轨道几何状态与理论位置基本相符。该项工作由设计单位支持,精调仪器供应商具体技术支持服务。
15. 轨道几何状态精调
由铺板单位负责在铺轨及钢轨焊联锁定期间展开,原则上紧跟铺轨工序之后。精调数据通过轨道测量仪(轨检小车)采集,一次测量数据采集及精调段落不宜少于1.5Km。各段落间测量搭接长度不应少于150m。精调工作应在轨检小车供应商的培训、指导等技术服务支持下开展。
15.1 轨道几何状态精调基本要点。
轨道几何状态调整依托轨检小车采集的基本轨数据分步展开。
(1)基本轨的定义。
轨检小车一般对基本轨定义如下:在曲线段,轨道高股为轨向数据的基本轨,即轨向数据反映出的是高股状态。轨道低股为高低数据的基本轨,即高低数据反映出的是低股状态;在直线段,以前方曲线的高股侧钢轨为轨向数据基本轨,以低股轨为高低数据的基本轨。当直线段前方无曲线或出现里程断链时,以直线段其后方曲线的高、低股判断轨向及高低的基本轨,确定原则同上。上述定义在轨检小车中一般处于默认设置(在输入有关设计资料后)。
(2)精调标准及方案。
测量(采集)数据通过专用软件进行评估(即线路平顺性评估),在此基础上,按短波30m弦、长波300m弦平顺性标准确定轨道几何调整方案。精调完成的轨道几何状态应满足如下要求:轨距±1mm,钢轨水平1mm,轨向、高低按2mm/5m(即30m弦长,5m检测点距,任何5m间距点的设计值与实际测量值之差的差应小于2mm)及10mm/150m(即300m弦长,150m检测点距,任何150m间距点的设计值与实际测量值之差的差应小于10mm)。
(3)精调组织。
精调时,应先调整并确定代表轨向、高低的基本轨。其后,根据基本轨采用精密道尺调整确定另一股钢轨几何状态。一般情况下,根据精调数据(测量采集并经处理后的数据),一组人员调方向,一组人员调高低。调整施工时,还应特别注意轨向及高低调整数据的正、负值含义,操作中容易出错。
15.2 轨检小车测量基准网点的选择。
一般情况下,轨检小车通过全站仪随意设站并照射CPⅢ网点而测量采集有关轨道几何数据,考虑到此方式存在较大的设站精度及搭接测量精度问题,精调施工中数据可靠性差,精调指令不高。本线推荐采用GRP点作为轨检小车测量基准,但需要轨检小车供应商在采集数据软件上给予相应配合(一般轨检小车默认CPⅢ网点),各铺板单位在订购轨检小车时应特别注意此使用要求,特别是邻靠既有线较近施工单位。
15.3 轨道几何状态调整完成后于联调、联试前全线钢轨扣件应再进行一次确认性的标准拧紧施工。
参考文献
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[14] 《客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道凸形挡台填充聚氨脂树脂(CPU)暂行技术条件》(科技基[2008]74号)
[15] 《客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆和凸台树脂用灌注袋暂行技术条件暂行技术条件》(科技基[2008]74号)
[16] 《客运专线铁路无砟轨道充填式垫板暂行技术条件》(科技基[2008]74号)
[文章编号]1006-7619(2010)07-06-627
[作者简介] 慕宏林(1973-),男,工程师,国家注册监理工程师、交通部注册监理工程师,现在京福铁路客专闽赣段监理5标上海先行监理站工作。
【关键词】无砟轨道施工;CRTS I型板;监理控制程序
Discuss CRTS I type Track Supervision Control No plate points
Mu Hong-lin
(Shanghai Xianxing Construction Supervision Management Co., Ltd. Shanghai 200070)
【Abstract】The Hu-Ning Intercity “girders bridge CRTS I Track design template free” and the Ministry of Railways, the relevant norms, standards (draft) prepared for the foundation. Preparation, the combination of the Shanghai-Nanjing Intercity construction period, it opened higher standard of the actual situation on the track board manufacturing, rail board fine tuning (including measurement of network settings), convex sets and the base plate block construction method and other craft workers in details . Also summed up the Shanghai-Nanjing Intercity Track no construction experience and the exchange of relevant meetings to discuss the results. The hope is to promote the whole railway track construction supervision Ballastless standardization play some reference.
【Key words】Track construction; CRTS I plate; Supervisory control procedures
沪宁城际无碴轨道采用单元板式无碴轨道,板式轨道的结构组成主要包括混凝土底座、CRTS I型轨道板、水泥沥青(CA)砂浆调整层、凸形挡台及钢轨扣件系统;轨道板与路基面及桥混凝土梁体之间设置混凝土底座,并设置CA砂浆层。两块轨道板之间设置钢筋混凝土凸形挡台,以固定其水平位置,制止其移动;CA砂浆由水泥、乳化沥青、细骨料(砂)、混合料、水、铝粉、各种外加剂等多种原材料组成,其作为板式轨道混凝土底座与轨道板间的弹性调整层,是一种具有混凝土的刚性和沥青的弹性的半刚性体。与有碴轨道相比,板式轨道具有更好的整体性、稳定性和耐久性,更适合于轨道车的行驶,但施工要求精度高,施工控制较复杂,给无砟轨道工程监理工作提出了新的课题。下面结合沪宁城际CRTS I型板无砟轨道施工的特点和现场经验,提出以下几方面的监理工作控制要点:
1. CRTS I型板无砟轨道施工工艺流程
CRTS I型板式无砟轨道由钢轨、WJ-7B型弹性分开式扣件、充填式垫板、轨道板、水泥乳化沥青砂浆调整层、混凝土底座、凸型挡台及其周围填充树脂等组成(工艺流程见图1)。
2. 全线CPⅢ网点测设实现三个统一
2.1 是在CPⅢ网点预埋件部置方面,在桥梁地段设于桥梁固定端上方的防撞墙顶部,在隧道内设于二衬上(应高于轨面30cm),在路基地段原则上设于接触网柱基础的加高垛(应高于轨面30cm,可采用预埋钢筋,加套PVC管并灌注砼)上,CPⅢ网点设置间距60~70m。
2.2 是全线CPⅢ网点预埋件设置标准统一,该预埋件至少应适用Leica GRP121或Sinning棱镜,以满足各单位CPⅢ点测量搭接和后期线路管理测量需要。
2.3 是在CPⅢ网测量成果整理方面,全线统一使用西南交大与铁二院共同开发的CPⅢ DMS数据采集软件(按全站仪品种选用)及CPⅢ DMS数据平差软件,以确保全线CPⅢ网点精度的一致性。
3. 防撞墙及电缆槽施工
3.1 是防撞墙施工进度应确保CPⅢ 网点测设需要,在CPⅢ 网点测设前至少完成各孔梁固定端处2m防撞墙段施工。
3.2 是各梁位上防撞墙及电缆槽应在轨道板精调前完成,以确保轨道板精调后不再有二期恒载加设并保持稳定的几何状态。
4. 桥面(隧道)及路基接口工程验收
接口工程验收由业主组织设计、监理、施工等单位验收,接口验收有关要求如下:
4.1 桥面接口工程验收。
(1)桥面工程:允许偏差0,-20mm。梁面高程控制,应坚持宜低不宜高的原则。
(2)桥面中线:与设计中线偏差小于10mm。
(3)桥面平整度:纵向平整度5mm/1m(按4条检查线,底座板中线两侧各0.8m左右处)。非底座板范围桥面必须保持平整光滑。无修补空鼓问题存在。
(4)相邻梁端高差:不大于10mm。
(5)底座板桥面拉毛:拉毛范围准确,均在2.6m底座板范围内(不允许超出底座板)。拉毛质量均匀,无空白拉毛处。拉毛痕迹深度一般应在3m左右。
(6)防撞墙外几何状态(与路线中线的对应状态):应符合设计要求,任何情况下不得超限。
(7)桥面预埋件。要求预埋件平面、高程位置要准确,可工作状态应满足设计要求。其中,底座板连接筋预埋件套筒应处于垂直状态,高程误差满足+2mm,-5mm要求;平面误差满足20mm要求。每个预埋套筒的连接螺栓可拧入深度必须满足设计要求。
(8)桥面清洁度。基本要求是桥面不能有油渍污染,否则在底座板施工前清洗干净。
(9)桥面排水坡及泄水孔。桥面排水坡构成应符合设计要求。桥面直排泄水孔蓖子安装完成,曲排管泄水孔口蓖子上方加设临时固定封盖(应预留排水能力),全部泄水管道畅通。
4.2 路基接口工程验收。
级配碎石层应在砼支承层(底座板)施工前进行专门验收整修,合格后方可进行砼支承层施工。级配碎石层表面平整度、高程及压实密度要求:
(1)表面平整度。20mm/2.5m。纵向测量,30m检验一次。表面应无沟痕或压痕。
(2)表面横向坡度。不出现负误差(即至少为设计坡度),允许最大误差5%。至少每30m抽检一个断面。
(3)表面高程。设计与实际误差不超过±10mm。至少30m检验一次。
(4)路基中线。偏差不超过10mm。
(5)路基宽度。不小于设计值。
(6)压实密度。按K30≥190MPa(或EV2≥120MPa)及孔隙率n<0.18双控。
(7)过轨管线。各类过轨线已预埋完成。
4.3 隧道内轨道接口工程验收。
主要对中线、高程、平整度及预埋(植入)件及仰拱回填层拉毛质量等进行验收,比照桥面接口工程有关要求办理。
5. 沉降变形评估
沉降变形评估工作总体上由业主协调,由承担沉降变形评估咨询的西南交大具体组织,工作程序原则上按如下程序执行:施工单位根据无砟轨道施工计划提出分段落的评估申请(至少底座板施工前15天)→咨询单位观测数据整理并预评估→业主协调,咨询单位牵头组织监理单位、设计单位、施工单位召开评估会议并形成评估意见。沉降评估通过,按方可开展无砟轨道施工。
6. 梁长、梁缝值的调查
在桥梁无砟轨道施工地段,底座板施工测量放线前,铺板施工单位应对拟施工无砟轨道段的梁长梁缝值,在此基础上,逐孔确定底座板工作缝位置及轨道板布板方案(即结合实际情况调整确定轨道板缝值)。
7. 底座板、GPR点(或凸形挡台中心)放样
通过CPⅢ网点及采用全站仪和水准仪进行,直线地段底座板边线可成段多孔一次放样并弹设模板施工墨线,在此基础上,根据梁长、梁缝值调查情况逐孔、逐段(每轨道板范围)测设底座板工作缝并标记GRP点(或凸形挡台中心)位,弹画底座板工作缝墨线;在曲线地段,底座板折线布置,应以底座板工作缝为单元分段测设底座板边线及工作缝墨线并标记GRP点(或凸形挡台中心)位。无砟轨道先导段施工中,各单位应积极探索采用全站仪配合专用软件一次性完成梁长及梁缝值调查、实时确定布板方案、实时确定并测设底座板边线和底座板工作缝以及GRP点(或凸形挡台中心)。由轨道精调仪器供应商负责配合支持。
底座板放线标记点(用于弹设墨线)宜沿底座板两侧(略宽于模板外缘处,与底座板边缘形成一个固定距离)测设标记(一般每底座板工作缝处1对),各标记点应通过测量确定高程及平面相对位置(与中线)并将有关数据以约定(与作业班组)格式标写于桥面上,供支立底座板模板之用。
8. 底座板施工
8.1 模板制做。模板应采用以槽钢(用于边模)为主的组合钢模,分段长度不宜小于轨道板长,应满足普通地段及超高设置地段的模板拼装需要,模板组合高度宜略低于底座板设计厚度(一般20mm左右),以适应梁面平整度情况。
图1 CRTS I型无砟轨道施工工艺流程图(凸型挡台后浇法施工方案)
8.2 模板安装。根据底座板两侧测量标记点位置及高程,确定模板安装几何位置,并依次挂线立模。直线段底座板中线与轨道中心线重合,曲线段底座板中线须向曲线外侧偏移,偏移值按设计,模板安装精度为平面(中线位置)2mm,高程0、-5mm,伸缩缝位置5mm,凸型挡台中心位置及间距2mm。
(1)底座板侧模采用螺栓支垫调平,模板与梁面间的缝隙推荐采用L型附加模板( 1~2mm薄铁板或薄钢板制成)封堵,此附加模板安于侧模内侧,以防止底座板砼“烂根”现象的出现。
(2)底座板侧模内侧须保证光滑无锈迹,并涂刷脱模剂。模板安装要线条平顺,相邻模板错台不超过1mm,接缝严密。
(3)梁端处底座板端模板上应按设计预留伸缩缝安装预埋件。
(4)伸入梁缝部分的底座板应加设底模板,并采用腻子等封闭底模板缝隙。
(5)底座板工作缝隙设置具有方向性要求,与设计行车方向关联。工作缝结构建议采用木质材料低密度模压成型(成批委托加工)并安装固定。
(6)底座板砼整平采用小型摊铺整平振捣机,底座板模板安装、固定系统应满足配合使用整平振捣机需要。
8.3 钢筋工程。实施钢筋笼预制、运输、吊装至桥面组装联接的方案。每个钢筋笼长度要对应底座板工作缝分段需要。钢筋笼预绑扎依托胎具操作。钢筋笼的吊装应采用专用吊具进行,确保吊装过程中钢筋笼不松动、不变形;钢筋笼的运输车辆长度应与钢筋笼长度匹配。
8.4 钢筋及模板工程工序质量检查。钢筋及模板工程完成后应进行综合检查验收。
一是钢筋保护层厚度;
二是检查模板水平位置及高程的符合性。使用测量仪器逐标记点检查;
三是模板安装的稳固性,至少应满足摊铺整平振捣机操作需要;
四是工作缝结构稳固可靠。
五是GRP点预埋件位置准确、稳固可靠(底座板施工完成后随即施工凸型挡台的,可预埋GRP基标钉(如图3:凸型挡台先期形成时GRP预埋件)。轨道板精调后施工凸型挡台的,应在底座板施工时预埋钢棒型GRP标志点(如图2:凸型挡台后期形成时GRP预埋件)。此种情况下GRP标志点应考虑低于砼面2cm左右)。
图2 图3
综合检查验收后,应对底座板施工范围内进行杂物清理,同时采用强力吹风杨吹除模板范围内的灰土或其他轻质污染物。
8.5 底座板砼施工。
8.5.1 施工准备。底座板采用C40砼,配合比设计由铁科院审核并提出审核意见;砼采用拌合站集中拌合,罐车运输。拌合施工前应由专业人员对配合比及拌合料进行检查确认,并提出施工配合比;摊铺整平振捣机采用吊车或人工摆放至底座板侧模上,调整位置并确认机械状态。
8.5.2 砼灌注施工。采用C40砼,灌注施工采用泵车泵送入模。砼入模后,前方砼振捣采用人工插入式振捣器捣固,后方采用砼摊铺整平机摊铺并整平砼面。施工中应重点注意如下要点:一是人工插入式振捣时采用50捣固棒,插入间距不大于50cm(必须从钢筋的间隙插入),振动棒的作用范围必须交叉重叠,振动棒不能碰动模板。
二是砼灌注工序衔接要紧密,砼振捣及整平能力应与砼灌注施工能力相匹配,砼振捣及整平与砼灌注工序间不可拉开过长时间,在风天或炎热季节施工时,两工序必须前、后紧跟,防止砼表层假凝后再进行振捣及整平施工。三是在超高地段底座板施工时,砼推铺整平过程中须用人工不断补充超高范围砼,最后用摊铺机来回两遍整平压实,待砼表面出现晶莹光泽时开始收面。四是砼表面平整度必须在施工过程中检查、控制,此工序紧跟于砼整平之后,用水平尺检查。在检查合格基础上,采用特制刮尺在底座板两侧做出20cm-3%的横向排水坡(对超高地段,仅超高一侧设置)。最后进行表面拉毛处理。底座板顶面的高程控制原则为宜低不宜高。
施工完成的底座板应满足验收相关要求,即中线位置允许偏差为3mm;顶面高程允许偏差为+3、-10mm;宽度允许偏差为±10mm;平整度允许偏差为10mm/3m(纵向,轨道中心线两侧各约0.8m处检查)。
8.6 砼的养护。砼的养护须紧跟底座板施工,在风天或炎热天气条件下,当底座板施工时间较长时,砼养护工作不应等施工结束后再进行,而应在砼表面初凝(包括假凝)后随即进行薄膜覆盖养生(防止干裂),施工段砼完成后再正式进行薄膜上覆盖土工布洒水保湿养护,时间至少7天。养护期间薄膜土工布必须严密包住混凝土的表面,设专人养护。
8.7 底座板的检查验收。
底座板施工完成后应进行砼施工质量检查及中线和高程测量检查,根据检查验收结果进行相应处置。其中,对高程误差>3mm的底座板区域表面要进行削切(宜使用砼削切机。如使用打磨机,则需进行表面再刷毛操作),确保每轨道板下CA砂浆平均厚度至少满足40mm要求。
9. GRP三维坐标数据测量采集
GRP点设于凸型挡台中心处,可每隔两块轨道板设一处,通过CPⅢ网测定其三维坐标,由各铺板单位紧跟底座板施工工序组织实施,GRP点及其坐标数据将直接用于轨道板精调。GRP点测量、评差、数据采集格式及轨道板精调时的数据应用等由轨道板精调仪器供应商负责指导、培训。并对服务质量负责。GRP点测量精度控制要求为:水平0.2mm,高程0.1mm。GRP点测量组织可暂时按每测量组1.5~2Km/天(按10小时)考虑。
10. 轨道板制造、运输、存放及粗铺
10.1 轨道板制造。
轨道板制造中应严格控制轨道板平整度及各螺栓孔位精度(如图4),按“沪宁城际工程(2009)156号”文要求执行。轨道板运输至现场前,由制板厂部分预安装WJ-7B扣件,预安装范围为精调标架插孔(每板4个)以外的所有(对标准板而言12套)扣件,安装时应确保外排螺栓孔处扣件方铁刻划线居中(应有专人控制)。精调标架插孔处扣件由铺板单位负责在轨道板精调完成后补充安装。全线无砟轨道施工先导段及扩大先导段基本处于300Km/h以上区段,各单位应根据本指导意见初步安排组织实心轨道板生产。
图4 沪宁城际铁路轨道板制造精度控制标准(图示说明)
10.2 轨道板运输。
全线各标段须设置紧靠桥梁及路基的贯通便道,轨道板运输采用改装(或专用)车辆通过运输便道运至铺设地点存放或吊装。运输组织中的轨道板吊装、运输支点及装载高度等按有关作业规程办理。考虑到全线施工便道均较窄,施工中物流组织困难,建议无砟轨道板粗铺施工前轨道板运输至现场就近(紧邻施工便道)存放,存放场地应进行地基处理并硬化,防止轨道板存放过程中变形。
10.3 轨道板吊装。
在桥梁地段,吊装方案各单位根据具体情况确定。便道条件不好时,可将轨道板运至桥下相对固定位置,吊车配合吊至桥面运板车上,桥上运板车再纵向运输并吊装到位;便道条件较好(沿桥有纵向贯通便道)时,可将轨道板直接运至施工地点(桥下处),采用桥上悬臂龙门吊吊装上桥并水平移动到位,必要时,桥下吊车配合(便道不能直接靠近桥梁时)。在路基地段,采用吊车垂直运输,路基上简易龙门吊(或运板车)配合水平运输到位。
10.4 轨道板粗铺。
轨道板粗铺前,应将底座板表面清理干净。粗铺吊装可采用龙门吊,也可选择汽车吊进行,轨道板落板时应防止与凸型挡台撞击,并保证轨道板位于两凸型挡台中间部位(与两凸型挡台间距基本一致)或按弹划墨线就位。粗铺完成的轨道板应落于支撑垫木之上,支撑垫木设于轨道板四角起吊螺栓附近(与预设精调千斤顶位置尽量接近)。支撑垫木推荐尺寸50×50×300mm。
10.5 轨道板编号。
粗铺完成的轨道板应进行顺序编号(根据布板方案,从标段起点处起编),编号标写于轨道板线间侧的中部板边部位,字体规格比照轨道板出厂标记,采用黑色喷涂。编号供精调数据采集、轨道几何调整使用。
11. 轨道板精调
轨道板精调施工由精调仪器供应商负责培训及施工全程技术服务支持。
11.1 轨道板精调前的准备。
一是桥上防撞墙及电缆槽安装必须完成,由梁体施工单位组织施工;二是轨道设计几何数据准备完成,包括精调段曲线设计要素等。其中,对线路纵坡地段(变坡点前后范围)应按竖曲线对应标高等要素进行准备;三是GRP点测量、数据整理完成;四是速调标架校核完成。
11.2 轨道板精调。
全线以GRP点位测控基准进行轨道板精调施工,采用速调标架以轨道板第二排(从板端开始的)螺栓孔为控制基点进行精调作业,轨道板间按搭接(各次设站测量范围间)测量控制。精调精度要求为:板内4承轨点间平面及高程差按0.3mm控制,板与板间相邻承轨平面及高程差按0.4mm控制。工作程序如下:
(1)安装轨道板精调调节装置。精调调节装置(千斤顶)使用前应。
图5 双向调整千斤顶
对相关部位进行润滑,调节装置在待精调板(纵向)前、后部位两侧安装,计4个,要求精调装置应具平面及高程调节能力,同时应具备微细调节能力,即至少半圈-行程1mm。精调装置应在安装前将横向轴杆居中,使之能前后伸缩大约有10mm的余量,以避免调节能力不足问题。
(2)测量、精调。测量标架校核(仪器供应商负责指导)→全站仪安装(与待精调板间相隔1~2块板之GRP点处安装,对中精调0.5mm) →测量标架布设(精调板上2个,前方已完成的精调板上1个,调节并保证标架支点与螺栓孔密贴)→开启无线电装置(建立全站仪与电脑系统间联系)→测量定向(基于已完成精调板上的标架,作为已知点)→测量定向的校核(基于GRP点)→对待精调板上前、后两标架进行测量并读取精调数据→轨道板初步精调(对板前、后两端进行平面及高程精调)→对待精调板上 2个标架(4个棱镜点)进行复核测量→读取精调数据→修正精调→相邻板间(待精调板与已完成精调板间)平面及高差测量→顺接性精调修正(直至相邻板间平面及高差小于0.4mm)。精调完成后的轨道板应设专人看护,禁止人员踩踏。
图6 轨道板精调仪器布设示意图
图7 全站仪在GRP点处设站图8 GRP点定向校核
11.3 轨道板压紧装置。
精调完成后设置(防灌注CA砂浆时板上浮)。一般情况下,固定装置安装与轨道板的两端中间(凸型挡台先于轨道板精调前形成时,在凸型挡台上预留横向穿孔,安装压紧装置)。曲线位置轨道板两侧中间部位增加设置固定装置。压紧装置由锚杆、L型钢架及翼型螺母组成,锚杆锚固深度应为100~150mm,植筋胶(环氧树脂基为基础的)锚固,锚固完成的锚杆应确保处于垂直状态。压紧装置施工前,应进行锚杆抗拔试验。CA砂浆灌注并硬化后压紧装置拆除。
图9 板间压紧装置图10 板侧压紧装置
12. 轨道板下CA砂浆灌注
轨道板下CA砂浆灌注应在5~35℃环境条件下组织开展,其施工应紧随轨道板精调之后进行并且坚持“随调随灌”的原则。全线CA砂浆灌注施工由乳化沥青及CA砂浆拌合车供应商指导服务,铁科院技术服务组负责技术把关。有关施组工作要点如下:
12.1 施工前期的主要准备工作。
(1)CA砂浆配合比的确定。
砂浆的初始配比、基本配比及施工配比应主要在乳化沥青供应商的指导下进行,其中,基本配比及施工配比试配、确定过程中应得到CA砂浆车供应商的密切配合。全部CA砂浆配比应得到铁科院(本线CA砂浆技术支持服务单位)的审查确认。砂浆配比应满足各种环境温度(5℃
注:铁科院金化所为全线CA砂浆施工总技术负责单位,负责从材料选择开始至灌浆结束的全过程技术管理及质量管理工作。
(2)CA砂浆原材料的确定。
砂浆配比确定后,应严格掌控所用原材料品牌、品质的稳定性,如乳化沥青、干料、减水剂、消泡剂等。原料采购前应考察供应商稳定生产、供应原材料的能力,并与其签定专门约束性协议,明确稳定原材料品质的责任及义务。原料选择及进场质量把关由乳化沥青供应商负责。
(3)建立并形成原材料的仓储能力。
施工时,砂浆原材料要确保供应。原则上,各单位应至少设置满足4~5天生产需要的仓储能力,每10Km左右建立一处仓储基地,其功能设置按铁道部工管技(2009)12号《关于印发<板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工材料储存管理办法>的通知》要求执行。仓储基地建设在铁科院(本线CA砂浆技术支持服务单位)及乳化沥青供应商的指导下进行,并组织验收。
(4)砂浆拌合的稳定性确认。
每类型(主要设备完全一致的)砂浆搅拌车技每组砂浆施工配比在正式灌注施工前均应进行砂浆拌合的稳定性试验,要求连续拌合5块板所需砂浆,抽取第1、3、5次(板)拌合料进行仿真灌板试验,并掀板检查,以确认拌合工艺及材料的稳定性。全部合格时方可正式灌注砂浆施工,由乳化沥青及CA砂浆车供应商技术指导及配合,铁科院技术服务组检查确认。
(5)砂浆材料的进场检验。
对每批进场的砂浆材料均应按规定抽检,有疑问的不能使用。
12.2 CA砂浆灌注前施工准备。
(1)铺设CA砂浆灌注袋。
主要应有四项工作。一是砂浆灌注袋铺放前,人工配合高压风枪清理底座板砼表面,底座板表面无杂物、积水;二是根据铺板类型、砂浆浇灌厚度(精调后调查),选择对应尺寸灌注袋并尺量检查,灌注袋应符合《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆和凸台树脂用灌注袋暂行技术条件》规定。三是灌注袋铺设时灌注口朝轨道外侧,曲线地段灌注口均朝曲线内侧。拉伸灌注袋使其平展无褶皱,外侧缝合线与轨道板边缘对齐,灌注袋四角采用少许粘合胶固定在底座板上。四是灌注袋铺设完成后应设置专门检查工序对铺设质量进行确认,保证砂浆袋厚度尺寸与实际灌注厚度需要相匹配,同时能够保证灌注后的CA砂浆袋与轨道板边平齐且轨道板边角悬空应小于30mm。
(2)轨道板几何位置的确认。
垫层砂浆灌注施工前应对精调完成的轨道板进行空间位置检查确认。检查测量使用全站仪及测量标架进行,方式类同精调测量。每板检查2处(前、后),一次检查的轨道板数量可根据实际情况确定,可采取隔板抽检方式,但检查范围至少应覆盖各次全站仪设站精调测量段落,测量结果输入检测评估软件(由精调仪器供应商提供并培训、指导)之中,对精调完成的轨道板段进行平顺检查。检查通过的方可进行砂浆灌注施工。
(3)轨道板压紧装置工作状态检查。
CA砂浆灌注前,应对轨道板压紧装置的压紧状态进行检查确认,防止灌浆过程中轨道板上浮或变位。应由专人负责。
12.3 砂浆材料的运输及拌合。
全线各单位配置的移动砂浆搅拌车均具有仓储地点加料(一般一次加料可灌注9块板左右)→运输至工地并拌合的能力,每个灌浆作业面一般配置2台移动砂浆搅拌车,搅拌灌浆与加料(运输)交替进行。个别移动砂浆搅拌车使用效率要求比较高(即灌注作业面开设较多,平面配置不足2台时)的单位,也可采用专用车辆运输,现场供料的组织方式。但要求运输车辆设有相应的降温(如空调)及保温措施,同时砂浆拌合现场应设有快速加料(向搅拌车内)等配套设备或倒装措施。
(1)砂浆拌合。每次灌注施工前均应进行砂浆试拌合,测量其温度、流动度、含气量等指标,以微调并确定砂浆配合比。各项指标合格后即可进行轨道板垫层灌注施工。其中,流动度宜控制在18~26s;含气量按8~12%控制;沥青砂浆温度(灌注时)5~40℃。每次施工应按规定留取试件。
(2)砂浆的垂直运输。砂浆拌合完成后,将砂浆倒装于砂浆中转仓(或灌浆斗)中,吊车(或桅杆吊)吊运上桥并置于专用平车上,移动至灌注地点进行灌浆作业。砂浆中转仓(或灌浆斗)与平车的组合配置应确保出料口高于轨道板0.5至1.0m。
12.4 轨道板砂浆垫层灌注作业。
(1)每块轨道板下砂浆灌注前,应再次检查确认轨道板状态是否符合要求,检查灌注袋位置,并在轨道板表面铺设塑料薄膜,防止轨道板受到污染。
(2)每盘砂浆拌合量按需要控制,灌注作业面与拌合车间应建立即时联系制度,CA砂浆拌合作业面根据每板砂浆垫层厚度确定每盘拌合量,确保每块轨道板下砂浆一次灌注完成。
(3)CA砂浆灌注作业时,将灌注软管带漏斗端与砂浆中转仓(或灌浆斗)对接,灌注软管另一端作为出口与灌浆袋口连接,开启出料调节阀(设于软管与灌注袋接口处近端),进行灌浆施工。灌浆砂浆应连续入袋,灌注过程中,应注意观察轨道板状态,不得出现起拱及上浮现象,灌注袋充填饱满后(灌注口内砂浆面至少与轨道板底最高点一平,且不能回落时)停止灌注,将灌注袋口绑扎牢固,并袋口抬高以保持袋中压力。砂浆中转仓运回地面清洗(有余料时,可填入新料继续使用)后方可再次使用。
(4)CA砂浆灌注结束后20~45min内,砂浆处于初凝前状态时,为克服砂浆失水收缩问题,将灌注袋口内砂浆挤入灌注袋,直至难以挤入时为止(需要有经验人员专门岗位操作)。灌注口内砂浆不够时,应补充挤入。挤入结束后,用U型夹具封住灌注口的根部。
(5)充填砂浆层达到0.1MPa以上(一般24小时后)时,方可撤除精调千斤顶及压紧装置,切断CA砂浆灌注口。灌注袋切口施工应采用专用工具,以确保切口整齐。轨道板灌注完成7天以上或抗压强度达到0.7MPa以上后,轨道板方可承重。
12.5 砂浆车搅拌机的清洗。
砂浆车搅拌机由于加料等原因不能连续拌合施工时,应及时对搅拌仓进行清洗。清洗可利用加料等待时间进行。清洗时应注意清洗污水的处理排放。
13. 凸型挡台施工
此步工序仅适用于凸型挡台安排于轨道板精调安装并在CA砂浆灌注完成3天后施工。施工时,应特别注意保护GRP点预埋件,防止砸、碰变形。
13.1 凸型挡台模板施工。采用定制钢模板,模板由两块半圆形(即Ω型),组合后直径误差±3mm。模具高度应保证凸型挡台顶面至少与轨道板面一平,要求0,+4mm。凸型挡台模板安装定位可采用木楔支撑并固定,安装完成后的模具内侧应保证与轨道板间隙(原则上不小于30mm)均匀。固定模具木楔应轻轻楔入,防止楔入力量过大造成轨道板易位。模具与底座板接触面处应保证处于密封状态,存在缝隙时可采用腻子(或专用注入式封闭胶)等材料进行封闭。
13.2 凸型挡台砼施工。采用C40砼,施工时应采用漏斗配合灌注砼,以防止砼进入凸型挡台周边缝隙之中,砼捣固采用小型振捣棒,振捣时应特别注意避免与模具接触,砼收面时应专门抹平并保证顶面高程误差0,+5mm(与轨道板面一平或略高)。曲线段凸型挡台砼应严格控制塌落度,防止凸型挡台砼顶面发生“自流平”现象。砼灌注施工前,应在凸型挡台周围铺垫一层塑料薄膜(或其他材料),以免施工时污染轨道板。同时施工时还应特别注意防止砼进入凸型挡台周边缝隙。凸型挡台砼宜集中灌注施工:桥(或路基)下砼罐车运输砼→吊车配合砼料车垂直运输→料斗车水平运输→漏斗配合人工灌注砼。
13.3 填充树脂施工。宜安排于砼灌注完成2天后施工。填充材料主要由环氧树脂、聚氨酯、聚酯树脂组成,采用灌注袋施工,其施工材料有关技术性能满足《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道凸型挡台填充聚酯树脂(CPU)暂行技术条件》要求。填充树脂施工由铁科院技术服务组负责培训、指导及把关。
(1)施工前应试验确认树脂材料的可工作时间,据此确定树脂材料的一次拌合量、一次拌合灌注工作量及机械和劳力配置。
(2)填充树脂在现场配置并施工,施工环境温度应在 5~40℃, 雨、雪天禁止作业。
(3)树脂材料灌注前,将凸型挡台周边间隙范围清理干净,保证施工面干燥、清洁。
(4)在凸型挡台周边安放树脂灌注袋,采用专用胶粘结固定,确保树脂灌注后位置正确。
(5)树脂材料灌注前,在凸型挡台及附近周围铺设塑料防护垫,防止轨道板及凸型挡台收到污染。
(6)采用专用搅拌设备在料桶内一次性连续完成两种组分的搅拌,搅拌后的树脂材料必须在有效工作时间内注入树脂袋,一个树脂袋内填充树脂须一次性灌注完成,树脂应缓慢连续注入,尽量保持低位灌注作业,防止带入空气。灌注后,凸型挡台填充树脂宜低于轨道板面5~10mm。
14. 扣件调整及补充安装
14.1 扣件补充安装。轨道板精调用螺栓孔处扣件待轨道板下CA砂浆灌注完成后由铺板单位补充安装。安装时,扣件一律暂按外排螺栓孔居中设置。
14.2 扣件调整。曲线段内扣件在轨道板厂内预安装的基础上,在铺轨前需要根据曲线设计要素进行调整。调整时,根据各板所处曲线位置,以精调标架插孔处扣件位置为基点,计算各扣件垫板理论位置,确定各轨道板内其他(精调标架插孔处扣件作为精调基点,不调整)扣件垫板调整量(矢量)。在此基础上,根据扣件方铁刻划线移动并调整扣件垫板位置,力争铺轨后曲线段轨道几何状态与理论位置基本相符。该项工作由设计单位支持,精调仪器供应商具体技术支持服务。
15. 轨道几何状态精调
由铺板单位负责在铺轨及钢轨焊联锁定期间展开,原则上紧跟铺轨工序之后。精调数据通过轨道测量仪(轨检小车)采集,一次测量数据采集及精调段落不宜少于1.5Km。各段落间测量搭接长度不应少于150m。精调工作应在轨检小车供应商的培训、指导等技术服务支持下开展。
15.1 轨道几何状态精调基本要点。
轨道几何状态调整依托轨检小车采集的基本轨数据分步展开。
(1)基本轨的定义。
轨检小车一般对基本轨定义如下:在曲线段,轨道高股为轨向数据的基本轨,即轨向数据反映出的是高股状态。轨道低股为高低数据的基本轨,即高低数据反映出的是低股状态;在直线段,以前方曲线的高股侧钢轨为轨向数据基本轨,以低股轨为高低数据的基本轨。当直线段前方无曲线或出现里程断链时,以直线段其后方曲线的高、低股判断轨向及高低的基本轨,确定原则同上。上述定义在轨检小车中一般处于默认设置(在输入有关设计资料后)。
(2)精调标准及方案。
测量(采集)数据通过专用软件进行评估(即线路平顺性评估),在此基础上,按短波30m弦、长波300m弦平顺性标准确定轨道几何调整方案。精调完成的轨道几何状态应满足如下要求:轨距±1mm,钢轨水平1mm,轨向、高低按2mm/5m(即30m弦长,5m检测点距,任何5m间距点的设计值与实际测量值之差的差应小于2mm)及10mm/150m(即300m弦长,150m检测点距,任何150m间距点的设计值与实际测量值之差的差应小于10mm)。
(3)精调组织。
精调时,应先调整并确定代表轨向、高低的基本轨。其后,根据基本轨采用精密道尺调整确定另一股钢轨几何状态。一般情况下,根据精调数据(测量采集并经处理后的数据),一组人员调方向,一组人员调高低。调整施工时,还应特别注意轨向及高低调整数据的正、负值含义,操作中容易出错。
15.2 轨检小车测量基准网点的选择。
一般情况下,轨检小车通过全站仪随意设站并照射CPⅢ网点而测量采集有关轨道几何数据,考虑到此方式存在较大的设站精度及搭接测量精度问题,精调施工中数据可靠性差,精调指令不高。本线推荐采用GRP点作为轨检小车测量基准,但需要轨检小车供应商在采集数据软件上给予相应配合(一般轨检小车默认CPⅢ网点),各铺板单位在订购轨检小车时应特别注意此使用要求,特别是邻靠既有线较近施工单位。
15.3 轨道几何状态调整完成后于联调、联试前全线钢轨扣件应再进行一次确认性的标准拧紧施工。
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[文章编号]1006-7619(2010)07-06-627
[作者简介] 慕宏林(1973-),男,工程师,国家注册监理工程师、交通部注册监理工程师,现在京福铁路客专闽赣段监理5标上海先行监理站工作。