单线铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道施工技术

单线铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道施工技术
赵静
【摘要】结合衢宁铁路福建段隧道内弹性支承块式无砟轨道的施工,介绍弹性支承块式无砟轨道精调、道床施工工艺、创新施工方法等,为类似工程提供借鉴.【期刊名称】《辽宁省交通高等专科学校学报》
【年(卷),期】2019(021)002
【总页数】5页(P22-26)
【关键词】弹性支承块道床板施工技术
【作者】赵静
【作者单位】中铁十九局集团第三工程有限公司, 辽宁沈阳 110136
【正文语种】中文
【中图分类】U455.4
1 工程概况
新建衢州至宁德铁路（福建段）站前工程QNFJZQ-4标段，起讫里程为
DK340+383.88-DK379+605.85，正线长39.149km，其中隧道十三座合计31.5km。

本工程为单线铁路、设计时速160km/h，长度超过1km的隧道采用弹性支撑块无砟轨道。

衢宁铁路福建段长度1km及以上的隧道、隧道群铺设弹性支撑块无砟轨道，轨道结构高度为600mm，轨道结构从上至下依次为弹条Ⅶ型扣件、预制C50混凝支
承块、支承块下弹性垫板、橡胶套靴及道床板等组成。

经过衢宁铁路福建段弹性支撑块无砟轨道，总结出一套单线铁路弹性支撑块无砟轨道施工技术工艺和方法，为今后类似工程提供了值得借鉴的施工经验和方法。

2 弹性支撑块无砟轨道道床板技术标准
（1）道床板结构：道床板混凝土强度等级为C40，混凝土在轨排精调完成后浇筑，内轨轨下截面处道床顶面低于支承块顶面63mm。

隧道内道床板为分块结构，道床板宽度为2800mm，厚度为351mm，每块道床
板长度一般为 6.58m （0.29+0.6×10+0.29=6.58m），根据具体情况可适当调整，长度可为5～7.5m，两块道床板间设置伸缩缝，伸缩缝宽度为20mm，用聚
乙烯泡沫板填充，聚氨酯密封胶密封。

在隧道沉降缝处道床板对应设置20mm宽伸缩缝。

混凝土道床内钢筋采用HRB400级，所有钢筋交叉位置均采用钢筋绝缘卡连接，
钢筋绝缘卡具有连接、固定、绝缘及使钢筋之间达到屏蔽的作用，保障轨道电路安全导通。

曲线超高在混凝土道床上设置，采用外轨抬高方式，并在缓和曲线范围完成过渡。

（2）道床板排水：道床板顶面设置横向1%的人字排水坡，曲线地段按超高设置
一面坡。

（3）钢轨：钢轨采用60N （60kg/m）、100m定尺长U75V无螺栓孔新钢轨，钢轨质量标准应符合《43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》（TB/T2344-2010）及《60N、75N钢轨暂行技术条件》（TJ/GW142-2015）的相关规定，曲线半
径R≤1200m的曲线地段应选用U75V热处理钢轨。

（4）扣件：隧道内弹性支承块式无砟轨道扣件采用客货共线用弹条Ⅶ扣件（图号：研线1201），其技术要求应符合Q/CR 481-2015的规定，其中轨下堑板的静刚度：100-120kN/mm。

扣件支点间距一般为600mm，施工时可根据现场情况均匀调整，扣件支点间距调整范围575～625mm。

（5）支承块：弹性支承块式无砟轨道支承块式为C50钢筋混凝土结构，在工厂预制，按1667对/km进行铺设，技术条件应满足《客货共线铁路隧道内弹性支承
块式无砟轨道用部件暂行技术条件》相关要求。

支承块表面不得有裂纹，支承块四侧面宜设置一定坡度，方便混凝土支承块脱模和运营后的养护维修；支承块上部宜宽于橡胶套靴，减少灰尘和水进入套靴。

（6）支承块下弹性垫板：弹性垫板材料应采用三元乙丙橡胶制作，不得掺用其它胶种和再生胶。

块下垫板结构尺寸为672mm×281mm×12mm，静刚度为60KN/mm～
90KN/mm。

（7）橡胶套靴：橡胶套靴应在轨道部定点橡胶制品厂加工生产。

橡胶套靴材料应采用三元乙丙橡胶制作，不得掺用其它胶种和再生胶。

橡胶套靴结构尺寸为694mm×304mm×7mm，套靴静刚度为200KN/mm～
300KN/mm （从套靴小侧面取样）。

（8）道床板与隧道基底连接
线路中心线2.6m范围内的隧道仰拱（底板）混凝土结构应进行拉毛或凿毛处理，其表面浮砟、碎片、油渍等应清除干净，无积水。

道床板与下部基础通过植筋进行可靠连接，为轨道结构提供限位。

距洞口50m范围内，每相邻两枕或支承块间植一排5根钢筋；距洞口50～200m范围内，每隔
一根轨枕或支承块植一排5根钢筋；距洞口大于200m范围内，每块板下植5排（每排3根）钢筋。

植筋采用HRB400螺纹钢筋，距洞口200m范围内，钢筋直径为20mm，距洞口大于200m范围内，钢筋直径为16mm。

钢筋长度为
480mm，其中采用植筋胶植入隧道仰拱回填层或底板内的长度为200mm。

设伸
邻两轨枕中间并避免与道床板结构筋相碰。

3 弹性支撑块无砟轨道施工工艺
3.1 隧道底板及仰拱回填面处理
在进行无砟轨道施工前，将要浇筑道床混凝土范围内的隧道仰拱回填层或底板表面采用徐工XM200K大型铣刨机进行凿毛处理，平均粗糙度达到凿毛深度
1.5mm～
2.0mm，露出新鲜混凝土面积不低于总面积的75%。

将凿毛留下的混凝土碎渣、杂物清理干净，并用高压水将混凝土表面冲洗干净，确保道床基底无杂物积水。

3.2 弹性支承块无砟道床板施工
（1）测量放样
将道床底面清洗干净无积水后，通过CPⅢ控制点每隔6.6m在地面上测量放出混凝土道床模板边线和剪力钢筋预埋位置。

（2）无砟轨道道床钢筋安装
边框线可以石笔或粉笔画出，根据设计图纸采用角钢制作钢筋定位卡具，先将定位卡具固定好后安装底层钢筋；按梅花型布置预制好的C40混凝土垫块，每平米不少于4块，确保道床底部保护层厚度。

除接地钢筋以外的所有钢筋均安装绝缘卡进行绝缘，绑扎后剪去多余的塑料带。

道床板与下部基础通过植筋进行可靠连接，为轨道结构提供限位。

距洞口50m范围内，每相邻两枕或支承块间植一排5根钢筋；距洞口50～200m范围内，每隔一根轨枕或支承块植一排5根钢筋；距洞口大于200m范围内，每块板下植5排（每排3根）钢筋。

植筋采用HRB400螺纹钢筋，距洞口200m范围内，钢筋直径为20mm，距洞口大于200m范围内，钢筋直径为16mm。

钢筋长度为
480mm，其中采用植筋胶植入隧道仰拱回填层或底板内的长度为200mm。

设伸
邻两轨枕中间并避免与道床板结构筋相碰。

架立筋采用φ12mm螺纹钢，每组支
承块设置5×2根，每块道床板共110根。

架立筋仅与纵向钢筋绑扎，且与纵、横向钢筋之间可靠绝缘。

弹性支承块箍筋采用φ12mm螺纹钢，每个支承块设置3根，每块道床板共66根。

箍筋应采用绝缘卡可靠绝缘，并与其他道床板钢筋绝缘，钢筋绝缘卡体积电阻率不小于1*1014Ω·cm，绝缘卡的卡力不得小于2.5kg。

（3）无砟轨道道床模板安装
模板采用与轨排配套的定型钢模板，每块长度2200mm，每榀轨排单侧设置3块对称布置。

检查模板平整度及模板整洁情况，均匀涂刷脱模剂，按顺序铺设纵向模板，模板下方与隧底空隙采用泡沫胶填充密实，模板间应安装双面胶止浆条，防止漏浆。

模板安装后，注意接地端子的设置，并在模板对应位置用红色油漆标示。

（4）伸缩缝安装
在前后两块混凝土道床之间设置伸缩缝设并贯通整个道床横断面，宽度为2cm。

伸缩缝采用聚乙烯泡沫板填充，顶面和侧边用聚氨酯密封胶封闭。

为保证伸缩缝垂直平顺，混凝土浇筑前在嵌缝板后方安装一块长度为280cm、宽
度为35cm、厚度为4mm的钢板，钢板上方焊接L50*50角钢补强，混凝土浇筑完成轨排拆除后提起钢板，将内嵌的聚乙烯泡沫板留置在两块混凝土道床之间。

（5）综合接地钢筋安装及绝缘电阻测试
①接地钢筋连接
接地钢筋采用“L”型圆钢，截面积不小于200平方毫米。

每块混凝土道床上层
三根纵向结构钢筋（走形轨中间1根和最外侧两根）与一根横向钢筋（道床板上层中间部位1根横向结构钢筋）进行焊接。

②接地端子安装
每块道床板两端各设1个接地端子，端子离板端距离宜为100-150mm间。

先用
长度为0.4m的不锈钢钢缆将道床板纵向上连接形成长度不大于100m的接地单元，再以长度约3m的不锈钢钢缆将接地单元与预埋贯通地线的接地端子进行单
点T形连接接地。

接地钢缆为不锈钢材质，截面不小于120平方毫米。

（6）轨排组装和吊装
在距离无砟轨道施工作业面30m位置设置一个移动式分枕平台，。

分枕平台底部为1cm钢板，钢板上面按60cm纵向间距焊接上L25*25角钢作为弹性支撑块的
定位卡具。

弹性支撑块由人工放在分枕平台角钢卡具对应位置，然后按顺序安装弹条Ⅶ型扣件各部件。

弹条Ⅶ型扣件（以下简称扣件）由T型螺栓、平垫圈、螺母、弹条、轨距挡板、绝缘轨距块、轨下垫板和预埋铁座组成，此外为了钢轨高低位置调整需要，还包括轨下调高垫板和轨距挡板下调高垫板。

弹性支撑块在分枕平台上定位好后先安装轨下垫板和T型螺栓、轨距挡板，用龙门吊按照轨枕位置安放轨排，轨排就位后再安装绝缘轨距块、弹条、平垫圈、螺母。

组装好的轨排架采用龙门吊运输，按设计位置安放在已绑扎后的道床钢筋上方。

（7）轨排粗调
轨排粗调利用轨排的丝杠支腿（调整高程和水平）和轨向锁定器（调整轨道中心）进行，调整原则以先中线后水平的顺序循环进行。

龙门吊从组装平台上吊起轨排运至铺设地点，按照已放好轨道中线和高程粗略定位。

相邻轨排使用鱼尾板将两个轨排连接起来（夹板一定要夹紧），轨排连续后检查
接头平顺性，并进行相应的微调整。

采用轨向锁定器固定轨排的水平方向，轨向锁定器的一端支撑至轨排的横梁上，另一端支撑到水沟电缆槽侧壁上。

利用轨道中线点参照轨排框架上的中线基准器进行轨排中线的定位调整，左右调节轨向锁定器进行调整。

旋动竖向支撑螺杆进行高程方向的粗调。

粗调后的轨排定位误差控制标准：高程-10～0mm、中线±10mm。

（8）轨排精调
为了轨道平顺行达到设计要求，保证列车运行安全，在无砟轨道浇筑混凝土前需要使用轨道几何状态检测仪对轨排进行精准测量，即轨排精调。

精调采用仪器为安伯格GRP1000轨道几何状态检测仪，用于轨道几何形状测量，通过内置的轨距测量、超高测量和里程测量的传感器进行测量作业；同时使用徕卡TS30自动全站仪和自带棱镜来确定轨检小车的位置，以提供轨道上每一个测量点的绝对坐标和轨道参数。

应以“定点定位，顺序进行，两点一线”的原则进行，搭接测量段和顺接段长度
在8～10根钢轨之间（我们一般取10根，每循环端部预留11榀轨排，便于与下一循环精调搭接。

精调顺序为先中线后高程。

调整轨向调整器，调整轨道中线，一次调整2组，两
侧同时进行调整。

轨排第一遍精调完成后拍偏差应在1mm以内，相邻轨排用接头夹板进行连接，鱼尾板处扣件应安装到位。

钢轨接头处应平顺，不得有错牙或错台。

再次对轨排进行精调，精调完成后采用轨道几何状态测量仪逐根轨枕进行检测调整，确保轨枕几何形位允许偏差符合规定。

①精调准备及要求
（a）安伯格GRP1000轨道几何状态检测仪、徕卡TS30自动全站仪各一套，测
量设备均鉴定合格且自行检校合格。

配置日本松下军用型笔记本电脑，防尘、防摔、防水；可供现场采集数据亦可作为后期数据处理及输出报表使用。

（b）无砟轨道测量时全站仪采用自由设站法定位，通过观测附近8个固定在隧道边墙上的控制点棱镜，自动平差、计算确定位置。

改变测站位置，必须至少交叉观测后方利用过的6个控制点。

每工作面配备1台具有自动搜索、跟踪、计算、传
输数据功能的全站仪。

（c）测量轨道数据，全站仪测量轨道精测小车顶端棱镜，小车自动测量轨矩、超高。

（d）反馈信息，接收观测数据，通过配套软件，计算轨道平面位置、水平、超高、轨距等数据，将误差值迅速反馈到精测小车的电脑显示屏幕上，指导轨道调整。

平面位置和高程偏差控制在0.7mm以内；超高偏差控制在0.5mm以内；相邻两个螺杆调节器平面和高程偏差之差不超过0.5mm，超高偏差之差不超高0.5mm。

（e）调整标高。

用普通六角螺帽扳手，旋转竖向螺杆，调整轨道水平、超高。

高度尽量往上调整，不下调。

（f）调整中线。

采用双头调节扳手，调整轨道中线。

（g）按指定间距，在设站区间内逐点采集数据。

浇筑前轨排要全部精调完成，并逐枕采集数据；浇筑结束后要及时进行复检。

（9）混凝土浇筑
①浇注方法
采用两台HZS120型自动计量拌合站集中生产混凝土，根据运距采用2～3台混凝土运输车将混凝土运输至作业面，通过2台龙门吊和2个容量2.5m3吊斗将混凝土浇筑入模，插入式振捣器振捣。

轨排精确调整和固定完毕，验收合格后，方可逐段浇筑道床混凝土。

②浇筑前准备工作
（a）清理支承层或底座表面的杂物。

（b）复测轨排几何状态、钢筋、模板状态、复测接地及绝缘性能。

满足要求后方可进行混凝土浇筑。

（c）采用轨枕保护罩、土工布对钢轨、扣件、螺杆调整器、轨枕和轨排进行保护，防止浇筑混凝土过程中造成污染。

（d）对调节螺栓安装保护套，便于混凝土浇筑后拆卸。

（e）对浇筑道床板范围的支承层或底座及轨枕洒水湿润，但应保证不积水。

（f）混凝土道床浇筑前应将绑扎钢筋的绝缘卡绑扎带露出部分剪除，并清理干净。

③施工技术要点
（a）为了使混凝土基面与道床混凝土达到较佳的结合，采用高压风对基面内的灰尘、杂物再次清理，采用喷雾器润湿混凝土基面和弹性支撑块，但不得有积水。

（b）采用吊斗浇筑时，用吊斗将混凝土吊至待浇筑的轨排上方（下料口离轨顶不可过高，小于1米为宜，尽量与轨顶面平齐），开启吊斗阀门下料；下料时吊斗
要位于轨排两个相邻横梁中间，防止混凝土冲击轨排；同时吊斗下料周围的弹性支撑块及扣件用轨枕保护套保护，轨排钢轨及横梁用土工布保护，防止下料和混凝土振捣振捣时对其产生污染。

每板道床板浇筑的混凝土量计量后入模，混凝土量不得多于所需量防止产生二次清除；浇筑时不得使大量人员进入道床内作业，防止对轨排造成过度扰动。

（c）混凝土浇筑时采用ZN50型软轴振动棒对大面积混凝土进行振捣，采用
ZN30型软轴振动棒对钢筋较密的部位进行振。

振捣过后的部位采用定型坡度尺对混凝土表面的高程和横坡进行检查，用木抹将混凝土表面修整到设计要求的标高和坡度。

然后用毛刷蘸水将清理飞溅到扣件、轨排上的混凝土水泥浆。

（10）收面
表层混凝土振捣完成后，及时修整、抹平混凝土裸露面，道床板表面平整、不积水，利用混凝土原浆抹面，严禁在混凝土表面洒水抹面。

直线地段的道床板顶面抹成1%人字坡，曲线地段按照超高渐变，以利于排水。

混凝土顶面标高根据钢轨表面至道床表面的固定间距控制，依据钢轨表面至混凝土表面的距离自制坡度尺控制混凝土标高，同时使用1米长水平尺控制道床板平整度。

混凝土入模后半小时内用木抹
完成粗平同时木抹能达到提浆效果，1小时后再用钢抹抹平（针对轨轨排下方及钢轨底部应使用长抹子抹平）。

为防止混凝土表面失水产生细小裂纹，在混凝土初凝前（入模3小时左右）进行二次抹面压光，根据试验同条件养护试件混凝土初凝后，及时松开螺杆调整器、扣件和鱼尾板，释放钢轨温度应力。

混凝土入模5到6小时后（终凝前）完成第3次压光收面。

最后一次收面时要将轨排拆除，倒运至工作面后方，以免出现收面不均匀、平整度差的情况。

弹性支承块四周混凝土顶面低于套靴翼缘2mm
弹性支撑块周围做为无砟轨道混凝土浇筑重点控制地段，浇筑前应对弹性支撑块四周进行湿润有利于混混凝土与弹性支撑块的粘贴，针对弹性支撑块四周的收面应采用专用小抹子对弹性支撑块四周进行压光。

（11）拆除轨排及模板
道床板混凝土强度达到5Mpa，可拆除轨道轨排。

混凝土在凝固过程中，当用手
指压混凝土表面无明显痕迹即可开始拧松竖向螺杆1/4圈，即可开始拧松竖向螺
杆1/4圈，同时将扣件应力释放20%，释放钢轨应力。

混凝土初凝3小时后将竖向螺杆松动3/4圈（转90度），同时解除钢轨全部扣件应力，（用手可以转动螺栓），使钢轨处于不受约束状态，并松开鱼尾板的螺栓。

轨排及模板拆除后应安排人员及时对轨排、弹性支撑块、钢轨、扣件、螺杆调整器等进行清理，切实做到完成一道工序，合格一道工序，不给下一道工序留隐患。

剩余的砼应集中处理，严禁倒入排水沟和电缆槽内。

（12）养护
混凝土初凝后表面立即洒水，再铺设一层复合土工布，然后在土工布上进行洒水，至少养护7d。

4 结束语
弹性支撑块式无砟轨道在西康二线、呼准鄂、蒙华运煤通道等多条铁路上应用，通车运行后使用效果良好，是单线铁路无砟轨道主要的结构形式。

通过衢宁铁路弹性支撑块式无砟轨道施工，总结出如下三方面，可为今后类似工程施工起到借鉴作用：（1）弹性支撑块下方通常设置三层箍筋，第一层钢筋位于套靴翼缘与道床顶层钢筋之间。

在施工过程中，由于道床内除接地钢筋外其他钢筋不允许连接，导致第一
层箍筋很难固定。

通过优化设计方案，将第一层箍筋与道床顶板钢筋采用绝缘卡进行搭接，这样既对箍筋位置未做较大调整，又保证了道床内钢筋不能搭接的硬性条件。

（2）弹性支撑块与其外部安装的套靴间存在一条细微的缝隙，在储存和浇筑混凝土过程中易进水和水泥浆，如果发生这种情况会对无砟轨道质量造成影响。

在施工过程中为防止这种情况发生，在弹性支撑块进场后采用透明胶带将弹性支撑块与套靴的缝隙粘贴严密，在道床混凝土浇筑完毕后用壁纸刀将透明胶带拆除。

（3）根据设计图纸在每块混凝土道床间设置2cm厚的聚乙烯泡沫板作为伸缩缝。

在混凝土浇筑过程中，由于混凝土流动的推力和振捣棒的振动力，会导致聚乙烯泡沫板变形致使伸缩缝位置偏移。

通过工艺优化，在安装聚乙烯泡沫板的同时在其一侧方安装一块长度为280cm、宽度为35cm、厚度为4mm的钢板，钢板上方焊
接L50*50角钢与道床模板固定，保证聚乙烯泡沫板不发生变形，在混凝土浇筑完成轨排拆除后提起钢板，对道床混凝土不会造成任何损坏。

参考文献
【相关文献】
［1］中铁八局集团有限公司.高速铁路轨道工程施工质量验收标准：TB10754-2010［S］.北京：
中国铁道出版社，2011：73-82.
［2］中铁一局集团有限公司.铁建设〔2010〕241号高速铁路轨道施工技术指南［S］.北京：中
国铁道出版社，2011：84-97.
［3］中铁二十三局集团有限公司.铁建设函〔2009〕674号高速铁路无砟轨道工程施工精调作业
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