CN112962366A - 一种山区crtsⅲ型轨道板倒铺施工方法 - Google Patents

Abstract

高铁山区建设环境下的无砟轨道施工技术领域，特别涉及一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法。施工过程中没有物流通道进行轨道板等材料的运输，以底座为运输通道，以轨道两侧的路基为合适的存板点，采取由远及近的倒铺法，粗铺、精调、灌注和带模养护顺次进行铺设的手段，使各工序紧密衔接，形成流水线式的施工工艺，极大节约了修建施工的投入，存取板更加方便，提高了轨道板的二次转运效率，保证了轨道板的铺设质量，极大的提高了山区特殊地形的建设环境下板式无砟道床铺设效率。

Description

一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法

技术领域

本发明涉及高铁山区建设环境下的无砟轨道施工技术领域，特别涉及一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法。

背景技术

CRTSⅢ型板式无砟轨道是在总结国内外无砟轨道设计、施工和运营经验的基础上，自主研发的新一代无砟轨道结构。现有CRTSⅢ型板铺设施工方法立足平原地区，铁路线路多为高架桥、路基结构，施工便道与之平行相邻，施工车辆能到达任意施工点，交通条件相对较好，轨道板铺设基本采用“侧铺法”施工技术。轨道板、混凝土及其他原材料均通过便道运输，底座及铺板不受物流通道限制，各工序作业可独立进行，施工可多点开花，工效较高。近年来，随着国家大力发展高速铁路网，东部平原地区和经济发达地区高速铁路网日渐完善，铁路建设重心逐渐转向西部山区和经济落后地区，山区高速铁路建设逐渐增多，而现有CRTSⅢ型板式无砟轨道铺设技术存在如下技术缺陷：

(1)山区地形复杂，施工范围桥隧密集、交通条件差，轨道板无法运到桥下、桥墩高无法吊板上桥，轨道板存放困难。

(2)新建铁路受山区地形限制，无法沿线修建施工便道，铺板作业面所需的设备、材料、机具等资源运输困难。

(3)铺板作业面受地形及桥隧密集限制，各工序必须紧密衔接，才能保证工序循环作业和施工工效，作业面施工组织困难。

(4)自密实混凝土性能敏感，要求出机2小时内完成灌注，混凝土运输必须控制在1小时内，混凝土供应及拌和站选址困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有CRTSⅢ型板式无砟轨道铺设技术无法适应山高、谷深、桥隧密集、交通不畅等不利山区建设环境的不足，提供一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

步骤1、考查施工线路范围内的道路、桥梁和隧道的分布情况，在所述施工线路范围设置若干个拌和站点，所述拌和站点用于供应自密实混凝土，相邻所述拌和站点的距离不超过20km；

步骤2、将所述施工线路分为若干个施工路段，在所述施工路段内，从距离所述拌和站点较远的一端向靠近所述拌和站点的位置进行单向铺板作业，所述铺板作业双线同向交叉推进；

所述铺板作业依次包括粗铺、精调、灌注和带模养护四个工序；

根据所述工序，所述施工路段包括四个施工区段，在当前施工区段的某一工序操作完成后，将在所述当前施工区段执行下一个工序，接着在相邻的区段继续执行所述某一工序的施工操作；如此循环推进完成整个施工路线的铺板作业。

采用由远及近的倒铺法施工方案，粗铺、精调、灌注和带模养护顺次进行铺设的手段，使各工序紧密衔接，形成流水线式的施工工艺，避免了不同施工工序之间的干扰，提高了设备利用率，极大的提高了山区等特殊地型的建设环境下轨道线路铺设效率；作业面施工人员、设备标准化配置，各工序人员和工作项目相对固定，便于质量控制，能有效保证铺板施工质量。

作为本发明的优选技术方案，步骤1中，选择路基两侧150-200cm的路堑平台作为轨道板的存板点，沿线路方向分组存放轨道板。轨道板存放过程中，采用预制基础支垫，所述轨道板顺线路方向立置存放，每组存放6～8块板。

根据路基挡护结构，具体包括边坡、桩板墙、挡土墙三种存放方式。

进一步具体的，当路基外侧为边坡结构是，具体存板方案包括：在条形基础外侧预埋25cm*25cm*1cm的预埋件，在预埋件上焊接16#工字钢(或泵管，泵管内采用砂浆灌注密实)，另在18#工字钢高度2m的位置焊接45°斜撑，支撑于边坡混凝土骨架上，钻孔锚入钢筋并焊接固定。存板时，采用“U”型钢筋卡槽将第一块轨道板固定于支撑架上，后续轨道板采用“U”型钢筋卡槽固定在前一块板上，相邻两块轨道板间放置T型木支架。轨道板靠路基一侧采用木质斜撑，防止轨道板倾覆。

当路基外侧为重力式挡土墙结构时，在轨道板与重力式挡土墙间设置支撑木楔，保证轨道板垂直，在边坡顶采用方木支撑于挡墙顶花台上，用Φ6钢丝绳将轨道板固定于挡墙顶花台泄水孔处。

当路基外侧为桩板墙结构时，桩板墙和轨道板间垫方木保证轨道板垂直，在桩板墙与轨道板间采用方木支垫，保证轨道板垂直，采用Φ6镀锌钢丝绳将第一块轨道板固定于桩板墙顶部。

路基段轨道板存放后，在施工电缆槽及路肩时，将每组轨道板通过2个观察孔采用Φ20精轧螺纹钢连接锁定，形成整体增加其稳定性，可拆除内侧斜木支撑，路肩施工后再恢复斜木支撑。

作为本发明的优选技术方案，选取底座作为物流运输通道，向目标施工路段进行材料的传送。

传统的CRTSⅢ型板铺设施工技术立足平原地区，铁路线路多为高架桥、路基结构，施工便道与之平行相邻，施工车辆能到达任意施工点，交通条件相对较好，轨道板、混凝土及其他原材料均通过便道运输，底座及铺板不受物流通道限制，各工序作业可独立进行，施工可多点开花，工效较高，相较于此，山区环境下的施工条件，极大的限制了轨道施工工作的开展，以底座为施工通道，所需的轨道板、钢筋、模板、自密实混凝土等工料机具均通过底座运输到施工作业现场，解决了物流运输困难问题，避免了修建新建便道或临时征地，节约了施工便道投入。

施工过程中，由于地理环境的局限因素，施工配置有限，作为本发明的优选技术方案，所述铺板作业过程中，左线和右线错开一个区段施工。轨道线路的左线和右线同步推进，左线和右线错开一个区段施工，即在同一施工区段，当左线完成了粗铺工序后直接进行精铺工序，与此同时，右线开始粗铺工序；这样，不会因配置的施工工具数量有限导致分配不均，耽误工期；同时，还可提高各工序的连贯性，施工工具不会存在不够或闲置的现象，保证了整体的施工效率。

作为本发明的优选技术方案，根据CRTSⅢ型板式无砟轨道结构，轨道板下设有钢筋混凝土底座，路基段底座宽3.1m，桥梁和隧道段底座宽2.9m，满足行车宽度要求。底座运输方式与单向、由远到近的倒铺施工方法相互配合。既避免了大量的重复性操作，又极大了提高了施工效率和施工质量。

作为本发明的优选技术方案，拌和站点的设置根据铺板范围内既有的拌和站点进行调整，根据自密实混凝土生产需要，所述拌和站点设置有粘度改性材料储存罐、膨胀剂储存罐、砂仓和碎石仓，所述粘度改性材料储存罐、膨胀剂储存罐、砂仓和碎石仓的数量应当满足连续15天自密实混凝土用量需求。

原则上，拌和站点之间的设置距离不超过20km，以满足自密实混凝土性能敏感，要求出机2小时内完成灌注的要求。即施工铺设过程中，目标施工路段距离拌和站点的最远距离不超过10km。

作为本发明的优选技术方案，步骤2中，根据所述铺板作业的四个工序，先通过粗铺将就近存放的轨道板在所述施工区段布置好；然后精调布置好的所述轨道板的高度、间距，并安装成型模板；接着再进行自密实混凝土的灌注和带模养护工序。

每个所述铺设单元在施工过程中，配置的施工辅助装置包括龙门吊、灌注台车、随车吊、平板汽车、汽车吊以及自密混凝土成型模板。

作为本发明的优选技术方案，所述施工区段在施工过程中，汽车吊在就近的存板点吊取轨道板，装于平板汽车，平板汽车经过底座将轨道板运输至所述施工区段，采用龙门吊按照铺板方向依次进行粗铺作业，粗铺工序完成后采用全站仪进行轨道板精调作业，随后安装自密实混凝土成型模板和防上浮装置。

一个施工路段设置有三台龙门吊，三台所述龙门吊的覆盖范围约为600-700m，所述龙门吊采用P24有轨走线进行移动，所述龙门吊的行走速度为125m/min，三台所述龙门吊按照铺板方向依次进行粗铺作业；粗铺后采用全站仪进行轨道板精调作业，随后安装自密实混凝土封边模板和防上浮装置。

作为本发明的优选技术方案，在进行灌注操作过程中，通过底座运输路线将自密实混凝土输送至目标施工区段的位置，然后通过龙门吊将盛放了自密实混凝土的周转料斗传送至已精调区段，通过所述龙门吊将所述周转料斗放置于灌注台车上，再通过驱动所述灌注台车将所述周转料斗顶升至所需灌注高度进行混凝土灌注。

作为本发明的优选技术方案，所述自密实混凝土的运输车通过轨道板向施工区段运输，以轨道板侧面作为辅助导向基面，所述运输车设置有与所述轨道板两侧的导向基面配合的导向轮。

作为本发明的优选技术方案，在进行带模养护工序的过程中，采用养护桶进行养护，所述养护桶的桶底连接输液软管，所述输液软管上设置有用于控制液滴流动速度的开关。

带模养护工序中，由于灌注、观察孔灌注的封堵混凝土要求高于轨道板面5mm，造成养护后保湿时间短，随着施工长度增加养护工作量大，受人为因素影响易造成养护得不到保证，对后期存在质量隐患。通过技术研究对现有的CRTSⅢ轨道板灌注、观察孔混凝土养护方式进行优化改进。养护装置借鉴滴灌养护原理，采用小水桶作为养护桶，养护桶放置于长30cm左右的PVC管上，在桶底钻孔***输液软管，软管上设置开关控制滴灌速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明基于山高、谷深、桥隧密集、交通不畅等不利山区建设采取轨道板路基就近存放方式，避免了耕地的占用，且基础施工量小、存取板方便、存板费用低，提高了轨道板二次转运效率，保证了无砟道床轨道板铺设顺利进行。

由于山区的特殊建设环境，施工过程中没有施工便道进行轨道板、自密实混凝土、钢筋等材料的运输，采用底座为物流通道，有效解决了作业面物资进场问题，为采用路基存板方案创造了条件，避免了征用临时征地和复垦，降低了建设成本和保护了环境；存取板更加方便，提高了轨道板的二次转运效率。

配合“倒铺法”的施工方案，线上由远到近顺序铺设，从粗铺、精调，再到自密实混凝土灌注以及带模养护，整个工艺以拌和站为参考点，从距离拌和站较远位置向靠近拌和站的方向循环单向进行，形成了流水线式的施工过程，操作便捷，连贯，极大的提高了施工效率，降低了施工成本。

附图说明：

图1为“倒铺法”施工示意图；

图2为一个施工区段的施工流程平面示意图；

图3为一个施工区段的施工流程纵断面示意图；

图中标记：1-龙门吊，2-运输车，3-灌注台车，4-底板，5-轨道板，6-拌和站点，7-左线，8-右线

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

以西部某山区道路、隧道及桥梁相结合的路段进行CRTSⅢ型板式无砟道床铺设施工作业，桥隧比重占78.7％，正线铺设CRTSⅢ型板无砟道床89.8铺轨公里，轨道板16132块，沿线为低中山区地貌，地势陡峻、沟谷纵横、起伏大、地形复杂，线路桥隧密集、道路曲折、路况较差。在较短的工期内，进行如此复杂地形下的CRTSⅢ型板式无砟道床施工，极具挑战。

发明人在参照国内外高速铁路工程CRTSⅢ型板式无砟道床施工技术的基础上，结合轨道板5铺设施工要点和特点，从轨道板5组织保障、自密实混凝土制备保障、倒铺法流水线铺设、轨道板5铺设设备、工装保障等方面进行重点攻关研究，总结形成了山区高速铁路CRTSⅢ型轨道板5铺设施工技术，研发了配套关键设备，解决了山区桥隧密集条件下CRTSⅢ型板式无砟道床铺设施工难题，保证了工程建设安全、优质、高效地完成，填补山区施工技术空白。

具体的，一种山区CRTSⅢ型轨道板5倒铺施工方法，包括如下步骤：

步骤1，在所述施工线路范围设置若干个拌和站点6，所述拌和站点6用于供应自密实混凝土，相邻所述拌和站点6的距离不超过20km；目标施工路段距离拌和站点6的最远距离不超过10km，运输时间在1h内为原则，以满足自密实混凝土出机后2小时内完成灌注要求。具体的，拌和站点6的设置根据铺板范围内既有的拌和站点6进行调整，根据自密实混凝土生产需要，所述拌和站点6设置有粘度改性材料储存罐、膨胀剂储存罐、砂仓和碎石仓，所述粘度改性材料储存罐、膨胀剂储存罐、砂仓和碎石仓的数量应当满足连续15天自密实混凝土用量需求。

具体的，根据铺板范围路桥隧分布、道路及弃渣场分布情况，在51段路基中选取38段桩板墙或挡土墙路堑地段存板，其中设五处循环存板点，选择路基两侧150-200cm的路堑平台作为轨道板5的存板点，沿线路方向分组存放轨道板5。轨道板5存放过程中，沿线路方向分组存放于水沟与挡墙间平台，采用预制基础支垫，所述轨道板5顺线路方向立置存放，或每组存放6～8块板。

选取底座4作为物流运输通道，向目标施工路段进行材料的传送。根据CRTSⅢ型板式无砟轨道结构，轨道板5下设有钢筋混凝土底座4，路基段底座4宽3.1m，在桥梁和隧道段底座4宽2.9m，满足行车宽度要求。底座4运输方式与单向、由远到近的倒铺施工方法相互配合。既避免了大量的重复性操作，又极大了提高了施工效率和施工质量。

步骤2，将所述施工线路根据拌和站点6的位置，分为若干个施工路段，以拌和站点6为参考点，从左右两端距离拌和站点6最远的位置向该拌和站点6的位置进行施工，以其中某一施工路段为例，如图1-3所示，在所述施工路段内，沿施工方向，最左段为最近的一个拌和站点6，从距离所述拌和站点6较远的一端(图中的最右端)向靠近所述拌和站点6的位置进行单向铺板作业，所述铺板作业双线同向交叉推进；所述铺板作业依次包括粗铺、精调、灌注和带模养护四个工序；先通过粗铺将就近存放的轨道板5在所述施工区段布置好；然后精调布置好的所述轨道板5的高度、间距，并安装成型模板；接着再进行自密实混凝土的灌注和带模养护工序。

进一步具体的，如图2所示，根据所述工序再将所述施工路段分为四个施工区段，从右向左，依次为养护-拆模区、灌注区、精调区和粗调区，在当前施工区段的某一工序操作完成后，将在所述当前施工区段执行下一个工序，接着在相邻的区段继续执行所述某一工序的施工操作；如此循环推进完成整个施工路线的铺板作业。

由于地理环境的局限因素，施工配置有限，轨道线路的左线7和右线8同步推进，左线7和右线8错开一个区段施工，即在同一施工区段，当左线7完成了粗铺工序后直接进行精铺工序，与此同时，同一区段的右线8开始粗铺工序；这样，不会因配置的施工工具数量有限导致分配不均，耽误工期；同时，还可提高各工序的连贯性，施工工具不会存在不够或闲置的现象，保证了整体的施工效率。

每个区段按30块板计划，区段长约168m，各区段无缝衔接，根据轨道板5铺设需要，施工路段内根据施工需要配置10t龙门吊1三台、自密混凝土的灌注台车3一台、随车吊一辆、平板车三辆、25t的汽车吊一辆，配置500m的自密混凝土成型模板。

铺板龙门吊1采用P24有轨走线，覆盖范围675m，走行速度125m/min，从粗铺区到灌注区约500m，走行需时4分钟，吊装挂绳需时1min，自密实混凝土灌注在10min以内，每块板灌注时间可控制在15min以内，1小时可灌注4块自密实混凝土，30块板需时7.5小时，满足工序流转需要。此铺设方法针对山区轨道板5铺设施工具有高效率，工序简单、无缝衔接形成流水作业，日铺板进度可达180米/天，保证了铺板顺利进行。

铺板施工前，从轨道板5场运板到路基段，将轨道板5存放于两侧。铺板时采用汽车吊在路基存板处吊取轨道板5，装上平板汽车，通过底座4运输到铺板点，再通过龙门吊1进行粗铺。粗铺后采用全站仪进行轨道板5精调作业，随后安装自密实混凝土封边模板和防上浮装置。最后自密实混凝土运输车2通过轨道板5向施工区段运输混凝土到粗铺尽头，以轨道板5侧面作为辅助导向基面，所述自密实混凝土运输车2设置有与所述轨道板5两侧的导向基面配合的导向轮。自密实混凝土放入周转料斗，龙门吊1调转周转料斗到灌注点，放到灌注台车3上，然后顶升到灌注工艺高度进行混凝土灌注。带模养护三天后拆除成型模板，倒运至粗铺区段进行下一循环流转。

自密实混凝土的灌注台车3设置升降小车，用于放置自密实混凝土周转料斗。通过2根液压油缸实现1.65m至2.8m升降，满足自密实混凝土灌注所需2.55m高度，可达到10min/块板灌注进度指标。采用摆针式减速机链条传动，实现灌注台车3走行功能。解决了龙门吊1高度受限，料斗无法达到灌注工艺高度技术难题。

具体的，由于灌注、观察孔灌注的封堵混凝土要求高于轨道板面5mm，造成养护后保湿时间短，随着施工长度增加养护工作量大，受人为因素影响易造成养护得不到保证，对后期存在质量隐患。通过对技术研究对现有的CRTSⅢ型轨道板5灌注、观察孔混凝土养护方式进行优化改进。养护装置借鉴滴灌养护原理，采用5kg小水桶作为养护桶，养护桶放置于长30cmPVC管上，在桶底钻孔***输液软管，软管上设置开关。

该施工方法，采取轨道板5路基就近存放方式，避免了耕地的占用，且基础施工量小、存取板方便、存板费用低，提高了轨道板5二次转运效率，保证了无砟道床轨道板5铺设顺利进行。施工过程中，以底座4为施工通道进行相应物料的运输，避免了修建新建便道，避免了临时征地，节约了施工便道投入。配合“倒铺法”的施工方案，线上由远到近顺序铺设，从粗铺、精调，再到自密实混凝土灌注以及带模养护，整个工艺以拌和站为参考点，从距离拌和站较远位置向靠近拌和站的方向循环单向进行，形成了流水线式的施工过程，操作便捷，连贯，极大的提高了施工效率，降低了施工成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、考查施工线路范围内的道路、桥梁和隧道的分布情况，在所述施工线路范围设置若干个拌和站点，所述拌和站点用于供应自密实混凝土，相邻所述拌和站点的距离不超过20km；

步骤2、将所述施工线路分为若干个施工路段，在所述施工路段内，从距离所述拌和站点较远的一端向靠近所述拌和站点的位置进行单向铺板作业，所述铺板作业双线同向交叉推进；

所述铺板作业依次包括粗铺、精调、灌注和带模养护四个工序；

根据所述工序，所述施工路段包括四个施工区段，在当前施工区段的某一工序操作完成后，将在所述当前施工区段执行下一个工序，接着在相邻的区段继续执行所述某一工序的施工操作；如此循环推进完成整个施工路线的铺板作业。

2.根据权利要求1所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，步骤1中，选择路基两侧150-200cm的路堑平台作为轨道板的存板点，沿线路方向分组存放轨道板；轨道板存放过程中，采用预制基础支垫，所述轨道板顺线路方向立置存放，每组存放6～8块板。

3.根据权利要求2所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，选取底座作为物流运输通道，向目标施工路段进行材料的传送。

4.根据权利要求1所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，所述铺板作业过程中，双线同向交叉推进具体指，施工路段内，左线和右线错开一个区段施工。

5.根据权利要求1所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，步骤2中，根据所述铺板作业的四个工序，先通过粗铺将就近存放的轨道板在所述施工区段布置好；然后精调布置好的所述轨道板的高度、间距，并安装成型模板；接着再进行自密实混凝土的灌注和带模养护工序。

6.根据权利要求5所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，步骤2中，所述施工区段在施工过程中，汽车吊在就近的存板点吊取轨道板，装于平板汽车，平板汽车经过底座将轨道板运输至所述施工区段，再采用龙门吊按照铺板方向依次进行粗铺作业，粗铺工序完成后采用全站仪进行轨道板精调作业，随后安装自密实混凝土成型模板和防上浮装置。

7.根据权利要求6所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，在进行灌注操作过程中，通过底座运输路线将自密实混凝土输送至目标施工区段的位置，然后通过龙门吊将盛放了自密实混凝土的周转料斗传送至已精调区段，通过所述龙门吊将所述周转料斗放置于灌注台车上，通过驱动所述灌注台车将所述周转料斗顶升至所需灌注高度进行混凝土灌注。

8.根据权利要求7所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，自密实混凝土的运输车通过轨道板向施工区段运输自密实混凝土，以轨道板侧面作为辅助导向基面，所述运输车设置有与所述轨道板两侧的导向基面配合的导向轮。

9.根据权利要求5所述的一种山区CRTSⅢ型轨道板倒铺施工方法，其特征在于，在进行带模养护工序的过程中，采用养护桶进行养护，所述养护桶的桶底连接输液软管，所述输液软管上设置有用于控制液滴流动速度的开关。

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