西部恶劣气候条件下无砟轨道支承层施工工法

逯春平 武宝军 王 斌

(中交三航局二公司，上海 200120)

1 概述

地处西部地区的兰新第二双线铁路面临严酷的自然环境，年平均气温低、日照强烈、昼夜温差大、干旱缺水、风沙大。无砟轨道由于在结构连续、平顺、稳定、耐久和少维修等性能方面有明显的优越性，被确定为我国铁路客运专线及高速铁路的主要轨道形式。兰新铁路第二双线采用的CRTSⅠ型双块式无砟轨道，主要由下部结构、底座板或支承层、现浇混凝土道床板、双块式轨枕、高弹性扣件、钢轨组成。这种结构形式的无砟轨道具有初期投资较小、制造施工方法简单等优点，比较适合我国的国情。

2 工法特点

1)本工法采用滑模摊铺法施工，利用设备自带传感器通过引导线控制线形、标高，摊铺刻槽一次成型，劳动强度降低，自动化程度提高。

2)能够减少支承层材料用水量，降低支承层开裂几率。

3)能精确的控制支承层的标高及断面尺寸，消除立模过程中出现的错台、线形、漏浆等缺陷。

4)滑模摊铺法施工速度快、规模大，对环境影响小，经济效益更好。

3 适用范围

适用于西部恶劣气候条件下采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道的高速铁路(客运专线)路基支承层施工，特别是连续长度超过200 m及以上长段落路基支承层施工。

4 工艺原理

1)采用与设计尺寸相符的摊铺机自带可移动性模板，在施工引导线下行进，拌合料连续进仓、入模成型，振捣挤压后形成路基支承层，一次成型，简单方便。

2)应采用水硬性混合料，以使摊铺后的支承层几何形状不会变形。

3)通过控制虚铺高度、滑模摊铺机的走行速度及高频振捣棒的振捣频率，来控制支承层的摊铺质量，保证支承层的密实度。

5 施工方法

5.1 工艺流程

施工工艺流程如图1所示。

5.2 施工准备

1)只有在路基沉降观测评估通过以及级配碎石验收通过后才能进行支承层施工。

2)支承层施工前对路基基床表层进行验收，基床表层顶面应平整，其表面平整度不大于15 mm，高程误差为±10 mm，以避免因路面超高使模板出现犁地现象，使模板变形增加摊铺机阻力。

3)支承层施工前对路基基床表面进行清洁，提前2 h洒水湿润，同时路基表层不得出现积水现象。

4)通过线外试验段确定施工配合比及摊铺机行走速度、振捣频率、捣固深度等工艺参数。

图1 滑模摊铺法施工支承层施工流程图

5.3 操作要点

5.3.1 测量放线控制要点

1)滑模摊铺作业需要在机器左右两侧各设置一条引导线，支承层的标高以及方向由传感器通过引导线自动控制。左、右两侧引导线距离混凝土侧边1.1 m，引导线高出支承层面30 cm。

2)引导线的桩间距离为10 m，曲线段一般为5 m～7 m。引导线的最大长度控制在300 m范围，以便于质量控制和卸料。

3)安装后的引导线标高误差在±3 mm间，中线位置(方向)误差控制在5 mm以内。引导线设定好后，检查是否有滑落或扰动，保证引导线的精确度。

5.3.2 混合料的生产拌制控制要点

1)为保证支承层水硬性混合料质量，支承层材料应符合表1的规定。

2)水硬性混合料由拌合站集中生产。搅拌前严格规定骨料的含水率，按测定结果及时调整施工配合比，原材料按重量计的允许偏差要符合:水泥、矿物掺合料:1%，粗、细骨料:2%，水:1%。拌合投料顺序为:先投细骨料、水泥和粉煤灰，搅拌均匀后加水搅拌30 s，再投粗骨料搅拌60 s，搅拌至均匀为止，使各种材料混合均匀，颜色一致。掺合料拌制完成后，要取样测定含水率。

5.3.3 运输及布料要点

1)采用自卸汽车进行支承层混合料运输。每次运输前将自卸汽车车厢内清洗干净，长距离运输时需采取覆盖措施，防止水分蒸发。同时为了保证摊铺进度，根据不同的运输距离和运输时间确定自卸车的数量。

2)自卸车沿设置引导线的中部倒退至摊铺机进料端后，开始慢速进行卸料，避免集中卸料造成堆积离析;卸料长度不宜超过10 m，以免混合料水分损失，影响摊铺质量。

表1 支承层材料技术要求

5.3.4 摊铺作业要点

1)首次摊铺前，应对摊铺机位置、几何参数和机架水平度进行调整，然后空机挂线行走5 m～10 m，经多次确认无误后方可开始摊铺。

2)采用钉桩或基准线法校准滑模摊铺机挤压底板高程和侧模前进方向，调整水平传感器立柱高度和滑模摊铺机机架前后左右的水平度，令滑模摊铺机自动行走，再返回校核1遍～2遍，正确无误后，方可开始摊铺。

3)混合料通过自卸车运输至现场，并由专人引导自卸车进行卸料。

4)通过挖掘机进行布料，摊铺范围内要均匀布料，布料长度达到5 m后启动摊铺机。

5)滑模摊铺机应均匀连续摊铺，不得随意停机或改变摊铺速度。摊铺速度可根据供料情况、混凝土性能和施工地段确定，一般控制在1.5 m/min～1.8 m/min。供料不充分，捣固性能不良和曲线地段可适当降低摊铺速度。摊铺5 m后，检测支承层标高、厚度、中线、横坡度指标，合格后可继续施工。控制振捣棒的振捣频率为10500 r/min。

6)摊铺过程中，及时对支承层的质量进行检查。观察支承层是否发生离析;同时检查支承层表面标高位置，在两基准线间拉弦线，用钢尺量测弦线到支承层顶面的距离。

5.3.5 人工修边

滑模施工后，在初凝前，大约在2 h内，要完成对支承层顶面两侧35 cm范围和侧边散水面范围，按照16%坡度采用砂浆进行人工抹面，并保证表面光洁度。同时对表面及边角有缺陷的部分应进行及时修补处理。

5.3.6 切缝的要点

1)支承层摊铺前根据区间路基长度统一排列道床板伸缩缝和假缝位置，再根据道床板伸缩缝和假缝位置标示出对应的支承层切线位置，切缝位置与道床板伸缩缝和假缝位置重合。

2)支承层施工完成后，宜在8 h～10 h内进行切缝施工，释放表面应力，最晚不超过12 h。切缝间距3.9 m，切缝深度90 mm，宽度控制在5 mm以内(见图2)。

图2 切缝

5.3.7 养护

支承层铺设后，及时覆盖洒水养护，并采用双层覆盖养护，支承层表面土工布覆盖，上层加盖塑料布，土工布四周压紧，洒水量保证支承层表面始终处于湿润状态，在养护期间按期进行洒水，养护时间不少于7 d，湿度较小或气温较低时延长养护时间并采取保暖措施，加盖帆布或棉被。

5.4 劳动组织

劳动力组织方式采用架子队组织模式。施工人员结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置，单个作业区段人员配置表见表2。

表2 单个作业区段人员配备表

6 结语

采用滑模摊铺进行CRTSⅠ型双块式无砟轨道支承层施工，工艺简单，劳动强度降低，自动化程度提高，且能保证工程的高标准、高质量要求，对无砟轨道支承层施工具有很强的指导作用和重要意义，具有很高的推广价值，本工法具有良好的社会效益。

本工法采用滑模摊铺法施工，将涉及要求的刻槽及两侧流水坡支承层一次性成型，施工工艺简单便于掌握。一次设备投入，省去了立模、拆模及模板倒运等施工工序，降低了施工难度，提高了工效，降低了管理、作业人员数量和辅助机具、材料的投入，具有良好的经济效益。