鐵路隧道雙塊式無(wú)砟道床施工技術(shù)總結(jié)

1、大支坪隧道雙塊式無(wú)砟道床施工技術(shù)總結(jié)第1篇 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1.1工程概況宜萬(wàn) HYPERLINK /view/19293.htm t _blank 鐵路是中國(guó)八縱八橫鐵路的主骨架之一，是滬漢蓉鐵路快速客運(yùn)大通道的重要組成部分，也是貫通中國(guó)東、中、西部的紐帶，東起宜昌花艷，向西經(jīng)宜都、長(zhǎng)陽(yáng)、巴東、建始、恩施、利川至重慶市所轄萬(wàn)州區(qū)，全長(zhǎng)約380公里。宜萬(wàn)鐵路有隧道114座、總長(zhǎng)220公里，橋梁183座、總長(zhǎng)56公里，橋隧總長(zhǎng)占整個(gè)干線71以上，是目前中國(guó)橋隧距離占干線比重最大的鐵路。宜萬(wàn)鐵路是迄今為止我國(guó)施工條件最為艱難的一條鐵路。鄂西南地區(qū)是我國(guó)巖溶最發(fā)育、最典型的地區(qū)之一,宜萬(wàn)鐵路就位于渝東、鄂西

2、地區(qū),地形條件特別惡劣,鐵路沿線山高坡陡、河谷深切,巖溶地貌發(fā)育,構(gòu)造復(fù)雜,不良地質(zhì)普遍發(fā)育。巖溶、順層、滑坡、斷層破碎帶和崩塌等主要不良地質(zhì)現(xiàn)象分布廣泛，全線山高壁陡，河谷深切，地形極其復(fù)雜，不僅地質(zhì)條件差，而且控制項(xiàng)目多、科技含量高、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)新、工程風(fēng)險(xiǎn)大。無(wú)砟軌道在鐵路隧道中的應(yīng)用是新發(fā)展的技術(shù)，科技含量極高，其最大的難點(diǎn)在于其精確性，要求誤差不大于1毫米。而其最大的優(yōu)點(diǎn)是少維修與免維修，無(wú)砟軌道的全壽命維護(hù)費(fèi)用比有砟軌道是低很多的，而且軌道幾何形狀保持良好，非常適合隧道內(nèi)鋪設(shè)。宜萬(wàn)鐵路全線有17座大于3km的隧道采用無(wú)砟軌道，總長(zhǎng)210 km（單線），采用宜萬(wàn)線專用的雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)

3、型式。圖1-1 大支坪隧道平面圖大支坪隧道無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)采用宜萬(wàn)線專用的雙塊式無(wú)砟軌道，、各施工4857m。道床板采用C40鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，軌道結(jié)構(gòu)高度561mm，軌道具體設(shè)計(jì)情況如下：1、鋼軌正線鋪設(shè)U75V、60kg/m、25m焊接用鋼軌。2、扣件正線基本軌采用WJ-7型扣件，過(guò)渡段輔助軌采用“研線0304”型。3、軌枕采用宜萬(wàn)線專用的雙塊式軌枕。4、道床板設(shè)計(jì)大支坪隧道無(wú)碴軌道道床板寬2.8m，厚300mm，每6.25m設(shè)一條伸縮縫，伸縮縫寬20mm，縫內(nèi)采用瀝青嵌縫。一般直線地段，道床板采用頂部自中間向兩邊設(shè)1%的排水橫坡；在曲線設(shè)置超高地段，在道床板頂部采用單面排水坡。曲線超高地段

4、采用外軌抬高方式設(shè)置。為避免道床板中的鋼筋與鋼軌電路產(chǎn)生感應(yīng)，使通信信號(hào)設(shè)備有效距離減小而使費(fèi)用增加，從鋼軌底部以下600mm范圍內(nèi)的縱橫向鋼筋相交處進(jìn)行絕緣處理。大支坪隧道內(nèi)無(wú)碴道床結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。圖1-2 大支坪隧道無(wú)碴道床設(shè)計(jì)圖（直線段） 圖1-3 大支坪隧道無(wú)碴道床設(shè)計(jì)圖（曲線段）1.2 主要工程數(shù)量 本工程無(wú)碴道床共9714單線米，需鋪設(shè)雙塊式軌枕15613根，澆筑混凝土7716m3，加工綁軋鋼筋688噸。1.3 工程特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)1.3.1 工程特點(diǎn)1、施工工藝宜萬(wàn)線專用的雙塊式無(wú)碴軌道系統(tǒng)運(yùn)用于長(zhǎng)達(dá)8.8公里的隧道，為解決隧道內(nèi)施工測(cè)量精度、施工組織等諸多問(wèn)題，需采用多項(xiàng)新工藝、新技

5、術(shù)，如雙塊式無(wú)砟軌道精密測(cè)量系統(tǒng)；為解決長(zhǎng)隧道內(nèi)軌枕塊運(yùn)輸、鋪設(shè)的問(wèn)題，需要掌握工具軌法施工雙塊式無(wú)碴道床施工技術(shù)等。2、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高宜萬(wàn)線采用的雙塊式無(wú)砟軌道系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)速200250km/h，對(duì)其施工質(zhì)量、施工檢測(cè)工作提出了較以往工程更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。（1）全線施工測(cè)量控制網(wǎng)需要滿足精度1/100000的等級(jí)要求，全站儀測(cè)角精度1、測(cè)距精度mm+1ppm，電子水準(zhǔn)儀精度為0.01mm。（2）軌排精調(diào)要求軌距誤差在1mm以內(nèi)、水平誤差不超過(guò)1mm、高程控制在0-0.7mm以內(nèi)、軌向2/10m弦、高低2/10m弦。（3）道床板施工完成后要求頂面寬度誤差10mm、中線位置誤差2mm，伸縮縫位置誤差5

6、mm，平整度2mm。3、施工專用機(jī)械設(shè)備選型及配套必須適合單線隧道施工要求針對(duì)隧道內(nèi)施工無(wú)碴道床的特點(diǎn)，必須進(jìn)行施工專用成套機(jī)械設(shè)備的選擇與研制，以便快速、高效、保質(zhì)完成軌排的運(yùn)輸、安裝、粗精調(diào)以及道床板混凝土的澆注等一系列連續(xù)的施工循環(huán)。4、施工組織難度大由于無(wú)砟道床施工工藝較復(fù)雜，軌枕塊存放及軌排、鋼筋等加工需要大量的施工場(chǎng)地，而本工程處與山區(qū)，施工場(chǎng)地有限，物流組織難度大，因此必須充分利用隧道內(nèi)的有限空間來(lái)組織無(wú)砟道床的施工。保證施工前線物流的連續(xù)供應(yīng)是影響無(wú)砟軌道施工效率的最大因素，因此如何保證一條科學(xué)的、通暢的物流道路是隧道內(nèi)施工無(wú)砟軌道的一大難題。1.3.2 技術(shù)難點(diǎn)為保證大支坪隧

7、道雙塊式無(wú)砟道床施工高質(zhì)量、高精度的要求，在施工準(zhǔn)備和施工過(guò)程中需要克服和解決以下幾個(gè)技術(shù)難題：1、雙塊式無(wú)砟軌道施工技術(shù)：道床板原材料選擇及施工配合比設(shè)計(jì)；混凝土灌注、運(yùn)輸及澆筑質(zhì)量控制；道床板鋼筋絕緣設(shè)置及檢測(cè)等。2、雙塊式無(wú)砟道床精確測(cè)量技術(shù)：高精度測(cè)量網(wǎng)的布置、測(cè)量及復(fù)核；道床板高精度測(cè)量定位的理論計(jì)算及數(shù)據(jù)處理；高精度道床板精調(diào)定位系統(tǒng)的使用等。3、長(zhǎng)隧道施工組織：保證每個(gè)作業(yè)面75m/d進(jìn)度指標(biāo)所需要的資源配置及物流組織方案、措施等。2 國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)研究現(xiàn)狀2.1 國(guó)外同類技術(shù)研究現(xiàn)狀為了適應(yīng)高速行車的需要，提高線路穩(wěn)定性、可靠性和耐久性，減少線路維修工作量，世界各國(guó)研發(fā)了多種形

8、式的無(wú)砟軌道，其中德國(guó)和日本的無(wú)砟軌道應(yīng)用走在各國(guó)前列。具有代表性的無(wú)砟軌道主要有德國(guó)的Rheda無(wú)砟軌道、Zblin無(wú)砟軌道、Bgl無(wú)砟軌道以及日本的板式軌道等。圖3-1 Rheda無(wú)砟軌道在隧道內(nèi)施工德國(guó)鐵路研究開(kāi)發(fā)無(wú)砟軌道采用的體制是由德鐵制定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基本要求，由公司、企業(yè)自行研制開(kāi)發(fā)。新開(kāi)發(fā)的無(wú)砟軌道在進(jìn)入德鐵路網(wǎng)之前，必須通過(guò)指定實(shí)驗(yàn)室的實(shí)尺模型激振試驗(yàn)及性能綜合評(píng)估，并經(jīng)EBA（德鐵技術(shù)檢查團(tuán)）認(rèn)證、批準(zhǔn)后，方有資格在線路上進(jìn)行有限長(zhǎng)度的試鋪。試鋪的無(wú)砟軌道要經(jīng)過(guò)5年的運(yùn)營(yíng)考驗(yàn)并經(jīng)EBA的審定，通過(guò)后方可正式使用。由于采用了上述既向企業(yè)、公司開(kāi)放，又開(kāi)學(xué)管理的研發(fā)方案,大大激發(fā)了

9、全社會(huì)研發(fā)無(wú)砟軌道的積極性。自1959年開(kāi)始研究、試鋪無(wú)砟軌道，首先在希爾賽德車站試鋪了3種結(jié)構(gòu)，隨后又在雷達(dá)車站和奧爾德車站試鋪2種結(jié)構(gòu)，1977年又在慕尼黑試驗(yàn)線試鋪6種。19591988年是德國(guó)無(wú)砟軌道的試鋪期，共鋪設(shè)無(wú)砟軌道36處，累計(jì)21.6km。在此期間先后在土質(zhì)路基、高架橋上及隧道內(nèi)試鋪了各種混凝土道床和瀝青混凝土道床的無(wú)砟軌道、經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)、優(yōu)化和完善。不僅形成了德國(guó)鐵路的無(wú)砟軌道系列，而且還形成了比較成熟的技術(shù)規(guī)范和管理體系，研制了成套的施工機(jī)械設(shè)備和工程質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，為無(wú)砟軌道在德鐵的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。到2003年，德國(guó)鐵路無(wú)砟軌道總鋪設(shè)長(zhǎng)度600多延長(zhǎng)公里。其主要

10、結(jié)構(gòu)型式有Rheda、Zblin和Bgl等。Rheda無(wú)砟軌道于1972年鋪設(shè)于德國(guó)比勒菲爾德至哈姆的線路上，以雷達(dá)車站命名。在使用過(guò)程中針對(duì)軌枕周邊與道床板混凝土出現(xiàn)裂紋的情況進(jìn)行了不斷優(yōu)化，主要變化是由整體軌枕發(fā)展為雙塊式軌枕，由槽型承載層發(fā)展為平板型承載層。Zblin無(wú)砟軌道系統(tǒng)于1974年開(kāi)發(fā)，與Rheda無(wú)砟軌道系統(tǒng)相似，都是在水硬性混圖3-2 Zblin無(wú)砟軌道施工體系凝土承載層上鋪設(shè)雙塊埋入式無(wú)砟軌道，它們的主要區(qū)別：一是Zblin無(wú)砟軌道雙塊式軌枕的鋼筋桁架不外露；二是Zblin無(wú)砟軌道采用的施工工藝是先灌注軌道板混凝土，然后將雙塊式軌枕安裝就位，通過(guò)振動(dòng)法將軌枕嵌入壓實(shí)到混凝

11、土中，直至達(dá)到精確的位置。Zblin通過(guò)采用不同的專用施工設(shè)備保證軌道施工質(zhì)量，對(duì)設(shè)備的加工、操作、保養(yǎng)及維護(hù)要求很嚴(yán)格。Bgl板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)前身是1977年鋪設(shè)在德國(guó)卡爾斯菲爾德-達(dá)豪試驗(yàn)段的一種預(yù)制板式無(wú)砟軌道。該軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成類似于日本新干線板式軌道，吸收了軌枕埋入式無(wú)砟軌道整體性和板式軌道制作和施工的特點(diǎn)，進(jìn)行了包括預(yù)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)尺寸、縱向連接等方面的優(yōu)化改進(jìn)，采用數(shù)控磨床加工預(yù)制軌道板上的承軌槽，采用高性能瀝青水泥砂漿提供適當(dāng)?shù)膹椥院驼辰Y(jié)，并使用高精度、快速便捷的測(cè)量系統(tǒng)，施工機(jī)械化程度很高。圖3-3 Bgl板式無(wú)砟軌道在隧道內(nèi)的施工2.2 我國(guó)同類技術(shù)的研究現(xiàn)狀我國(guó)從50年代就開(kāi)

12、始了無(wú)砟軌道的研究，研究工作可分為四個(gè)階段：1、第一階段19561984年，為前期研究階段，這一階段以支承塊式整體道床為主，在鐵路和地鐵隧道內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用，并已形成標(biāo)準(zhǔn)體系。我國(guó)無(wú)砟軌道的研制工作與國(guó)外的研究幾乎同時(shí)起步。在1956年1961年間，全國(guó)修建無(wú)砟軌道約8km。從1965年即開(kāi)始在成昆鐵路等長(zhǎng)大山嶺隧道內(nèi)大量采用混凝土無(wú)砟道床，先后在成昆線、京原線、豐沙線、太焦線、枝柳線、京通線和南疆線等長(zhǎng)度超過(guò)1km的隧道內(nèi)鋪設(shè)。初期曾試鋪過(guò)支承塊式、短木枕式、整體灌注式等整體道床以及框架式瀝青道床等多種形式。正線上采用最多的型式為支承塊式整體道床。從19651984年期間整體道床鋪設(shè)總

13、長(zhǎng)度達(dá)到300km。支撐塊式無(wú)砟軌道主要用于隧道內(nèi)，按隧道圍巖類別設(shè)計(jì)。道床采用C30混凝土，類圍巖的道床按支撐于彈性地基上的梁設(shè)計(jì)，根據(jù)受力配筋，道床內(nèi)采用雙層鋼筋。其余類別圍巖按最小配筋率配單層鋼筋。支承塊式無(wú)砟軌道經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的研究和發(fā)展，其結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，施工方法成熟易掌握，目前任為城市地鐵、輕軌交通所廣泛使用。2、第二階段19952003年，為客運(yùn)專線無(wú)砟軌道研究初期階段.進(jìn)入90年代以后，隨著京滬高速鐵路可行性研究的進(jìn)展，無(wú)砟軌道在我國(guó)得到更大的關(guān)注。在此期間，提出了適用于高速鐵路橋隧結(jié)構(gòu)上的3種無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式，即板式、長(zhǎng)枕埋入式和彈性支承塊式無(wú)砟軌道。我國(guó)無(wú)砟軌道的前期研究主要針對(duì)

14、隧道內(nèi)及小跨度簡(jiǎn)支梁上，并建立了相應(yīng)的無(wú)砟軌道試鋪段。因此可以說(shuō)，對(duì)于隧道和小跨度梁上，在保證下部基礎(chǔ)穩(wěn)定的情況下，鋪設(shè)無(wú)砟軌道存在的技術(shù)問(wèn)題相對(duì)較少。而對(duì)于路基和大跨度橋梁仍存在一些技術(shù)問(wèn)題，如路基沉降控制標(biāo)準(zhǔn)和措施，梁體徐變上拱、梁端轉(zhuǎn)角限制的確定、橋梁與無(wú)砟軌道間的縱向力傳遞特性等。對(duì)于墩臺(tái)沉降限值的控制，如同路基基礎(chǔ)一樣，由于沉降計(jì)算的離散性較大，除在設(shè)計(jì)上進(jìn)行保證外，還需要通過(guò)一定時(shí)間的沉降觀測(cè)，進(jìn)行墩臺(tái)工后沉降的預(yù)測(cè)。3、第三階段20042006年，為無(wú)砟軌道在客運(yùn)專線規(guī)?；瘧?yīng)用階段。為在我國(guó)客運(yùn)專線鐵路積極推廣無(wú)砟軌道技術(shù)，2004年鐵道部決定在遂渝線建設(shè)成區(qū)段的無(wú)砟軌道綜合試驗(yàn)

15、段，通過(guò)綜合試驗(yàn)段的實(shí)際試鋪，系統(tǒng)地研究解決不同類型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)、岔區(qū)無(wú)砟軌道、過(guò)渡段、結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性、路基結(jié)構(gòu)形式、橋梁和路基變形對(duì)無(wú)砟軌道的影響、減振降噪措施等關(guān)鍵技術(shù)，為研究發(fā)展推廣具有自主創(chuàng)新的無(wú)砟軌道技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，自2005年開(kāi)始，鐵路又先后引進(jìn)了國(guó)外高速鐵路先進(jìn)成熟的無(wú)砟軌道系統(tǒng)，包括德國(guó)的Rheda2000型、Zblin型、Bgl型無(wú)砟軌道和日本板式軌道的設(shè)計(jì)、制造、施工及相關(guān)接口技術(shù)，并分別在京津城際軌道交通工程、鄭西、武廣客運(yùn)專線上應(yīng)用。4、第四階段在我國(guó)無(wú)砟軌道前期研究及遂渝線無(wú)砟軌道綜合試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)國(guó)外無(wú)砟軌道技術(shù)的引進(jìn)消化吸收，我國(guó)在無(wú)砟軌道結(jié)

16、構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法和線下工程技術(shù)等方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。為了形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、適應(yīng)我國(guó)客運(yùn)專線的無(wú)砟軌道技術(shù)。2006年底，在鐵道部關(guān)于“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)、打造中國(guó)品牌”的總體要求和安排下，開(kāi)展了客運(yùn)專線無(wú)砟軌道再創(chuàng)新研究工作。第2篇 技術(shù)實(shí)施方案1技術(shù)目標(biāo)、內(nèi)容及技術(shù)線路1.1 技術(shù)目標(biāo)及內(nèi)容時(shí)速200250km客運(yùn)專線（兼貨運(yùn)）鐵路隧道雙塊式無(wú)砟道床施工關(guān)鍵技術(shù)課題的總目標(biāo)是：通過(guò)對(duì)宜萬(wàn)鐵路大支坪隧道雙塊式無(wú)砟道床施工相關(guān)技術(shù)的研究，全面掌握雙塊式無(wú)砟道床系統(tǒng)的綜合施工技術(shù)、施工材料、技術(shù)裝備配置、工藝標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)檢測(cè)方法，依靠技術(shù)吸收消化來(lái)提高自己的綜合施工水平，培育自己的核心

17、技術(shù)，形成企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，以鞏固和擴(kuò)大鐵路客運(yùn)專線領(lǐng)域的市場(chǎng)份額，同時(shí)培育一支掌握鐵路客運(yùn)專線施工的技術(shù)和組織管理方法的高素質(zhì)人才隊(duì)伍。為此，在充分研究本工程特點(diǎn)和擬定的總體施工技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，課題組分析比較將研究?jī)?nèi)容劃分為以下幾個(gè)部分，各部分研究的主要內(nèi)容如下：1、長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床綜合施工技術(shù)(1)長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床施工組織方案；(2)雙塊式無(wú)砟道床工程材料技術(shù)；(3)工具軌法施工雙塊式無(wú)砟道床關(guān)鍵技術(shù)。2、長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床施工精密測(cè)量技術(shù)(1)無(wú)砟道床專用控制網(wǎng)CP測(cè)量技術(shù)；(2)雙塊式無(wú)砟道床施工階段測(cè)量控制技術(shù)。1.2 項(xiàng)目的技術(shù)線路本項(xiàng)目研究在參照國(guó)內(nèi)外類似工程的

18、施工工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合本項(xiàng)目施工要求和特點(diǎn)，確定關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)和技術(shù)研究的階段目標(biāo)，重點(diǎn)突破、以點(diǎn)帶面、循序漸進(jìn)，將取得的成果逐步應(yīng)用于工程實(shí)踐，并在具體施工中逐步完善和提高，爭(zhēng)取在對(duì)時(shí)速200250km客運(yùn)專線（兼貨運(yùn)）鐵路隧道雙塊式無(wú)砟道床施工技術(shù)上取得突破。2組織機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員分配及工作分工2.1 技術(shù)的組織機(jī)構(gòu)設(shè)置和課題組工作分工2.1.1 組織機(jī)構(gòu)設(shè)置為確保本科研項(xiàng)目研究工作的順利進(jìn)行，由中鐵二局股份有限公司、中鐵二局第五工程有限公司、宜萬(wàn)鐵路17標(biāo)五項(xiàng)目經(jīng)理部、鐵道部第四勘察設(shè)計(jì)研究院等單位共同成立了專門的課題組，并且以項(xiàng)目經(jīng)理部為基礎(chǔ)，成立了以中鐵二局第五工程有限公司宜萬(wàn)鐵路17標(biāo)五

19、項(xiàng)目經(jīng)理部項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目總工程師為正、副組長(zhǎng)的科研工作小組，具體負(fù)責(zé)科研工作的全面實(shí)施。2.2 項(xiàng)目的人員配制和工作分工2.2.1 項(xiàng)目的人員配置根據(jù)本科研項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)總體方案和研究?jī)?nèi)容，為有利于科研工作的實(shí)施和充分滿足施工生產(chǎn)需要，本科研項(xiàng)目主要參加人員以工程項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)人員為主。其中，組長(zhǎng)由中鐵二局第五工程有限公司宜萬(wàn)鐵路17標(biāo)五項(xiàng)目部項(xiàng)目經(jīng)理?yè)?dān)任，副組長(zhǎng)由項(xiàng)目總工程師擔(dān)任，同時(shí)考慮到協(xié)作單位的技術(shù)資源。2.2.2 項(xiàng)目研究人員的工作分工本項(xiàng)目主要參加人員的工作分工情況見(jiàn)表2-1。表2-1 本科研項(xiàng)目主要參加人員表序號(hào)姓 名主 要 職 責(zé)職 稱備 注1譚文杰本科研項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人高級(jí)工程師、

20、項(xiàng)目經(jīng)理2王佑江施工技術(shù)總負(fù)責(zé)人工程師、項(xiàng)目總工程師3蔣偉科研項(xiàng)目工藝試驗(yàn)工程師，工程部部長(zhǎng)4胡翔施工試驗(yàn)負(fù)責(zé)人工程師，試驗(yàn)主管5崔韶華科研項(xiàng)目工藝試驗(yàn)工程師，安質(zhì)部部長(zhǎng)6張翔科研項(xiàng)目工藝試驗(yàn)助理工程師7王軍工程測(cè)量負(fù)責(zé)人工程師，測(cè)量主管8陳勇工程機(jī)械設(shè)備負(fù)責(zé)人工程師，機(jī)電部部長(zhǎng)9雷建芳科研項(xiàng)目工藝試驗(yàn)助理工程師10段亞文工程測(cè)量助理工程師11童心科研項(xiàng)目工藝試驗(yàn)助理工程師12龔志芳科研項(xiàng)目工藝試驗(yàn)助理工程師13范騰工程測(cè)量助理工程師3工作進(jìn)展情況本項(xiàng)目研究開(kāi)發(fā)進(jìn)度安排以大支坪隧道無(wú)砟道床工程總體施工進(jìn)度計(jì)劃為依據(jù)，并適度超前，以滿足服務(wù)于工程施工為目的。目前該課題研究工作進(jìn)展順利，各子課題具

21、體進(jìn)度如下：1、總體推進(jìn)計(jì)劃2008年4月2009年12月。2、階段推進(jìn)計(jì)劃1、2008年4月：完成科研項(xiàng)目課題立項(xiàng)申請(qǐng)、批復(fù)；2、2008年4月2008年8月：經(jīng)集團(tuán)公司、公司宜萬(wàn)指揮部、五公司和宜萬(wàn)17標(biāo)項(xiàng)目部多方多次研討、比選，形成雙塊式無(wú)砟軌道工具軌法施工實(shí)施性施工方案；3、2008年8月2009年2月：道床板C40減縮防裂防水耐久高性能混凝土配合比選定，形成階段性研究成果；4、2009年2月2009年4月：施工準(zhǔn)備，設(shè)備選定，施作試驗(yàn)段；5、2009年4月2009年12月：雙塊式無(wú)砟軌道實(shí)施階段，采用工具軌法在不利施工環(huán)境下優(yōu)質(zhì)高效完成整體道床施工，形成子項(xiàng)目階段性研究成果；6、20

22、09年12月：完成項(xiàng)目總體研究成果編制并上報(bào)評(píng)審。第3篇 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1 雙塊式無(wú)砟道床在長(zhǎng)隧道內(nèi)施工組織通過(guò)施工方案的比選及隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床施工配套設(shè)備的研究，成功解決了雙塊式無(wú)砟道床在長(zhǎng)隧道有限的空間內(nèi)的物流運(yùn)輸組織，保證了無(wú)砟道床的施工具有一條暢通的物流通道，給隧道內(nèi)施工無(wú)砟軌道提供了必要的前提條件。2 工具軌法施工隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床工具軌法施工雙塊式無(wú)砟道床，其缺點(diǎn)是其支撐軌排不穩(wěn)定，測(cè)量精調(diào)程序復(fù)雜、操作困難，通過(guò)研究改進(jìn)工具軌法在隧道內(nèi)施工雙塊式無(wú)砟道床，成功解決了隧道內(nèi)軌排支撐、加固問(wèn)題及快速精調(diào)測(cè)量等問(wèn)題，提高了工具軌法施工效率，同時(shí)施工設(shè)備投入也大為減少。通過(guò)技術(shù)研究、開(kāi)

23、發(fā)，在有限的投資情況下，工具軌法施工獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。3 長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床板快速精確定位施工技術(shù)通過(guò)研發(fā)快速精確定位施工技術(shù)，成功解決了隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟軌道施工測(cè)量及快速定位、復(fù)測(cè)的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床精確定位的精度要求。本技術(shù)研發(fā)的快速精調(diào)技術(shù)，主要是依靠高精度的全站儀、GRP1000軌道測(cè)量系統(tǒng)及其配套設(shè)備、軟件，通過(guò)不斷的技術(shù)實(shí)踐、優(yōu)化，最終形成的一套科學(xué)的測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快、投入少等優(yōu)點(diǎn)。第4篇 主要研究成果1 長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床綜合施工技術(shù)1.1 大支坪隧道雙塊式無(wú)砟道床設(shè)計(jì)概述1.1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算理論體系的構(gòu)想雙塊式無(wú)砟軌道由混凝

24、土預(yù)制構(gòu)件和就地灌注混凝土所組成，要求其設(shè)計(jì)使用年限為60年。我國(guó)通過(guò)前期無(wú)砟軌道的研究、試鋪和試驗(yàn)以及引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，提出了無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)計(jì)算理論體系的初步構(gòu)想。初步明確設(shè)計(jì)荷載包括列車荷載、溫度影響和基礎(chǔ)變形影響三項(xiàng)；目前考慮的設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要有裂縫與耐久性檢算、軌道剛度、過(guò)渡段、環(huán)境適應(yīng)性（氣候條件、減振降噪等）、接口控制條件、施工維護(hù)臨時(shí)荷載檢算、動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)等。1.1.2 預(yù)制部件的設(shè)計(jì)概況雙塊式無(wú)砟道床預(yù)制部件為雙塊式軌枕，其設(shè)計(jì)年限為60年，軌枕混凝土采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，按容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)，配套扣件采用WJ-7型。雙

25、塊式軌枕由兩塊混凝土塊和兩榀貫穿軌枕底部的鋼筋桁架組成。為了緩解軌枕塊菱角處的應(yīng)力集中，采用半徑為20mm的倒角。鋼筋桁架用以連接兩塊軌枕塊，設(shè)計(jì)上有足夠的強(qiáng)度以保證軌枕在存放、運(yùn)輸和施工中桁架不發(fā)生變形（繞曲、扭曲等），使鋪設(shè)軌道的軌距和軌底坡符合相關(guān)要求。圖1-1 宜萬(wàn)線專用的雙塊式軌枕 圖1-2 WJ-7型扣件剖面圖1.1.3 宜萬(wàn)鐵路雙塊式無(wú)砟軌道軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、道床板的斷面尺寸道床板為就地灌注的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)原則為：利用疊合梁模型計(jì)算，分析比較了列車荷載下道床板的受力和位移，結(jié)合由溫度梯度產(chǎn)生的道床板翹曲應(yīng)力得出，道床板的斷面最佳尺寸：寬度為2800mm，厚度為260mm。圖

26、1-3 大支坪隧道雙塊式無(wú)砟軌道斷面圖從以上計(jì)算結(jié)果示例可以看出，隨著道床板厚度的增加，其翹曲應(yīng)力幾乎成線性增大（見(jiàn)圖1-4所示），荷載彎矩也有增大的趨勢(shì)，而道床板的應(yīng)力和位移量趨于緩慢減小，所以，增加厚度不一定有利。隨著道床板寬度的增加，其正、負(fù)彎矩都趨于減小，下沉量的減小不明顯。綜合各種工況的計(jì)算分析，并考慮了經(jīng)濟(jì)性，道床板厚度取260mm，寬度取2800mm是比較合理的。圖1-4 不同厚度道床板的翹曲應(yīng)力在線下工程施工時(shí)，由于隧道底板標(biāo)高施工誤差、混凝土收縮等原因，造成鋪底面標(biāo)高低于設(shè)計(jì)值，因而造成道床板厚度普遍大于300mm。在實(shí)際施工時(shí)，需將軌道結(jié)構(gòu)高度大于624mm（道床板厚度36

27、3mm）地段進(jìn)行回填，回填至軌道結(jié)構(gòu)高度為521mm（道床板厚260mm），這樣做不但有利于道床板在受列車荷載時(shí)的受力狀況，而且經(jīng)濟(jì)。1.1.4 無(wú)砟軌道路隧過(guò)渡段設(shè)計(jì)在有砟與無(wú)砟之間設(shè)置軌道過(guò)渡段，大支坪隧道的軌道過(guò)渡段一部分設(shè)在隧道洞口處，一部分設(shè)在隧道洞口以內(nèi)，軌道過(guò)渡段內(nèi)設(shè)兩根50kg/m、25m長(zhǎng)的護(hù)軌。1.1.5 相關(guān)接口工程的設(shè)計(jì)圖1-5 道床板縱橫向鋼筋絕緣設(shè)置示意圖1、雙塊式無(wú)砟道床的絕緣措施在道床板上、下層縱、橫向鋼筋的交叉點(diǎn)采用鋼筋卡絕緣方式連接。鋼筋絕緣襯墊材料采用聚乙烯，其體積電阻率大于1014cm3,按GB/T1410的試驗(yàn)方法檢測(cè)。為保證襯墊與鋼筋的緊密連接，絕緣

28、襯墊的卡力不得小于2.5kg，可按相應(yīng)的測(cè)試方法檢查。絕緣襯墊的絕緣電阻應(yīng)大于1012。道床板鋼筋架設(shè)完成后，進(jìn)行絕緣檢查，合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑。2、綜合接地設(shè)計(jì)無(wú)砟軌道中的接地鋼筋利用道床板內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋，每線軌道設(shè)三根縱向接地鋼筋，采用道床板上層軌道中心和最外側(cè)兩根鋼筋，每塊道床板內(nèi)設(shè)一根橫向接地鋼筋，縱橫向接地鋼筋交叉點(diǎn)采用焊接處理，接地鋼筋與其他鋼筋交叉接觸時(shí)，進(jìn)行絕緣處理。道床板接地每100m形成一個(gè)接地單元，接地單元中部與“貫通地線”單點(diǎn)“T”形可靠連接，接地單元之間的接地端子不連接。圖1-6 大支坪隧道無(wú)砟道床接地設(shè)計(jì)示意圖1.2 長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床施工組織方案研究1.2.1

29、 無(wú)砟軌道施工組織設(shè)計(jì)及物流組織方案概述要保證無(wú)砟軌道施工的高質(zhì)量，只能嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，國(guó)內(nèi)管理部門和參建的國(guó)內(nèi)外無(wú)砟軌道施工企業(yè)對(duì)此都沒(méi)有太多異議，但如何保證無(wú)砟軌道施工的高效率，卻有很多不同的看法。因?yàn)闊o(wú)砟軌道的施工效率直接影響工期和設(shè)備投入，施工效率指標(biāo)是否合理將直接影響無(wú)砟軌道施工組織方案的可行性。施工組織方案編制前必須要事先確定該指標(biāo)。在我國(guó)前期研究成果和客運(yùn)專線無(wú)砟軌道引進(jìn)技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，為盡快形成和完善具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界一流水平的無(wú)砟軌道技術(shù)系統(tǒng)，研究和總結(jié)各種條件下無(wú)砟軌道施工物流組織是整個(gè)無(wú)砟軌道體系中非常關(guān)鍵的一環(huán)。1、國(guó)內(nèi)外無(wú)砟軌道施工效率情況分析

30、（1）荷比高速鐵路無(wú)砟軌道施工效率據(jù)德方介紹，荷比高速鐵路無(wú)砟軌道施工初期效率較低，一般只能達(dá)到100m/工班/工作日，隨著熟練度的提升，施工進(jìn)度逐漸加快，一般維持在150200m/工班/工作日，最高峰曾達(dá)300m/工班/工作日。橋梁、隧道、曲線地段施工效率相應(yīng)折減。以2005年第44周荷比高速鐵路無(wú)砟軌道施工效率為例，在有6m平行、等高施工通道可利用的情況下，3個(gè)工作面同步作業(yè)，最快速度達(dá)到4.3km/周（3個(gè)工作面合計(jì)），一般保持在2.53km/周。（2）臺(tái)灣無(wú)砟軌道施工效率我國(guó)臺(tái)灣高速鐵路采用了當(dāng)今最為先進(jìn)、最為成熟的日本板式無(wú)砟軌道技術(shù)和德國(guó)的雙塊式無(wú)砟軌道、岔枕埋入式軌道技術(shù)。大陸的

31、應(yīng)用情況和臺(tái)灣接近，臺(tái)灣高鐵無(wú)砟軌道施工效率對(duì)大陸正在進(jìn)行的無(wú)砟軌道施工具有一定的借鑒意義。臺(tái)灣高速鐵路共有雙塊式Rheda軌道85.690km，劃分為4個(gè)標(biāo)段施工，最多時(shí)安排了21個(gè)工班同步施工，施工用時(shí)48個(gè)月，最高施工效率為4125m/月/工班。統(tǒng)計(jì)標(biāo)明，4個(gè)標(biāo)段平均施工效率為958m/月/工班（橋梁、隧道及曲線段施工效率相應(yīng)折減）。（3）遂渝線無(wú)砟軌道綜合試驗(yàn)段施工效率遂渝線無(wú)砟軌道整個(gè)施工周期內(nèi)，板式無(wú)砟軌道底座平均施工效率為2500m/月/工班;軌道板鋪設(shè)和精調(diào)平均施工效率為3125m/月/工班；雙塊式無(wú)砟軌道底座（攤鋪機(jī)施工）平均施工效率3000m/月/工班；雙塊式道床平均施工效

32、率為1500m/月/工班。2、 綜合研究分析現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外就以下觀點(diǎn)基本可達(dá)成一致：對(duì)無(wú)砟道床施工效率影響最大的是“物流的連續(xù)供應(yīng)”，“具有一條暢通的物流通道”是物流連續(xù)供應(yīng)的必要保證。如何提供一條通暢的物流通道，綜合研究分析國(guó)內(nèi)外無(wú)砟軌道的施工經(jīng)驗(yàn)，主要分為如下兩大類：（1）具備專用施工通道條件在國(guó)外許多國(guó)家，如德國(guó)、荷蘭、比利時(shí)等國(guó)家，在新線鐵路建設(shè)時(shí)，專門設(shè)計(jì)有6m寬、并行和等高的專用施工通道，鐵路建設(shè)時(shí)作為物流運(yùn)輸通道，對(duì)無(wú)砟軌道施工組織極為便利。施工通道在后期運(yùn)營(yíng)時(shí)作為鐵路維修通道使用。荷比高速鐵路有6m平行、等高施工通道可利用的情況下，無(wú)砟軌道施工效率一般保持在34km/月/工班。

33、臺(tái)灣高鐵不具備德國(guó)的良好平行施工通道條件，其雙塊式無(wú)砟軌道施工效率就遠(yuǎn)低于荷比高速鐵路的施工效率，平均施工效率僅為958m/月/工班(橋隧、曲線地段已相應(yīng)折減)。（2）具備可將正線鋼軌用作施工臨時(shí)軌道條件在日本及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，受國(guó)土面積及投資限制，在新線鐵路建設(shè)時(shí)不能并行修建一條很寬的專用施工通道，在其無(wú)砟軌道施工過(guò)程中，多采用臨時(shí)軌道法，設(shè)計(jì)軌行式施工及運(yùn)輸設(shè)備，以提高施工效率。臺(tái)灣采用臨時(shí)軌道運(yùn)輸方法，其無(wú)砟軌道施工平均效率達(dá)到了3580m/月/工班。而我國(guó)的具體國(guó)情、路情是：由于地形條件多樣，受鐵路投資資金限制，不能象德國(guó)、荷蘭、比利時(shí)那樣單獨(dú)修建6m寬的平行、等高施工通道，很多情況下無(wú)

34、法形成全線的貫通施工便道，只能每隔一定距離將施工便道于主干線路連通，物流條件十分困難。此外，我國(guó)客運(yùn)專線鐵路建設(shè)一般將鋪軌工程單獨(dú)招標(biāo)，鋪軌工程要在無(wú)砟道床全部完成后再安排施工，如采用臨時(shí)軌道法施工，施工單位無(wú)法利用正線長(zhǎng)鋼軌，需要單獨(dú)購(gòu)置或租賃臨時(shí)鋼軌，這筆巨大的投資施工單位很難負(fù)擔(dān)得起。綜合研究分析，如果按照現(xiàn)有國(guó)情、路情條件進(jìn)行施工組織，無(wú)砟道床的綜合施工效率達(dá)到2500m/月/工班的水平都十分困難。1.2.2 長(zhǎng)隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床施工組織方案及配套設(shè)備研究在編制施工組織設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)具體的物流條件、工期要求、工裝設(shè)備等條件確定一個(gè)合理的平均施工效率值，再根據(jù)這個(gè)效率值來(lái)編寫詳細(xì)的施工

35、組織設(shè)計(jì)。確定平均施工效率值，這點(diǎn)十分重要。1、大支坪隧道無(wú)砟道床施工效率值的確定由于我部施工的大支坪隧道出口無(wú)砟軌道從洞內(nèi)DK134+030DK137+485段為單線、DK137+485+541段為燕尾式襯砌段、洞口DK137+541DK138+912為雙線段，單線段每隔300米左右設(shè)一聯(lián)絡(luò)通道，共有14處。綜合考慮施工時(shí)運(yùn)輸條件（主要是考慮倒車距離），確定預(yù)留7#和12#橫洞作為車輛運(yùn)輸?shù)纛^通道，其余橫通道均按設(shè)計(jì)施工完成。利用橫洞、原平導(dǎo)、橫通道及、線作為運(yùn)輸通道，、線兩個(gè)工區(qū)同時(shí)施工，兩套機(jī)械設(shè)備、兩組施工人員。根據(jù)大支坪隧道鋪軌工期要求，隧道無(wú)砟道床施工任務(wù)必須在兩個(gè)半月內(nèi)完成。根據(jù)

36、以上條件綜合分析后，確定大支坪隧道無(wú)砟軌道日進(jìn)度75米（單個(gè)作業(yè)面），同時(shí)考慮其他因素影響，不能保證每個(gè)月每天都正常施工，因此確定無(wú)砟施工效率為1950m/月/工作面。2、 大支坪隧道無(wú)砟軌道施工方案比選目前雙塊式無(wú)砟道床的施工方法主要有組合排架法和工具軌法兩種。前者是通過(guò)工廠精確加工軌道組合排架，使用軌道排架作為工具集中組裝軌排，專用制式吊具吊鋪，粗調(diào)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行軌道排架粗調(diào)、軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x控制軌道的精確調(diào)整和固定，泵送混凝土入模，測(cè)量?jī)x綜合檢查控制，混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后拆除組合軌道排架，再利用此排架重新集中組裝軌排，該方法施工簡(jiǎn)便，程序化規(guī)范作業(yè)高，精度易于保證，施工工效高，但施工設(shè)備

37、投入大；而工具軌法則是利用螺桿調(diào)節(jié)器支撐工具軌及雙塊式軌枕，通過(guò)相應(yīng)的加固措施固定及精調(diào)后進(jìn)行混凝土澆注，該方法具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備投入小、具有較高精度。為了在二者中選擇一種經(jīng)濟(jì)、高效且適合隧道內(nèi)施工的方法，我們進(jìn)行了施工方案的比選，方案比選主要考慮施工精度、在隧道內(nèi)施工的操作性、施工效率以及經(jīng)濟(jì)性。（1）組合排架法組合排架法的專用機(jī)具包括組合式軌道排架、專用龍門吊、專用吊具、移動(dòng)組裝平臺(tái)及軌道測(cè)量系統(tǒng)等。根據(jù)大支坪隧道無(wú)砟道床施工效率值，如采用組合排架法施工，一個(gè)工作面則需投入如下表設(shè)備，其中僅僅組合式軌道排架就需要151.2萬(wàn)元。采用組合式排架法施工雙塊式無(wú)砟道床，由于組合式排架具有很好的剛

38、度，因此在施工時(shí)能保證軌道的穩(wěn)定，從而確保了軌道的精度。由于隧道空間有限，大型機(jī)械無(wú)法在其內(nèi)施工，而組合排架法從拼裝到運(yùn)輸?shù)桨惭b均能滿足隧道流水作業(yè)，適合在隧道內(nèi)施工。表1-1 組合排架法施工雙塊式無(wú)砟道床需投入的主要設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1龍門吊5t/跨度5m2臺(tái)單線使用2龍門吊10t/跨度10.6m1臺(tái)拼裝場(chǎng)使用3移動(dòng)式組裝平臺(tái)700cm280cm50cm2個(gè)自行加工4組合式軌道排架250型40榀5平板運(yùn)輸車8t2輛6軌排架吊具250型2套與龍門吊配合7軌枕吊具250型2套8混凝土輸送泵60m3/h2臺(tái)9混凝土罐車6m3410軌道測(cè)量系統(tǒng)GRP10002（2）工具軌法工具軌法施工雙塊式無(wú)

39、砟道床是利用螺桿調(diào)節(jié)器支撐工具軌及雙塊式軌枕，軌枕及工具軌均在作業(yè)面散步，然后由螺桿調(diào)節(jié)器支撐，加固后進(jìn)行粗精調(diào)及澆注混凝土，設(shè)備投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于組合排架法。根據(jù)大支坪隧道無(wú)砟道床施工效率值，采用工具軌法施工，一個(gè)作業(yè)面需投入如下表設(shè)備。表1-2 工具軌法施工雙塊式無(wú)砟道床需投入的主要設(shè)備表序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1龍門吊5t/跨度5m2臺(tái)單線使用2龍門吊10t/跨度10.6m1臺(tái)拼裝場(chǎng)使用4螺桿調(diào)節(jié)器200套5平板運(yùn)輸車8t2輛6軌排架吊具2套自行加工7軌枕吊具2套自行加工8混凝土輸送泵60m3/h2臺(tái)9混凝土罐車6m3410軌道測(cè)量系統(tǒng)GRP10002采用工具軌法施工雙塊式無(wú)砟道床，由于工具軌及軌

40、枕等重量全部由螺桿調(diào)節(jié)器承擔(dān)，因此要求螺桿調(diào)節(jié)器具有良好的工作性能。同時(shí)由于缺少整體排架固定，精調(diào)好的軌道易受外部因素干擾而發(fā)生變化，因此需通過(guò)其他的加固措施加固后才能保證軌道的穩(wěn)定。使用螺桿調(diào)節(jié)器施工雙塊式無(wú)砟軌道，其工藝簡(jiǎn)便，設(shè)備體積很小，非常適合在隧道內(nèi)施工。為了使工具軌法更適合在隧道內(nèi)施工，我部結(jié)合組合排架法對(duì)傳統(tǒng)的工具軌法施工進(jìn)行改進(jìn)及調(diào)整，具體如下表。表1-3 工具軌法施工隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟道床優(yōu)化方法表序號(hào)傳統(tǒng)的工具軌法改進(jìn)后的施工方法優(yōu)點(diǎn)1軌枕、扣件、工具軌全部運(yùn)輸至道床施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。軌枕、扣件、工具軌全部在軌排拼裝場(chǎng)內(nèi)拼裝成軌排，然后由平板車運(yùn)輸至道床施工現(xiàn)場(chǎng)，龍門吊吊裝就

41、位。改進(jìn)的施工方法類似于組合排架法，先在拼裝場(chǎng)將軌枕、扣件及工具軌拼裝好，然后由平板車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，澆注完成后又將工具軌運(yùn)輸至拼裝場(chǎng)重復(fù)利用，這樣使工序區(qū)分明了，形成很好的流水線作業(yè)，施工效率較傳統(tǒng)的方法高；利用自行加工的軌排拼裝臺(tái)座，在保證精度的同時(shí)，節(jié)約了購(gòu)買昂貴的散枕裝置的費(fèi)用。2道床板上下層鋼筋均在道床板施工現(xiàn)場(chǎng)分?jǐn)?、綁軋，且上層鋼筋需待軌排組裝完畢后方能安裝。道床板上、下層鋼筋網(wǎng)片均在軌排拼裝場(chǎng)內(nèi)完成，運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，龍門吊吊裝就位。改進(jìn)的施工方法不僅減少了施工工序間的影響，而且省去了現(xiàn)場(chǎng)綁軋鋼筋的時(shí)間，大大的提高了施工效率。3螺桿調(diào)節(jié)器支撐穩(wěn)定性能較差，尤其是在隧道內(nèi)

42、，由于施工空間有限，施工人員不得不站在拼裝好的軌排上施工，人員的來(lái)往走動(dòng)往往造成軌道排架線型的變化利用自行加工的橫向鎖定將軌排支撐穩(wěn)定，支撐可利用隧道內(nèi)的電纜槽側(cè)壁。每組軌排使用3套橫向鎖定將軌排穩(wěn)穩(wěn)的固定。螺桿調(diào)節(jié)器、軌排與橫向鎖定共同作用就如同一榀組合式軌道排架，但其操作更為簡(jiǎn)便，尤其是在精調(diào)操作時(shí)，調(diào)整線型十分簡(jiǎn)便。與組合排架法相比較，優(yōu)化了的工具軌施工更為簡(jiǎn)便，在保證施工精度的同時(shí)，更適合在隧道內(nèi)施工，同時(shí)還節(jié)約了購(gòu)買組合排架的金額約120萬(wàn)元。在操作上，工具軌法施工更為簡(jiǎn)便，尤其精調(diào)，線型調(diào)整十分簡(jiǎn)易。3、工具軌法施工方案雙塊式無(wú)砟道床施工主要包括雙塊式軌枕運(yùn)輸、線下結(jié)構(gòu)面處理、軌排

43、拼裝、軌排運(yùn)輸、螺桿調(diào)節(jié)器安裝及軌排粗調(diào)、道床板鋼筋綁扎及接地焊接、模板安裝、軌排精調(diào)、混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)、模板拆除、螺桿調(diào)節(jié)器拆卸及倒運(yùn)、工具軌拆除及倒運(yùn)等諸多工序，且物流量大，物流組織復(fù)雜。（1）總體施工方案根據(jù)大支坪隧道出口的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將隧道整體道床的施工分成兩個(gè)工區(qū)，洞口雙線段作為軌排拼裝及鋼筋加工廠。利用橫洞、橫通道及、線作為運(yùn)輸通道，兩個(gè)工區(qū)同時(shí)由洞內(nèi)向洞外施工，兩套機(jī)械設(shè)備、兩組施工人員的總體施工方法。雙塊式無(wú)砟道床所需的所有原材料、工具軌及螺桿調(diào)節(jié)器等均采用汽車運(yùn)輸至工地，由汽車吊及龍門吊卸貨。軌排拼裝采用龍門吊吊運(yùn)雙塊式軌枕及工具軌至拼裝平臺(tái)，然后人工組裝，組裝好的軌排由汽

44、車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，由施工前線的龍門吊將軌排吊運(yùn)至施工段，然后安裝螺桿調(diào)節(jié)器、粗調(diào)、鋼筋安裝、模板安裝、精調(diào)、混凝土澆注等工序。道床板施工各工序根據(jù)進(jìn)度要求劃分成若干區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為一施工循環(huán)（75m）。每個(gè)區(qū)段每天安排各項(xiàng)工序，各工序施工人員每天將對(duì)應(yīng)區(qū)段的工序內(nèi)容完成，第二天則轉(zhuǎn)入下一個(gè)區(qū)段的作業(yè)。隨著所有工序在某一區(qū)段的順利完成，該區(qū)段的無(wú)砟道床施工也隨之結(jié)束。區(qū)段循環(huán)作業(yè)示意見(jiàn)圖1-8。（2）施工物流組織隧道整體道床施工物流通道如下，以線為例，線同線相似：1）DK134+070DK135+258段：橫洞雙線段線12#橫通道車輛調(diào)頭、退至作業(yè)面卸載原路開(kāi)出；2）DK135+258DK136

45、+322段：橫洞雙線段線7#橫通道車輛調(diào)頭、退至作業(yè)面卸載原路開(kāi)出；3）DK133+322DK137+541段：橫洞雙線段燕尾段處車輛調(diào)頭、退至作業(yè)面卸載原路開(kāi)出；4）雙線段：橫洞作業(yè)面調(diào)頭。大支坪隧道無(wú)砟軌道施工物流組織如圖1-7所示。圖1-7 大支坪隧道無(wú)砟軌道施工物流組織示意圖（3）設(shè)備配置根據(jù)上述總體施工方案，道床板施工采用專業(yè)化成套設(shè)備，以單個(gè)工作面日進(jìn)度75米，同時(shí)考慮作業(yè)循環(huán)合理銜接為設(shè)備配置原則。主要設(shè)備、用途和數(shù)量見(jiàn)下表。表1-4 主要施工設(shè)備配置表（單個(gè)作業(yè)面）序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格主要用途單位數(shù)量1自行式龍門吊5t用于吊運(yùn)軌排、工具軌、模板及鋼筋網(wǎng)片臺(tái)12自行式龍門吊10t用于

46、拼裝場(chǎng)內(nèi)吊運(yùn)軌枕、工具軌等臺(tái)13軌枕組裝平臺(tái)自行加工用于軌枕拼裝時(shí)的定位座24工具軌60kg/m用于軌枕拼裝、定位m3605螺桿調(diào)節(jié)器用于支撐軌排套2006定位撐桿自行加工75cm與1500cm兩種用于加強(qiáng)軌排穩(wěn)定性根3007縱向模板30槽鋼，9m/根用于道床板縱向模板m1808橫向模板自行加工成楔形，長(zhǎng)2.8m，高30cm，寬2cm用于道床板橫向伸縮縫塊159混凝土拌和站60m3/h用于拌制混凝土座110混凝土罐車4.8m3用于混凝土的運(yùn)輸輛411混凝土輸送泵HBT60C用于澆注混凝土臺(tái)212混凝土輸送泵管125用于澆注混凝土m20013插入式混凝土搗固棒用于搗固混凝土臺(tái)514軌排運(yùn)輸車用于

47、運(yùn)輸拼裝好的軌排輛115汽車吊8t用于軌枕及其他材料的卸貨輛1表1-5 主要測(cè)量設(shè)備配置表（單作業(yè)面）序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量用途1數(shù)字水準(zhǔn)儀（銦鋼尺）SDL30M套1高程測(cè)量2Leica全站儀TCRP1201臺(tái)1中線測(cè)量、軌道精測(cè)3鋼尺50米把1距離測(cè)量4軌檢尺把3檢測(cè)軌距5GRP1000測(cè)量系統(tǒng)安伯格GRP1000套1軌道精調(diào)部分設(shè)備配置說(shuō)明：1）5t自行式龍門吊：按施工前線最大吊運(yùn)重量為依據(jù)，通過(guò)計(jì)算，最大吊運(yùn)重量為單組軌排，重量約為3.3t，同時(shí)考慮1.5倍安全系數(shù)，因此選擇5t龍門吊完全能滿足施工需求。2）10t自行式龍門吊：該龍門吊用于洞口雙線段軌排拼裝及鋼筋加工場(chǎng)，主要考慮卸

48、貨為最大吊運(yùn)重量。3）360米工具軌：由于混凝土澆注完成后，不能立即拆除工具軌，需待混凝土終凝后方可拆除，因此，工具軌數(shù)量按兩個(gè)作業(yè)循環(huán)考慮。4）200套螺桿調(diào)節(jié)器：每組軌排在第一根軌枕需要配一對(duì)，之后，按照曲線段間隔2根、直線段間隔3根安裝一對(duì)。因此每組軌排需要8套螺桿調(diào)節(jié)器，考慮施工循環(huán)銜接要求，因此需配備200套。5）300根定位撐桿：在每個(gè)螺桿調(diào)節(jié)器處需配3根定位撐桿，考慮施工循環(huán)銜接要求，因此需配300套。定位撐桿自行加工，兩頭加工為絲扣型式，可調(diào)節(jié)長(zhǎng)短。6）180米縱向模板及15塊橫向模板：由于混凝土澆注4.5h后即可拆除縱、橫向模板，因此，縱橫向模板按一個(gè)循環(huán)所需量考慮即可。7）

49、200米輸送泵管：輸送泵管按一個(gè)循環(huán)澆注混凝土，下一個(gè)循環(huán)同時(shí)施工考慮。無(wú)砟道床施工示意圖可見(jiàn)圖1-8。1.3 雙塊式無(wú)砟道床工程材料技術(shù)雙塊式無(wú)碴軌道是以混凝土道床板取代散粒道砟而組成的軌道結(jié)構(gòu)形式。其中，混凝土是其采用的主要工程材料。無(wú)砟軌道技術(shù)的推廣和應(yīng)用，擴(kuò)大了水泥基材料的應(yīng)用范圍。無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)中特殊的結(jié)構(gòu)形式以及不同混凝土結(jié)構(gòu)在無(wú)砟軌道體系中所起到的作用不同，決定了其相應(yīng)的性能指標(biāo)及其技術(shù)要求。本節(jié)著重講述無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工的混凝土材料技術(shù)，為今后類似工程的施工提供參考。1.3.1 道床混凝土技術(shù)1、道床混凝土原材料技術(shù)要求大支坪隧道雙塊式無(wú)砟軌道道床板設(shè)計(jì)為C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

50、為了滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)客運(yùn)專線高性能混凝土技術(shù)條件，道床板混凝土原材料品質(zhì)應(yīng)滿足如下技術(shù)要求。（1）水泥水泥應(yīng)選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，混合材料宜為礦渣或粉煤灰。水泥的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1-6的要求。表1-6 水泥的技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng)目硅酸鹽水泥普硅水泥42.5級(jí)32.5級(jí)42.5級(jí)1抗壓強(qiáng)度（Mpa）3d17.011.016.028d42.532.542.52抗折強(qiáng)度（Mpa）3d3.52.53.528d6.55.56.53凝結(jié)時(shí)間（min）初凝4545終凝3906004安定性合格合格5比表面積（/kg）300500-680m方孔篩篩余（%）-10.07不溶物含量（%）0.75型1.5型-8

51、燒失量（%）3.0型3.5型5.09孰料中的C3A含量（%）8%,氯鹽環(huán)境下10%10三氧化硫含量（%）3.511氧化鎂含量（%）5.012游離氧化鈣含量（%）1.013氯離子含量（%）0.114堿含量（%）0.8（2）粉煤灰粉煤灰應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，宜選用國(guó)標(biāo)級(jí)粉煤灰，但應(yīng)控制粉煤灰的燒失量不大于5.0%。粉煤灰的具體質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1-7的要求。表1-7 粉煤灰的技術(shù)要求序號(hào)名稱技術(shù)要求1細(xì)度（%）202需水量比(%)1053燒失量（%）5.04氯離子含量（%）0.025含水量（%）1.0（干排灰）6SO3含量（%）3.07CaO含量（%）10（對(duì)于硫酸鹽侵蝕環(huán)境）8游離CaO含量（%）

52、F類粉煤灰：1.0C類粉煤灰：4.09安定性（mm）（雷氏夾沸煮后增加距離）C類粉煤灰：5.0（3）細(xì)骨料細(xì)骨料應(yīng)選用處于級(jí)配區(qū)的中粗河沙。細(xì)骨料的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1-8的要求。表1-8 細(xì)骨料的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求含泥量（%）2.5泥塊含量（%）0.5云母含量（%）0.5輕物質(zhì)含量（%）0.5氯離子含量（%）0.02硫化物及硫酸鹽含量（折算成SO3）（%）0.5有機(jī)物含量（用比色法試驗(yàn)）顏色不應(yīng)深于標(biāo)準(zhǔn)色。如深于標(biāo)準(zhǔn)色，則按水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度比不低于0.95。細(xì)度模數(shù)2.3堅(jiān)固性（質(zhì)量損失率）（%）8吸水率（%）2堿活性巖相法礦物組成和類型鑒定快速砂漿棒法砂漿棒膨

53、脹率小于0.30%人工砂壓碎指標(biāo)值25%（4）粗骨料粗骨料應(yīng)選用二級(jí)或多級(jí)配的碎石。粗骨料的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1-9的要求，且其表面不得有明顯的水銹現(xiàn)象。表1-9 粗骨料壓碎指標(biāo)值混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30C30巖石種類沉積巖（水成巖）變質(zhì)巖或深成的火成巖火成巖沉積巖（水成巖）變質(zhì)巖或深成的火成巖火成巖碎石162030101213碎卵石1612注：對(duì)于壓碎指標(biāo)值不符合表1-9規(guī)定的粗骨料，可通過(guò)試驗(yàn)，建立巖石抗壓強(qiáng)度與壓碎指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確認(rèn)巖石抗壓強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比比小于1.5且混凝土的力學(xué)及耐久性能滿足要求后，方可使用。表1-10 粗骨料的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求C30C30C45C50含泥量（

54、%）1.01.00.5泥塊含量（%）0.25針、片狀顆粒總含量（%）10108硫化物及硫酸鹽含量（折算成SO3）（%）0.5氯離子含量（%）0.02碎卵石中有機(jī)質(zhì)含量（用比色法試驗(yàn)）顏色不應(yīng)深于標(biāo)準(zhǔn)色。如深于標(biāo)準(zhǔn)色，應(yīng)配置成混凝土進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度比不低于0.95。緊密空隙率（%）40吸水率（%）2%（用于干濕交替或凍融循環(huán)下的混凝土應(yīng)小于1%）巖石抗壓強(qiáng)度（%）（巖石抗壓強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比）1.5堅(jiān)固性（質(zhì)量損失率）（%）8堿活性巖相法礦物組成和類型鑒定快速砂漿棒法砂漿棒膨脹率小于0.30%巖石柱法巖石柱膨脹率小于0.10%（5）外加劑外加劑的品名應(yīng)符合混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

55、的要求?；炷林胁坏脫饺胫T如防腐蝕劑、抗裂劑等無(wú)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范的產(chǎn)品。摻入混凝土中的外加劑的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1-11的要求。表1-11 外加劑的技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)要求備注1水泥凈漿流動(dòng)度（mm）2402硫酸鈉含量（%）5.03氯離子含量（%）0.24堿含量（Na2O+0.658K2O）（%）5.05減水率（%）206含氣量（%）3.0用于配制非抗凍混凝土?xí)r4.5用于配制抗凍混凝土?xí)r7坍落度保留值（mm）30min180用于泵送混凝土?xí)r60min1508常壓泌水率比（%）20用于泵送混凝土?xí)r9壓力泌水率比（%）9010抗壓強(qiáng)度比（%）3d1307d12528d12011對(duì)鋼筋銹蝕作用無(wú)銹蝕12收縮

56、率比（%）13513相對(duì)耐久性指標(biāo)（%），200次80（6）拌和用水拌和用水可直接采用飲用水，同時(shí)保證水的質(zhì)量指標(biāo)符合表1-12的規(guī)定。表1-12 拌和用水的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土素混凝土pH值4.54.54.5不溶物（mg/L）200020005000可溶物（mg/L）2000500010000氯化物（以CI-計(jì)）（mg/L）50010003500硫酸鹽（以SO42-計(jì)）（mg/L）60020002700堿含量（以當(dāng)量Na2O計(jì)）（mg/L）1500150015002、 道床板混凝土技術(shù)性能要求（1）配合比要求混凝土粗骨料應(yīng)采用二級(jí)或三級(jí)級(jí)配的連續(xù)粒級(jí)碎石，混合后的骨料的

57、緊密推給孔隙率不宜大于40%?；炷恋哪z凝材料用量不超過(guò)420kg/m3?；炷恋臐{固比不宜超過(guò)30：70?；炷恋乃z比不宜大于0.45?；炷林袘?yīng)摻入適量的粉煤灰、礦渣等礦物摻和料。（2）混凝土工作性能要求現(xiàn)澆道床板混凝土采用泵送法施工，要求混凝土具有與施工工藝相適應(yīng)的工作性能，主要控制指標(biāo)為坍落度和擴(kuò)展度。為保證混凝土的施工性能以及良好的外觀質(zhì)量，要求混凝土拌合物初始坍落度控制在190210mm，1h后的坍落度能滿足施工要求；擴(kuò)展度在460500mm，1h后440mm；含氣量控制在3%5%范圍內(nèi)。（3）耐久性指標(biāo)為確?；炷恋哪途眯?，滿足結(jié)構(gòu)使用年限要求，現(xiàn)澆道床板混凝土還應(yīng)滿足以下指標(biāo)

58、：通電量1500C,凍融循環(huán)次數(shù)300次，抗?jié)B性P200?；炷林胁煌牧蠋氲穆入x子總量占膠凝材料總量的比例不應(yīng)超過(guò)0.1%。1.3.2 道床板伸縮縫填縫材料1、道床板伸縮縫概述大支坪隧道雙塊式軌枕道床板每隔6.25m設(shè)伸縮縫，寬度20mm，伸縮縫應(yīng)充填防水材料，不良的填縫材料可能會(huì)對(duì)軌下基礎(chǔ)產(chǎn)生如下不良影響：（1）接縫滲水由于填縫材料不能與混凝土板很好地粘結(jié)，特別是氣溫較低時(shí)，其收縮縫隙更大，使地面水滲入到混凝土板下基層中去，造成地基承載能力降低及強(qiáng)度不均，特別是冬季加劇不均勻的凍脹，致使道床板損壞。（2）填縫料外溢由于氣溫較高時(shí)，混凝土板膨脹，如填縫材料壓縮性能及熱穩(wěn)定性能差，就容易流

59、淌并從縫隙中溢出。（3）雜質(zhì)嵌入如填縫料抗嵌入能力差，雜質(zhì)極易嵌入縫中，則接縫失去脹縮能力，致使板產(chǎn)生拱脹及斷裂，尤其是小粒徑石塊嵌入時(shí)，使壓力集中，將造成接縫附近混凝土塊的擠碎。2、道床板伸縮縫防水材料的種類目前鐵路行業(yè)還沒(méi)有道床板伸縮縫防水材料的規(guī)范，目前客運(yùn)專線參照客運(yùn)專線鐵路橋梁伸縮縫裝置技術(shù)條件中伸縮縫材料標(biāo)準(zhǔn)，填縫料施工方式可分為加熱施工式和常溫施工式兩種。（1）加熱施工式加熱施工式的填縫材料主要有瀝青橡膠及改性瀝青類和聚氯乙烯膠泥類。瀝青類嵌縫材料是以石油瀝青為基礎(chǔ)，加入改性材料（如橡膠、樹(shù)脂等）、稀釋劑、填料等配置而成的黑色膏狀嵌縫材料。聚氯乙烯膠泥系嵌縫材料是以煤焦油為基料，

60、按一定比列加入聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑擠、穩(wěn)定劑以及填充料，在130C140C溫度下經(jīng)塑化而成的熱施工防水接縫材料。宜萬(wàn)鐵路大支坪隧道雙塊式無(wú)碴軌道采用的就是瀝青嵌縫材料。這類材料的突出優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，且具有較好的防水性能，但是施工后耐久性差，易老化變形，回彈性能差，美觀方面也欠佳，如圖1-9所示。圖1-9 大支坪隧道雙塊式無(wú)砟軌道道床板瀝青嵌縫（2）常溫施工式常溫施工式嵌縫材料主要有聚氨酯類、氯丁橡膠類、聚硫橡膠類及聚氨酯彈性嵌縫料。3、填縫材料技術(shù)要求根據(jù)對(duì)大支坪隧道無(wú)砟軌道道床板嵌縫材料施工的分析，理想的填縫材料應(yīng)該具有以下的性能：（1）良好的防水滲透性能；（2）回填率高并長(zhǎng)期保持彈性和韌性；