浅谈城市轨道交通整体道床短轨枕改造施工技术

浅谈城市轨道交通整体道床短轨枕改造施工技术

王永

中铁四局集团有限公司第八工程分公司  安徽省合肥市    230000

摘要：现有城市轨道交通线路中，部分整体道床为消音减振而采用了橡胶套靴弹性短轨枕结构形式，但随着服役年限的延长，受制于橡胶材质特性及高架线路日晒雨淋及昼夜温差等不利因素的影响，橡胶套靴老化、开裂；轨枕与套靴、套靴与道床剥离，框架空吊等相关病害逐渐显现。通过对既有道床的改造，提高了轨道系统的稳定性，保障了运营安全，减少了轨道设备的养护维修工作量，对未来同类型工程施工具有借鉴意义。

1 概述

现有轨道交通线部分地段采用弹性短轨枕整体道床形式，安装钢轨的短轨枕包裹橡胶套靴，短轨枕利用橡胶套靴与混凝土道床软接触，短轨枕与橡胶套靴构成弹性支承块，弹性支承块在使用一段时间后，随着橡胶套靴发生塑性变形以及线路应力发生变化的情况下，原有短轨枕会被拔出混凝土道床，引发轨道结构失稳。采用“预制短轨枕+双层非线性减振扣件”的道床结构形式改造后的轨道结构具有坚固性、稳定性、耐久性以及减振功能，列车运行平稳、安全，乘客乘坐的舒适性会提高，列车运行对周边建筑物的振动影响也会减小。且短轨枕与道床混凝土间离缝易于观察，存在安全隐患便于及时处理。同时改造后的轨道具有良好的绝缘性和防腐性，使用寿命会延长，维修工作量也会降低。

2 主要技术标准

(1)线路敷设方式：高架。

(2)最小曲线半径：450m。            

(3)线路坡度：最大坡度 11.505‰。

(4)钢轨：采用 U75V 、60kg/m 钢轨。

(5)扣件：采用 WJ-2 型扣件。

(6)道床：纵向承轨台式整体道床。

(7)曲线超高：120mm,采用全超高方式。

3 施工工艺流程

3.1弹性短轨枕整体道床改造施工工艺流程图

图3.1  弹性短轨枕道床改造施工工艺流程图

3.2施工步骤

3.2.1 施工准备

（1）施工前调查，各车站空间存放条件，通过工务牵头与对各车站的打围存放地进行沟通协商，确保保证行车安全的前提下，满足施工存放的使用空间。

（2）由于受既有线时间限制，本次施工宜优先选用性能良好的工机具，并按照“用二备一”的原则进行配置，确保连续施工；

（3）本工程主要为夜间施工，所有上道工机具、设备均编号，并贴上发光标签，进出施工地点严格检查数量，做到“工完料清”。

3.2.2 既有线路轨道测量

鉴于既有线铺轨基标部分已经缺失、损坏，既有的基标精度不满足精调轨道线形的要求，导致轨道的相对定位与绝对定位精度很低。为了提高轨道的平稳性及旅客的乘车舒适度，改造施工前需提前布设CPⅢ轨道控制网进行轨道线形的调整，每个改造区段前后布CPⅢ控制点的范围各不少于160m。

3.2.3无缝线路应力放散，分解为有缝线路

先将需要改造地段既有无缝线路进行应力放散，将线路扣件全部松开，每隔50m在轨底处安放滚轮，使应力达到现场施工时的轨温，再将单元轨节按现场实际焊头位置切割成50m-100m标准轨或相应缩短轨，对焊头处进行打磨处理、钻眼后用冻结接头夹板连接，恢复原扣件系统，形成有缝线路。

3.2.4拔出既有短轨枕、拆除套靴

（1）申请施工要点，批准后，所有施工人员提前乘汽车到达施工就近车站，施工命令下达后进行施工。

（2）先将需要更换的弹性短轨枕按照“隔三拔一”的方式进行标识，防止施工过程中作业人员误拔，并在当天施工计划终点处划好边线。

（3）采用“隔三换一”的原则施工，第一次封锁点先拔出相应改造段旧轨枕、拆除套靴，在更换新轨枕后暂不浇筑、下一个封锁点采用流水线方式前面工人拔旧轨枕、后面工人对前一次拔出短枕段进行浇筑施工，直至循环完成轨枕更换施工。

（4）拆除当天施工段两端接头夹板，按照“隔一换三”的原则拆除当天不更换段落的扣件，拆除的扣配件放置在短轨枕两侧。

3.2.5道床坑凿毛、清理

（1）为加强短轨枕和既有道床连接强度，在填充高强砂浆前，对既有道床坑内壁及四周进行凿毛处理，凿毛深度不小于10mm。

（2） 凿毛后及时将凿出的混凝土、灰尘清理干净。

3.2.6安装钢筋网片、预制短轨枕、过渡扣件并调整轨道状态

（1）为了增强换枕后的道床强度，在轨枕坑内安装钢筋网片。

（2）安装需要更换段落的新短轨枕及过渡扣件，采用挂枕的方式进行轨枕安装，上紧锚固螺栓，调整好轨枕位置。在挂枕时需注意轨下及板下胶垫，既有线路养护维修过程中，可能通过轨下或板下胶垫数量及厚度做了水平调整，在改造时需撤除增加的胶垫，按照标准安装。

（3）取出短木枕，钢轨复位，安装其余扣件及接头夹板，恢复当天施工线路。

3.2.7钻孔、淸孔、植钢筋

为加强短轨枕与既有道床连接强度，在填充高强砂浆前，在既有道床坑内采用植筋胶植入6根Φ12螺纹钢筋，注意避开既有道床内的钢筋，钢筋植入深度100mm，钢筋伸出道床坑长度100mm，伸出部分的钢筋与短轨枕底部的道床钢筋网进行焊接。先用冲击钻在新短枕预留的钢筋相对位置钻孔，用吸尘器将钻孔内灰尘清理干净，注入植筋胶，再将需植入的钢筋打入孔内。

3.2.8绑扎、焊接钢筋网片

将先铺设的钢筋网片与植入的钢筋进行绑扎，再将植入的钢筋与新短轨枕的预留钢筋焊接。

3.2.9吸尘、灌注砂浆

利用专用吸尘器将短轨枕内的基坑清理干净。在道床坑四周涂刷厚度不小于1mm界面剂，将拌制好的砂浆从一侧倒入基坑内，使其从轨枕一侧流入另一侧，便于排除短轨枕基坑四周内的空气，灌注至与原道床面平齐。

3.2.10质量检查、垃圾清理

（1）施工完毕后，由技术人员及工务人员共同对线路进行检查验收，确保轨道几何尺寸满足规范要求及开通条件。

（2）每次施工结束，由施工负责人全面检查施工区段，确保工完场清，人员安全撤离轨行区。

（3）为保证线路的正常运营，每封锁施工时间隔三换一，按上述工序施工直至将改造地段的短轨枕全部更换完。

3.2.11钢轨焊接、应力放散，更换扣件

钢轨焊接采用铝热焊，钢轨焊接前根据要求做好相应的型式试验。按照每个天窗点完成4个接头将100-200m焊接成长轨条，考虑到每工点工作时间短，为了不影响第二天正常运营，焊轨在已更换轨枕地段进行。

3.2.12检查线路、竣工验收

依照《地下铁道工程施工验收规范》和《铁路轨道工程施工质量验收标准》对改造地段的线路几何尺寸全面检查、验收。

4 施工质量控制

（1）根据地铁既有线路弹性短轨枕更换施工特点,将既有线路分解为有缝线路，采用锯轨机现场锯轨法，保证钢轨后期再利用达到最大利用率。

（2）弹性短轨枕改造前，对既有线路进行精调，确保线路符合相关规范标准要求。

（3）拔出旧轨枕及橡胶套靴后，应对道床坑坑壁及底部进行凿毛处理，凿毛深度不小于10mm。

（4）混凝土浇筑前对轨道几何尺寸进行检查，精调完成，并向工务及现场技术确认。

（5）高强砂浆浇筑完后，做好覆盖海绵并洒水养护的准备工作，养护周期不得少于7天。

5 结束语

“预制短轨枕+双层非线性减振扣件”的道床结构形式较好地解决弹性短轨枕整体道床空吊及损坏的病害，改造完成后大大提高了短轨枕与混凝土道床的安装稳定性，避免短轨枕从混凝土道床拔出，解决了弹性支承块二次更换率高，道床稳定性差的技术难题。弹性短轨枕更换施工工艺对国内同类型施工具有很强的借鉴作用，潜在的社会经济价值巨大。

参考文献：

[1] 《地下铁道工程施工质量验收标准》GB/T 50299—2018

[2] 《铁路轨道工程施工质量验收标准》TB 10413-2018

[3] 《城市轨道交通工程测量规范》GB 50308—2017

[4] 《混凝土结构工程施工质量验收规范》  ( GB 50204-2022)

[5] 《城市轨道交通设施养护维修技术规范》DB11/T 718-2010

[6] 《铁路线路维修规则》铁运［2006 ］146号

作者简介：王永（1990.01.03），汉族，男，工程师，毕业于石家庄铁道大学土木工程专业，本科，主要从事铁路及地铁铺轨施工技术管理，安徽省凤台县