地鐵預制板式道岔整體道床施工技術研究

沈國芳

（中鐵一局集團新運工程有限公司，陜西 咸陽 712000）

1 研究背景

預制板式道岔施工工藝技術自2013年在中鐵一局集團承建的上海地鐵12號線軌道工程Ⅱ標項目科研立項，在上海地鐵集團及本公司科技研發中心的大力支持下，在上海12號線虹梅路站預制板式道岔的首組試驗成功，并在中鐵一局集團有限公司承建的上海17號線軌道工程A標項目首次推廣應用。道岔板采用工廠化預制生產，通過汽車運輸至鋪軌基地，采用吊車或龍門吊將道岔板吊裝至軌道平板車上運輸至施工作業面，車站內采用叉車配合倒運、鋪設作業，采用軌道基礎控制網及配套測量系統及工裝設備進行道岔板幾何位置調整，固定道岔板位置，進行自密實混凝土層的澆筑施工、安裝鋼軌扣件等作業。

2 施工工藝技術特點

（1）施工過程簡單易操作、作業安全性高、施工風險小，用于城市地鐵板式道岔整體道床施工（含地下線和高架線）。

（2）研發了適用于地鐵板式道岔測量的配套的測量軟件，提高板塊定位精度，加快施工進度。

（3）改變了傳統“架軌鋪設”模式，實現“先鋪板后鋪軌”的工藝流程，施工工藝靈活，減少對鋪軌吊裝孔的尺寸要求。

（4）消化吸收了高鐵板式道岔施工技術，結合地鐵施工工況條件及施工特點，提出系統的解決方案，研發出了適用于地鐵施工的板式道岔施工配套模板及扣壓裝置。

（5）道岔板工廠化預制，減少了現場工序，改善了現場施工環境，不僅減少了現場環境污染，而且道床外觀干凈整潔美觀漂亮，提高了道岔幾何精確度。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

地鐵板式道岔整體道床施工工藝流程如圖1所示。

圖1 地鐵板式道岔整體道床施工工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

3.2.1.1 技術準備

（1）施工圖完成后，應對所有進場人員進行技術培訓，現場管理人員應熟悉板式道岔施工的程序和方法；技術人員應熟練掌握地鐵板式道岔整體道床施工及相關工序的施工方法、技術要求、驗收標準并完成對作業人員的技術交底；作業人員應熟練掌握底座施工方法、工序要求、作業標準。

（2）完成自密實混凝土配合比試驗及揭板試驗，確定配合比。

（3）CPⅢ網測量完成并通過評估。

3.2.1.2 材料準備

（1）完成原材料進場驗收，確保原材料各項性能指標符合設計及相關規范、標準的要求。

（2）模板采用定型鋼模板，以滿足自密實混凝土壓力及排氣要求。所需模板、連接件、固定件按計劃數量準備齊全。

3.2.1.3 板式道岔試組裝試驗

全線板式道岔整體道床施工前應進行首組道岔鋪設施工，道岔首組鋪設質量評估合格后，方可進行全線道岔的鋪設施工。

3.2.1.4 現場準備

（1）車站底板面驗收合格。

（2）配置滿足施工技術和工藝參數要求的混凝土攪拌站、混凝土輸送車、混凝土輸送泵、鋼筋加工場等資源。

（3）確保施工便道暢通、施工用水、用電設施到位。

3.2.2 測設板縫、邊線

為便于道岔板初步就位、自密實混凝土層鋼筋網片綁扎提供基準位置，需進行道岔板位置的測量放線。按照不同板塊的形狀、位置和尺寸進行放樣，9號單開道岔板塊劃分如圖2所示，將每塊道岔板4個角相對坐標進行放樣。

圖2 板式道岔道床塊劃分圖

3.2.3 自密實混凝土層鋼筋綁扎

鋪設鋼筋網片根據道岔板的分塊情況，以測量的邊線和板縫線為基準，進行鋼筋網片的布設。部分鋼筋在門形筋位置穿鋼筋，按設計要求設置。鋼筋保護層墊塊按0.5m間距梅花形進行布置，并確保保護層厚度滿足設計要求。

3.2.4 道岔板運輸及鋪設

（1）道岔板的運輸。道岔板由有岔車站上部預留的孔吊入地下車站，采用運輸及吊裝設備進行道岔板的鋪設。在吊裝運輸過程中，要注意對道岔板邊角的保護，道岔板長時間臨時存儲時，需采取措施防止道岔板的翹曲變形。

（2）道岔板的鋪設及初步就位。按照設計不同道岔板的先后布置順序，進行道岔板鋪設。道岔板鋪設前，應預先在基底表面放置支撐墊木，墊木位置應放在道岔板板端位置，放置4塊墊木做臨時支撐，墊木高度按90mm厚度加工（大于自密實混凝土層厚度，道床板自密實混凝土厚度80mm）。

3.2.5 道岔板粗調

（1）精調作業前對道岔板進行粗調。軌道板根據放樣邊線進行粗調，并在4個角位置安裝精調制作。

（2）支座安裝妥當之后，4個支座同步轉動豎向調節螺桿，使軌道板慢慢升起，取出初步就位施放的墊木，并確認道岔板下無其他廢棄物，再慢慢落下。

（3）落板時，接近混凝土支撐層時必須降低下降速度，防止損壞道岔板。

（4）道岔板粗鋪精度控制：縱向、高程±5mm，橫向5mm。

3.2.6 道岔板精調

3.2.6.1 全站儀設站定向

根據建立的軌道基礎控制網進行設站定向，全站儀設站嚴禁設在不穩定的道岔板上。設站的誤差及要求滿足測量精度要求。設站的位置滿足軌道板測量距離的要求。

3.2.6.2 道岔板三維調整

（1）道岔板初步鋪設后，四角安裝三向調節器，注意調節器底部設置支撐墊木（采用硬雜木），為了避免一步調節不到位造成拆卸調節器重新精調，首先將高程調節螺栓調節處于最低位置，左右前后調節螺栓調節處于中間位置。注意安裝調節器前，需將兩側封邊模板臨時安裝到位（調節器臨近軌道板，安裝完畢后兩側模板無法安裝）。

（2）精調過程中應注意四角步調一致，避免單點受力過大造成道岔板吊裝孔處邊角破損。

（3）道岔板上利用扣件尼龍套管作為棱鏡定位孔，全站儀實時測量同棱鏡交換數據，指揮人工利用三向調節器進行道岔板的精調。軌道板精調注意搭接測量，避免產生累積偏差。嚴格控制道岔板的前后位置（沿線路方向），尤其轉轍機安裝位置的道岔板。具體精調定位允許偏差如表1所示。

表1 道岔板精調定位允許偏差

3.2.6.3 固定道岔板

軌道板精調完畢后，應檢查四角位置的調節器是否均處于受力狀態（可能存在精調器三點受力狀態，造成軌道板固定不牢固）。

3.2.7 封邊、安裝扣壓裝置安裝

（1）道岔板封邊模板的安裝。四周封邊模板需安裝牢固并粘貼無紡布密封良好，防止混凝土在間隙位置漏漿。四周封邊模板在單塊道岔板四角設置排氣孔槽，確保板底澆筑的密實性。

（2）測量位移百分表的安裝。道岔板精調完畢后，安裝高程位移、側向位移的百分表，用于測量道岔板在后期施工中的位移變化情況。

（3）扣壓裝置安裝。道岔板精調完畢后，安裝軌道板防上浮支架，防止道岔板在澆筑過程中上浮， 每塊道岔板安裝3～5道防上浮壓板裝置，單道左右對稱設置，曲線地段還需安裝防側向位移支架。

3.2.8 自密實混凝土的澆筑

（1）自密實混凝土澆筑準備及檢查

①澆筑前需對道岔板狀態進行檢查，調節器無松動，四周封邊裝置固定牢靠密封良好，防上浮壓板裝置的螺桿是否緊固。

②每塊道岔板設計兩處澆筑孔，合理選擇澆筑孔的位置，選擇道岔板一處孔作為澆筑口，另一處孔為觀察排氣孔。防溢管采用PVC管安裝于板面預留的澆筑孔內。板面澆筑孔周圍鋪設土工布遮蓋，防止污染。防溢管高于板面 350mm。

③澆筑前3h對道岔板底進行濕潤，濕潤過程中注意土工布及凹槽處無積水、明水。

（2）自密實混凝土拌制及運輸

自密實混凝土澆筑前應注意檢查道岔板的平面及高程位置，保證道岔板位置無變化，同時注意鋼筋網片的位置、保護層墊塊的數量及扣壓裝置的扣壓力，道岔板四周及橫向邊縫的密封情況，計算每單塊道岔板使用的自密實混凝土方量，按照澆筑板的數量確定拌制方量，并稍有富余。每塊道岔板必須一次澆筑完成，嚴禁二次澆筑，其技術指標如表2所示。

表2 自密實混凝土生產檢驗項目

自密實混凝土入模前，應檢測混凝土拌合物的溫度、坍落擴展度和T500填充比和含氣量，澆筑宜從道床板單側澆筑，澆筑時應通過漏斗或溜槽流入，自由傾落高度不宜大于1m，自密實混凝土澆筑速度不宜過快，應保證下料的連續性和混凝土拌合物在道岔板下連續流動。

（3）自密實混凝土澆筑

①運輸施工現場的自密實混凝土倒運至澆筑料斗內，吊運澆筑料斗至澆筑位置，當澆筑料斗運距過長或停滯時間過長時，自密實混凝土可能產生離析，需澆筑前采用攪拌葉片進行混凝土的再次攪拌。

②根據計算的每塊道岔板的自密實混凝土數量，確定澆筑板的澆筑漏斗集料數量，并稍有富余，以確保單塊板實現一次性連續澆筑。漏斗置于道岔板預留孔，另一孔作為觀察、排氣孔。

③澆筑時，宜采用“慢-快-慢”方式，一次性完成單塊板的澆筑，單塊板澆筑時間宜控制在10～15 min。通過控制澆筑料斗的控制閥，確保漏斗中混凝土不中斷，同時確保漏斗內混凝土充足，不宜出現漩渦狀，避免空氣卷入 板底。

3.2.9 工裝設備的拆除及自密實混凝土養護

（1）防溢管在自密實混凝土澆筑完成3h后拔除，并在板面預留孔位置插入“S”型鉤筋，進行混凝土收面。

（2）調節器及壓板裝置應在自密實混凝土終凝后拆除。

（3）軌道板澆筑后及時對混凝土進行養護，帶模養護不得少于3d，拆模后應對自密實混凝土采取土工布包裹保濕養護，不得少于14d。

（4）道岔板上堆積重物及承受振動沖擊荷載時，需注意混凝土齡期同強度的關系，必要時做抗壓強度試壓，合理確定承受荷載時間。

3.2.10 道岔板的精度復核

道岔板精調后經過封邊壓板、灌澆筑自密實混凝土等工序后，其位置精度可能受到擾動。在上述情況下應抽查復測道岔的位置精度。復測后道岔板位置精度應滿足表3 要求。

表3 道岔板澆筑后復測精度

3.2.11 道岔及配件安裝及精調

（1）道岔扣件及鋼軌組裝及軌道幾何尺寸的檢查

嚴格按照道岔鋪設圖進行道岔組裝，組裝道岔時嚴格控制道岔鋼軌同已成型道岔板的相對位置。道岔組裝完畢后，對道岔的軌道幾何尺寸進行檢查。

（2）道岔軌道幾何尺寸精調

板式道岔安裝完畢后，先利用道尺、弦線、支距尺等對軌道幾何尺寸誤差進行檢查，然后利用軌道幾何狀態儀進行檢查及精調，精調后道岔各部件允許偏差滿足《地下鐵道工程施工質量驗收標準》（GB50299）對應軌道幾何尺寸要求及施工圖要求。

4 工藝技術效益評價

（1）采用CPⅢ技術進行道岔板的精調，減低了質量缺陷出現的概率。

（2）提高施工效率、減低勞動作業強度，降低勞動力約30%，避免了人的因素、環境因素、管理因素對工程質量、施工安全的影響。

（3）地鐵預制板式道岔整體道床較傳統施工工效提高約50%。

（4）減少后期運營維修工作量，有效地降低后期運營維護成本，確保實體工程質量的提高，降低運行事故出現的概率。

5 結語

通過對預制板式道岔工藝技術研究，與同傳統工藝比較，減低勞動力使用約30%，施工工效提高50%，有效提高了道岔施工質量，填補了國內地鐵預制板式道岔整體道床施工的空白，推動了建筑工業化模式及PC技術在地鐵上的應用，為國內地鐵板式道岔整體道床施工積累了寶貴經驗，具有廣泛的推廣應用價值。