乌鞘岭特长隧道进口端弹性整体道床支承块预制

乌鞘岭特长隧道进口端弹性整体道床支承块预制 乌鞘岭特长隧道弹性支承块预制及弹性整体 道床铺设施工技术研究 周文海 刘成君 (中铁十八局集团公司 天津 300222) 摘 要 此文较为详细地探究了乌鞘岭特长隧道进口端弹性整体道床从其支承块预制到道床铺设的一系列施工技术，为今后类似施工提供了可参考、借鉴的经验。 关键词 特长隧道 弹性整体道床 支承块 探究 1 工程概况 乌鞘岭特长隧道位于既有兰新铁路兰武段打柴沟车站与龙沟车站之间～是兰武二线重点控制工程～设计为两座单线隧道～隧道长20.05km～是目前亚州最长的单线越岭铁路隧道。两座隧道线路纵坡相同～主要为11‰的单面下坡～右线隧道较左线隧道高0.56，0.72m。隧道进口位于天祝县打柴沟镇赵家庄附近～地形开阔～施工条件和弃碴条件较好。 轨下基础采用套靴式弹性支承块整体道床结构。此项施工技术我国仅在西康线～西南线等铁路隧道中使用过～施工精度、施工质量要求极高～其弹性与有碴轨道相当～具有少维修或免维修的特点。 1.1弹性整体道床支承块结构型式 支承块为强度等级C50的普通钢筋砼结构。单块重95.6Kg,不含套 3靴及垫板,～砼用量0.035m。 1.2整体道床轨道设计标准 钢轨:近期采用60?/m～BNbRE高强耐磨钢轨～一次铺设超长无缝线路,远期预留特重型轨道75?/m钢轨条件。为保证乌鞘岭特长隧道运营安全～在钢轨内侧设置防脱护轨。 2 弹性整体道床支承块预制 1 2.1支承块预制厂规划布局及建设 支承块应在具有轨枕生产许可证的工厂生产～但厂家与工地之间距离遥远～因此采用工地建设预制厂进行批量生产～其生产条件与工厂规模化生产是相同的。 支承块预制场地设在乌鞘岭隧道1#斜井工区拌和站附近～占地约 25000m～其中生产区搭设长40m、宽40m、高4.5m的厂房,支承块生产区平面布置图 图1,。厂房分四个区:砼搅拌区～砼振动成型区～蒸汽养护区,详见蒸养室布置图 图2,～拆模组装区。保湿养生区～钢筋加工区～材料堆放区～套靴安装区～成品堆放区设在生产厂房外。 10.020.016.0 龙工 具 库套 靴 库门M1.8×2.06.5d-5.5养 护 室吊h-3.0 振动台(2.0×1.0)P43 模 板 拆 装 区 龙d-7.0门M3.0×2.016.0h-4.0吊 M3.0×2.0 拌 合 站龙套 靴 组 装 区d-7.0门h-4.0吊 成 品 存 放 区 图1 支承块生产区平面布置图 2 2000 ? 40080300龙门架200×80蒸汽管道d-5.5650h-30300550650?-? 100? 图2 蒸养室布置图 2.2施工机具准备 所需机具设备和常用工具见表1。 表1 主要机具设备、常用工具表 序号 设备名称 规格及型号 单位 数量 技术状态 使用工点 备注 1 龙门吊 3t 台 3 良好 支撑块预制厂 2 搅拌机 立轴式 台 2 良好 支撑块预制厂 每盘0.1m 每个振动台装有2台 3 振动台 高频式 台 4 良好 支撑块预制厂 2KW附着式高频振动器 4 蒸汽锅炉 0(5t 台 1 良好 支撑块预制厂 养护区铺设蒸汽管道 5 装载机 XL50 台 1 良好 支撑块预制厂 6 钢模型 套 238 良好 支撑块预制厂 7 游标卡尺 把 4 良好 支撑块预制厂 8 钢筋弯曲机 GW40 台 1 良好 支撑块预制厂 9 钢筋切割机 GQ40 台 1 良好 支撑块预制厂 10 卷扬机 2t 台 1 良好 支撑块预制厂 11 电焊机 BX3-300 台 2 良好 支撑块预制厂 12 砂浆车 台 6 良好 支撑块预制厂 13 千斤顶 10t 台 2 良好 支撑块预制厂 14 千斤顶 20t 台 3 良好 支撑块预制厂 15 搅拌站 HZX30 个 1 良好 支撑块预制厂 2.3支承块施工工艺 施工工艺按清模?安装预埋铁座?合模?砼的配制与灌注?底面摸 3 平?蒸汽养护?拆模?安装橡胶套靴及块下垫板等工序循环依次进行。施工工艺流程见图3。 制作钢筋笼 清模 安装预埋铁座 试合模 试 件 砼拌合运输 砼灌注 取 样 底面摸平 蒸汽养护 拆模 安装套靴及块下垫板 成品堆放 图3 弹性整体道床支承块施工工艺流程图 2.3.1钢筋笼制作 钢筋骨架绑扎必须严格按照图纸规定尺寸进行。在钢筋笼底面的箍筋上点焊三根定尺寸的小钢筋棍～以保证砼保护层厚度。 2.3.2清模 无论是新模具还是刚拆开的模具～使用前都要先用扁铲将上口及边上的浮灰清掉～并用钢丝磨头把内表面抛光。 模具清理干净后在内表面刷脱模剂。上框内侧面刷纯机油～倒角处要涂少量黄油～下盖内侧面刷柴机油～模型上口刷纯机油。多余的机油 4 在砼灌注前要擦除干净。 2.3.3铁座安装 铁座在安装前要逐个检查外观质量和型式尺寸。 将铁座用专用长螺栓固定在模型的预留槽口里。预埋铁座要与模型底面垂直。用游标卡尺检测间距～间距控制在187，187.5?。垂直度和间距都符合要求后上紧长螺栓～最后再复查一次。 2.3.4合模 铁座安装完毕后可以合模。将模型上框下盖合在一起～用专用螺栓上紧。合模时要注意盖和框对号入座～并且不能随意调头。 2.3.5砼的配制与灌注 配制砼的各种材料应符合相关要求。采用强制式搅拌机～总搅拌时间不少于1.5min。 砼灌注前先检查模型是否清理干净～钢筋笼是否放好。向模型中加砼时要用钢筋棍别住钢筋笼～以防止钢筋笼移位。砼加满模型后开始振动～边振动边加砼边初步摸平。总振动时间不少于4min。 2.3.6底面摸平 砼振动成形后要摸平底面～严禁砼面高出模型顶面。 2.3.7蒸汽养护 采用2-2-7-2养护制度～即:静停2h～升温2h～恒温7h～降温2h。静停从最后一模灌注完开始算起。升温从静停结束即可开始～升温速度不大于20?/h。恒温温度控制为55，60?。降温速度小于20?/h。温度记录每一小时一次。养护室要密封～不能漏气。 5 2.3.8拆模 砼强度达到拆模要求时～可以拆模。拆模时先卸掉固定预埋铁座的长螺栓～并一定要取掉预埋铁座槽口里的小铁板。卸掉固定模型的四颗螺栓。将模型盖冲上～两人同时用撬棍撬模型盖与框,手抬把手处,之间的缝隙～将模型盖拆掉。将模型反转～使框冲上～用千斤顶和专用支架将模型框拆掉。注意千斤顶下面要垫铁板～而且要对中。拆模后的支承块要立即检查外观和外形质量～合格品、次品、废品要分别码放～并做好自然养护。 2.3.9橡胶套靴、块下垫板安装、成品堆放及运输 合格的橡胶套靴及块下垫板与支承块在预制厂内采用胶粘法组装成一体。在支承块底部和橡胶套靴内底部横向分别刷上三道氯丁型万能胶液～依次将支承块、块下垫板、橡胶套靴垫板、橡胶套靴组装。 橡胶套靴和块下垫板扣在支承块上的时候～用橡皮锤逐个检查密贴状态。 橡胶套靴和块下垫板与支承块粘好后～应用塑料打包带在承轨台两外侧各绑扎一道～绑扎要牢固～确保整体道床施工时支承块、块下橡胶垫板、橡胶套靴三者之间无缝隙配合。 组装好的支承块码放成垛～中间隔两根木条。在成品堆放区设有防水防晒设施。在运输过程中应避免磕碰～搬动时应轻拉轻放。 3 弹性支承块整体道床铺设 3.1弹性支承块整体道床铺设条件 隧道主体工程完成且贯通测量经过调整闭合。加强对参加现场的技 6 术骨干和施工人员进行培训～使施工人员都能熟悉并掌握整体道床的结构特点、施工工艺流程、施工精度监控及施工质量控制要点。 清理作业现场的施工遗留物品、碎石、浮土和积水,道床两侧水沟电缆槽强度应满足铺设门吊轨道要求～靠道床侧的水沟在道床铺设后紧跟施工,预留合适的车辆调头处～提高运输效率。 为了确保铺设整体道床工程质量～在进行铺设施工之前～必须将主要的施工工具和设备准备好。所需主要机具设备见表2。 表2 主要机具配备表 序号 设备名称 规格 单位 数量 备注 1 自行式龙门吊机 5t 台 2 2 组合式轨道排架 6.25m 榀 22 3 移动式组装平台 6.25×2.1m 台 2 4 吊机行走轨 43kg/m 米 300 5 插入式振捣器 高频 台 8 36 砼输送泵 30m/h 台 2 输送距离,100m 3.2铺设段落的确定 由于乌鞘岭隧道具有工期紧、任务重、辅助坑道多和工作面小等特点～合理选择整体道床铺设顺序成为了确保工期和质量的关键。 整体道床铺设顺序原则:分段铺设～一次成型,利于机械化作业～适时封堵预留口,平行作业～提高效率;每组轨排6.25m～每段待铺段落为每组的整倍数。 3.3施工顺序及机具、材料进场 3.3.1施工顺序 清理现场 设置中线控制桩和标桩 安置道床钢筋网、伸缩 7 缝沥青板 吊装、连接、调整悬挂好支撑块的轨道排架 浇注道床砼、振捣抹面成形 养生、拆除轨道排架进入下一循环。 3.3.2中线控制桩、标桩的位置 中线控制桩间距100m～标桩设置间距6.25m～设置在线路中线上。 3.3.3施工机具、材料进场及运输组织 施工机具进场方向根据铺设顺序而定。顺序为组合式轨道排架、移动式组装平台、门式吊机、砼输送泵。 弹性支承块随运随装不落地～以满足每榀排架悬挂22块的需要,钢筋网、伸缩缝沥青板按施工需要即运即装,砼运输采用砼罐车。 运输组织按无轨运输考虑。运输能力按满足每日62.5m进度安排。 3.4施工工艺 3.4.1施工工艺流程(见施工工艺流程图) 清理现场 设置中心桩和标桩混凝土料准备轨道材料准备 铺设钢筋网轨道材料分配混凝土配合比 吊装轨道排架混凝土拌合试轨 料件安装伸缩缝沥青板取运 样输混凝土运输调整锁定轨道排架 浇筑混凝土 振捣、抹面、成形 养 生 机具转移拆除、轨道排架 弹性整体道床施工工艺流程图图4 整体道床施工流程图 8 3.4.2施工现场整备 施工现场清理超前施工段100m～彻底清除一切杂物后用水冲净,待铺轨料运至现场指定位置,保证路、水、电三通和施工段照明。 3.4.3施工测量 施工测量体系采用乌鞘岭隧道贯通一次测量成果并按施工要求增设控制桩和标桩,中线控制桩设置按“弹性整体轨道暂行技术条件”执行。桩间距在直线段为100m～桩体埋设牢固～施工中不宜破坏～复测查找方便,施工标桩设在线路中线上～桩间距在直线段为6.25m～标桩定位用经纬仪和水准仪进行,在砼浇筑过程中实施监控量测～时刻注意排架轨面系的变化～发现有超标情况立即校正。 3.4.4钢筋网、间隔板安装 道床钢筋网按设计尺寸捆扎牢固～铺设底面距轨面580mm～下面用预制水泥垫块垫平～无歪斜扭曲现象;伸缩缝间隔沥青板按设计里程安装在两支承块中间～与线路中线垂直～板两侧钻孔插入固定钢筋。整块间隔板分为固定和活动两部分～固定板高度低于道床顶面标高60mm～活动板和固定板浮放对齐～高度超出道床顶面。当浇注道床砼达到一定强度时～及时取下活动板使道床顶面在固定板上形成一条60mm深的横缝～供后工序填充沥青胶砂。 3.4.5组合式轨道排架铺设 弹性支承块顺序摆放到组装平台上～用吊机吊起空排架移动至组装平台上方对位～再用快速扣件将支承块与排架下挂篮扣紧即形成可供铺设的6.25m长轨排。 9 用吊机吊起重轨排运至铺设地点～粗调定位。相邻轨排间使用夹板连接～每接头按1-3-4-6顺序拧紧4套螺栓～轨缝留6，10mm并按100m准确里程调整轨排端头位置。 多榀轨排联结成轨道后～其轨面系的精调锁定由排架支腿和轨向锁定器完成。其中轨距1435mm和1:40的轨底坡为定值不调～高低、水平由左右支腿螺柱调整～轨向由轨向锁定器调整。调整时应严格按“内轨高程?中线?轨面高低及轨向?水平及三角坑?复核高程及中线”的程序进行。排架精度达到要求时～拧紧支腿螺栓～锁定左右轨向锁定器。 模板分浮动模板和侧模板两类。浮动模板在安装排架时预先套装在排架支腿上起支撑作用～支腿调整高低时浮动模板始终与底面接触。侧模板分为接头和中间两种～安装时插入两浮动模板间的插销连接成一体。模板在浇筑道床砼前涂刷脱模剂。 3.4.6道床砼浇筑 输送泵位于组装平台后部～输送管道布置在排架上面或侧面～应有支架与排架隔开。浇注砼时做到布料充实均匀～不污染排架和支承块～随浇筑数量逐根拆短管道。砼浇筑结束后及时检修保养输送泵、清洗管道。 砼由罐车从洞外运至工点～运输过程中要保证砼质量～卸车时做到卸料准确、均匀、避免遗撒。 道床捣固使用插入式振捣棒～作业时分前后两区间隔2m捣固～前区主要捣固下部钢筋网和支承块底部～后区主要捣固支承块四周与底部加强。捣固时应避免捣固棒接触排架和支承块～遇砼多余或不足时及时处 10 理。道床使用专用量具控制断面形状～做到一步到位～表面修平抹光后及时养生。 道床拆模后应及时修补残损部位和进行养生工作。养生强度达到要求后全面清理道床表面～铲除多余灰渣～各部清扫干净。支承块表面不得有任何残留物～预埋铁座刷涂除锈漆防护。 3.4.7组合式轨道排架倒用 道床经24h养生后可拆除轨道排架。拆除顺序为:轨排间连接夹板?快速扣件?模板间插销?轨向锁定器。然后～松动支腿螺栓和模板～用吊机吊起排架重新悬挂支承块循环使用。 4 质量控制措施 4.1加强支承块进场的质量验收。 4.2弹性整体道床配套专用机具设备的加工精度～特别是轨排的加工 精度应满足设计要求～这是确保道床施工质量和精度的关键。 4.3轨排的几何位置精细调整、中线标桩的测设及调整～其人员应相对固定～责任到人～尤其是测量环节是保障轨道质量的关键之一。制定弹性整体道床铺设测量规程和施工机具验收标准。 5 安全控制措施 弹性支承块整体道床施工工作面狭窄～工序多～相互干扰大～需加强调度指挥和安全控制措施。 5.1轨排吊装时～要统一指挥～通行时要振铃警示。 5.2司机、电工等特殊工种要培训后持证上岗。 5.3洞内各种电器设备及照明由电工统一安装并经常检修。 11 5.4每班设员1名～随时检查各项作业中存在的安全隐患。 6 结束语 作为先进的轨道基础结构～弹性支承块整体道床改善了列车振动和 噪声条件～为高速列车运行提供了线路保证～是将普遍推广的轨道基础结构。本文对此项施工技术的探究～将为今后弹性整体道床的施工提供了指导、参考作用。同时～整体道床更高精度、快速的施工也是需进一步研究的课题。 12