高速铁路无砟轨道施工技术难点分析

1工程概况

二十里堡隧道为单洞双线隧道，隧道进口至DK37+474.829段位于直线上，DK37+474.829～DK38+107.301段位于左偏曲线上，曲线半径R=2800m，DK38+289.293～DK39+196.376段位于右偏曲线上，曲线半径R=4000m，DK39+554.387～DK40+967.233段位于右偏曲线上，曲线半径R=5000m，DK43+899.704至出口段段位于右偏曲线上，曲线半径R=4000m，其余段落均位于直线上；隧道内全线为上坡，其中DK37+035～DK40+970段坡率为4.9‰，DK40+970～DK44+680段坡率为5.1‰。无砟轨道起讫里程为DK37+065～DK44+650，全长7.585km。

2　高速铁路无砟轨道施工过程中遇到的技术问题

（1）无砟轨道的形式以扣件体系为主，所以对铁轨地基的稳定性要求特别高，但是在实际的施工过程中铁轨地基的稳定性受到沉降或变形等因素的影响特别大，所以铁轨地基性的稳定性是很难把握的。

（2）因为无砟轨道高速铁路的施工技术过于先进，以往的探测等技术已不能满足该技术的施工需要，所以，为了保证无砟轨道高速铁路的质量水平，还需大力发展和应用更高水平的测量技术和测量设备。

（3）无砟轨道高速铁路在建设的过程中很难控制轨道的平顺性，因为轨道地基的变化比较大，无砟轨道在安装好后就不能随意进行变动，所以轨道的平顺性也成为了无砟轨道建设的一大难题。

（4）无砟轨道在岔路口进行施工时要注意无砟铁轨各个区域之间的无缝对接，施工技术人员和监督部门要按照施工的相关要求对整个工程的工序进行严格的监督。

3　无砟轨道需要控制的因素

3.1　控制施工材料的质量

在无砟轨道建设的过程中，选取的施工材料的质量对整个工程的质量影响是最大的。比如，在选取水泥、砂浆等施工材料时，要严格把控该材料的质量，因为一般的施工材料容易受到温度、湿度等因素的影响，会改变施工材料的效果。所以，选取质量达标的施工材料可以避免材料失效。在选取施工原材料的过程中，要严格把控材料的质量、材料的运输和材料的选择；在使用前，要对施工原材料进行配比试验和检测，确保施工材料满足施工的要求。

3.2　严格控制无砟轨道的精度

（1）道床板位置的确定。在将底板清理完成后就要进行放样，确定底板的位置范围。在进行放样时需要利用4个CPIII点进行测量，当4个CPIII点交会后即可设站，按照设计图纸的要求放样出道床板左、中、右3个点的位置，确定好位置以后要利用钢钉将位置确定下来，然后利用红油漆对3个点进行标识，放样好的位置与设计位置的偏差要控制在0.5cm以内；在道床板的两侧衬砌上用红油漆将无砟内轨的高度标注出来，内轨的高度与设计位置的偏差要控制在0.5cm以内。在调整轨枕时要将每2个轨枕的间距调整为650mm，铁轨每隔6.5m进行1次放样，每次放样设置6个放样点，确保无砟轨道的精准性。

（2）第一次轨道调整。第一次进行轨道调整时主要是大体上进行调整，当钢筋和轨排架运送到指定位置以后，要按照设计图纸对轨排进行初步的调整。调整过程中主要利用轨道排架的丝杠支撑螺杆来调整铁轨的高度和水平性，然后利用轨向锁定器来对轨道的方向进行初步的调整。利用轨道排架来对轨排进行调整，在调整时要先将需要调整的高度用红色油漆标注出来，再在轨道的中线标注出来，最后进行审核。在初步调整时，要对铁轨的丝杠支撑螺杆和轨向锁定器控制的轨排一一进行调整。调整后铁轨的中线先误差≤3mm，铁轨的高度要低于设计高度的3～5mm。

（3）第二次轨道调整。在进行第二次轨道调整之后，即可对道床板进行混凝土浇筑。在进行第二次调整的过程中，要对无砟轨道所有的部分进行细微的调整。为了保证调整的精度能满足设计的要求，本次调整过程中利用徕卡TCRP1201+全站仪进行调整。进行精细调整时，先将需要调整的高度用红色油漆标注出来，然后再在轨道的中线标注出来，最后再进行检查工作。在进行精细调整时，要对铁轨的丝杠支撑螺杆和轨向锁定器控制的轨排一一进行调整。为了保证调整的精度能满足设计要求，在调整的过程中要利用轨道小车在无砟轨道上进行测量。经过精细调整过后的无砟轨道要满足以下要求：①轨顶高程与设计高程允许偏差：±2mm；紧靠站台：0～2mm。②轨道中线与设计中线允许偏差：2mm，轨向：2mm/10m。③轨距：+1-2mm，变化率：≤1‰。

在对无砟轨道进行精细调整时，应该对每一部分的轨道进行连续测量，每次测量的长度大约为9～20m左右，确保相邻两条轨道之间的顺延性。测量的长度可以根据铁轨的实际情况进行选取。在利用全站仪进行调整时要与测量的轨道小车保持一定的距离，一般要保持在6.25～70m，利用4个CPIII点来确定道床板的位置。具体的操作方法如图1所示。在1-2-3-4-5-6-7-8这8个点中，可以随便选取1个点做顺时针或逆时针的观测。

图1　全站仪观测示意图

3.3　沉降观测点的设置

按照设计的要求，要将围岩的等级进行划分，根据等级的不同，要在规定的距离内设置观测断面。此外，在一些断层区域、地质结构复杂的区域要增加观测断面点。在隧道洞口处和分界点的范围内最少要保持有≥1个的观测断面点。在隧道的施工作业完成后，还要在每个观测断面的边墙处设置≥2个的观测点。断面沉降观测点布置位置如图2所示。

图2　单个断面沉降观测点布置位置

在观测过程中，观测次数应该严格照表1规定的频次。等到隧道基础沉降稳定以后，就不需要进行观测了。

表1　观测频次一览表

3.4　严格控制无砟轨道的刚度

在进行无砟轨道施工的过程中，还需要均衡无砟轨道的刚度。在进行均衡前，应先测量过渡段的长度，然后设计出施工方案，选取施工的材料。此外，还要对施工技术的施工方案进行严格的审查，确保工程的进度和能满足设计要求。在岔道区域要重点对轨道的刚度进行控制，确保岔道区域的轨道能与其他区域的轨道进行很好的过渡。

3.5　严格把控混凝土的浇筑过程

混凝土的浇筑内容包括以下步骤：（1）施工前的准备。对轨枕的表面进行清理，确保轨枕内无积水、无杂物。（2）对已调整好的轨排进行最终检测。（3）混凝土搅拌。在本次施工过程中需要4个振捣器进行搅拌，采取人工和机器相结合的方法进行施工，确保振捣器不会接触到轨枕和排架。为了保证混凝土施工质量。施工完成后，需采用式（1）计算温度应力引起的弯矩和应力：

（1）

经分析发现，道床板受到的负弯矩为28.01kN·m/m，正弯矩为14.32kN·m/m，纵向连续式结构道床板和单元式结构道床板受到的弯矩相同。

4　结语

综上所述，在高速铁路工程施工过程中，无砟轨道有着非常高的应用价值，同时也存在一些技术难题，对施工要求比较高。所以，在进行施工时，施工人员要做好精细化施工，重点做好关键环节的监督和检查工作，避免出现疏漏，确保施工质量达到要求。

参考文献

[1]吴大勇．高速铁路无砟轨道施工的质量控制方法研究[D]．北京：中国科学院大学（工程管理与信息技术学院），2014.

[2]宫海鹏．无砟轨道施工精测技术及其运用[D]．成都：西南交通大学，2009.

[3]张宏剑．高速铁路无砟轨道施工技术分析[J]．工程建设与设计，2017，（6）.

收稿日期：2018-01-15

作者简介：朱本兵（1984-），男，重庆人，中铁十一局集团第二工程有限公司工程师，研究方向：工程技术。