乌鞘岭隧道左线出口弹性支承块式整体道床施工技术.doc

乌鞘岭隧道左线出口
弹性支承块式整体道床施工技术

1、 工程概况
在建兰新线兰武段增建二线乌鞘岭特长隧道，起讫里程DK163+135～DK183+185，全长20050m，设计为两座单线隧道，线间距为40m。隧道衬砌为复合式衬砌曲墙带仰拱结构形式;轨道类型按重型轨道标准预留特重型轨道条件设计,钢轨为60kg/m,BNbRE高强耐磨钢轨,一次铺设超长无缝线路;道床为套靴式弹性支承块整体道床结构。左线出口段由中铁五局集团一公司施工，本段于2003年2月20日开工，2005年9月10日达到铺设整体道床条件。
2、 支承块式弹性整体道床设计情况
2.1弹性整体道床结构图

图1 乌鞘岭隧道弹性支承块式整体道床平面图 图2 乌鞘岭隧道弹性支承块式整体道床纵断面

图3 乌鞘岭隧道弹性支承块式整体道床结构图

3、施工准备

3.1、施工现场准备
（1） 隧道拱墙衬砌工程完成,水沟电缆槽、仰拱及填充混凝土已施工完毕并达到设计强度值的75%以上；仰拱填充面在施工时,用钢筋压毛,填充面粗糙度控制在5～10mm。
（2） 整体道床施工前，利用贯通测量成果进行本管段内中线点及高程点的设置,高程误差控制在±2mm内,并对误差进行平差调整。中线误差为±2mm；两测点的间距误差控制在1/5000以内。
（3） 将作业现场的施工遗留物品、碎石、浮土和积水清理干净，并保障运输畅通。
（4） 所有轨道材料、机具和相关设备应提前运抵现场。
（5） 道床混凝土所需水泥、砂子、碎石、外加剂等备足，并提前做好配合比试验。原材料必须经检验合格。
3.2、施工机具准备
所需机具设备、测量用具和常用工具准备见表1～3。
表1 施工专用机具配备表

序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
自行式龙门吊机
5t
台
2

2
200型轨道排架
6.25m
榀
23

3
移动式组装平台
6.25×2.1m
台
1

4
吊机行走轨
43kg/m
米
300

5
插入式振捣器
高频
台
8

6
混凝土输送泵
30m3/h
台
2
输送距离＞100m
表2 道床施工测量用具配备表

序号
名 称
规 格
单 位
数 量
备 注
1
经纬仪
2//
台
2
其中1台备用
2
水准仪
0.5~1mm级
台
2
S2 其中1台备用
3
钢卷尺
30m
个
2

4
钢卷尺
2m
个
6

5
钢板尺
150mm
把
4
分度值0.5mm
6
轨道尺
万能
把
2
其中1把备用
7
道床坡度尺
I=0.02
把
4
自制

表3 道床施工主要工具配备表

序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
支撑块夹钳

付
12
自制
2
抬杠

根
12

3
大撬棍
Y型
根
12

4
小撬棍
φ25×500mm
根
12

5
套筒扳手
46mm
把
12

6
单头扳手
55mm
把
12

7
单头扳手
46mm
把
12

8
单头扳手
36mm
把
12

9
扣件扳手
φ25×250mm
根
12
自制
10
活扳手
300mm
把
8

11
圆头锤
0.75kg
把
6

12
钢丝钳
200mm
把
4

13
扁锤
300--II
把
6

14
钢丝刷

把
10

15
油刷
75mm
把
20

16
抹子
100×250mm
把
12

3.2.1、200型弹性整体道床施工机具验收标准
3.2.1.1、自行门式吊机验收标准(见表4)
表4自行门式吊机验收标准

项 目
验收标准
项 目
验收标准
启动速度
快、慢两种（按电葫芦说明）
运行速度
40m/min（无极变速）
门内净空
宽≥3200mm，高≥2800mm（5m钢卷尺量）
吊梁抓轨机构
工作可靠。
走行轨中心距
3700mm

3.2.1.2、移动式组装平台验收标准
(1)、面板平整，无凸起物。
(2)、移动灵活，轮系无卡阻。
3.2.1.3、轨道排架验收标准(见表5)
表5 轨道排架验收标准

序号
项 目
标 准 值
测量用具
1
排架轨距
1435mm、+0.5mm～-1mm，顺坡率＜1‰
轨距尺
2
轨底坡坡度
1：40±2mm
2m直尺与塞尺一起测量
3
钢轨直线度及平面度
1mm/m
1m直尺与塞尺一起量
4
对称挂篮外作用边间距
1698mm,误差+0.5mm,-1mm之间
相邻变化率＜1mm
2m钢卷尺
5
相邻挂篮间距
568±2mm
2m钢卷尺
6
排架长度
6242±1mm,方正度3mm
30m钢卷尺量
7
支腿螺栓垂直度
5mm
3m钢卷尺
8
接头钢轨错牙
≤0.5m
钢卷尺与塞尺
3.2.1.4、轨向锁定器
(1)、伸缩管销孔定位安装顺利可靠。(2)、微调机构螺栓、螺母调整自如。
3.2.1.5、快速悬挂扣件
(1)、偏心套筒双面锁定可靠。(2)、弹簧工作余量0.5～1.5mm（塞尺）。
3.3、施工人员组织
（1） 施工人员按工序分为整备工班、排架工班和混凝土工班。整备工班负责施工前的现场清理，轨料倒运等工作；排架工班负责倒装轨道排架；混凝土工班负责浇注混凝土，人员配备按每循环62.5m进度考虑。
（2） 工班人员配备（见表6）
表6 施工人员配备表

序号
工 种
排架工班人数
砼工班人数
工作内容
1
工班长
1
1
负责本工班全面工作
2
运输司机
2
2
人员上下班、材料运输
3
电工兼门吊司机
1
1
电气值班、门吊操作
4
组装工
12

轨道排架安装、铺设钢筋网
5
测量工
4
2
轨道排架测量、精调
6
混凝土泵司机

2
操纵混凝土泵、移位
7
混凝土浇注捣固

6
浇注混凝土泵、道床捣固
8
整形工

6
道床成形、养生
9
小计
20
20

整备工班按10人考虑，共需50人，施工时，各工班及工作内容应相对固定，特别是关键工种，如测量、调整排架精度人员不能随意变动。
（3） 岗前培训
隧道弹性整体道床是一项新技术，其施工精度要求高，为保证道床施工质量，施工前应对所有参加施工的人员，特别是对技术人员、测量工、钢筋工、捣固工、砼工、抹面工、排架精调工集中组织进行培训，使其掌握弹性整体道床的特点、施工工艺流程，施工技术要求及施工质量控制要求等。岗位培训工作应和实际操作结合进行。
4、施工工艺

4.1、弹性整体道床施工场地布置(见图4)

图4 弹性支承块式整体道床施工场地布置图
4.2、工艺流程图(如图5)
增测线路控制桩
清理现场
摆放钢筋笼
悬挂支承块
安装伸缩缝模板
安装砼泵送管路及水管、电缆延伸
灌注砼、振捣、抹面、成形
清洗管道及输送泵
混凝土配合比
试件取样
机具转移
混凝土运输
混凝土料准备
混凝土拌合
精调并锁定
质量检查

钢筋笼运输
钢筋笼质量检查
支承块质量检查
支承块运输
图5 弹性支承块式整体道床施工工艺流程图

粗 调 轨 排

养 生
拆除排架
4.3、施工顺序
4.3.1 设置线路控制桩,直线段按100m增设,曲线段按50m增设,各项测量严格按《测规》要求进行。
4.3.2 清理整体道床基底,并进行一个循环的施工材料(钢筋网片、组装好的弹性支承块等)准备。
4.3.3 铺设门吊的行走轨道,保证门吊运行自如。
4.3.4 铺设整体道床钢筋网片。道床钢筋网按设计尺寸捆扎牢固，铺设底面距轨面580mm，下面用预制水泥垫块垫平，并无歪斜扭曲现象。
4.3.5 拆除上循环轨排,吊运至组装平台并悬挂支承块, 支承块悬挂方法: 弹性支承块按顺序摆放到组装平台上，用吊机吊起空排架移动至组装平台上方对位，再用快速扣件将支承块与排架下挂篮扣紧。支承块悬挂时要求：同一断面两支承块垂直于线路中线，前后间距偏差为±2mm，带有厂标的端部放在钢轨外侧。然后用门吊吊放至设计位置,在吊放的同时进行粗调定位,粗调定位方法如下:
(1) 将水准仪安置在每循环的中间,测定每榀轨排端头轨顶的高程;将经伟仪安置在每循环前方线路中心,后视两循环前的控制桩,然后锁定中线。
(2) 从上循环吊运过来轨排在放下时,先旋转支腿定好高程,然后用“穿线法”调整好中线,每榀轨排只调前端,下一榀的后端与上一榀的前端对接。
(3) 相邻轨排间使用夹板连接，每接头按顺序拧紧4套螺栓，轨缝留6～10mm。每组轨排铺设长度不少于62.5m，并按200m准确里程调整轨排端头位置。
4.3.6 安设伸缩缝模板,定位整体道床钢筋网片。伸缩缝间隔沥青板按设计里程安装在两支承块中间，与线路中线垂直，前后偏差不大于30mm。板两侧钻孔插入固定钢筋。整块间隔板分为固定和活动两部分，固定板高度低于道床顶面标高60mm，活动板和固定板浮放对齐，高度超出道床顶面。当浇注道床混凝土达到一定强度时，及时取下活动板使道床顶面在固定板上形成一条60mm深的横缝，供后步工序填充沥青胶砂之用。
4.3.7轨排的精调定位,使之达到设计标准:精确定位方法如下:
(1) 以线路前进方向的左轨为基准(曲线为内轨),先将高程调整至设计值,同时将右轨用道尺调整至与左轨水平。
(2) 调整轨排中线至设计位置。
(3) 多榀轨排联结成轨道后，其轨面系的精调锁定由排架支腿和轨间锁定器完成。其中轨距为1435mm和1：40的轨底坡为定值由轨排制造精度保证，高低、水平由左右支腿螺柱调整，轨向有轨向锁定器调整。调整时应严格按“内轨高程及外轨水平——中线——轨面高低及轨向——水平及三角坑——复核高程及中线”的程序进行。排架精度达到要求时，拧紧支腿螺栓，锁定左右轨向锁定器。
(4) 轨排调整精度要求(见表7)
表7 轨排调整标准

项目
标 准 值
项目
标 准 值
轨距
1435-1+0.5mm 变化率≤1‰
中线偏差
±2mm
轨向
10m弦测，矢距误差为1mm
高程偏差
±2mm
高低
10m弦测，矢距误差为1mm
水 平 差
1mm 三角坑 延长18m距离内2mm
4.3.8 安设砼输送泵的泵送管路,延伸布设水管、电缆,同时进行混凝土备料输送泵位于组装平台后部，设备应完好。运输管道在排架上面或侧面，并设支架与排架隔开。浇注混凝土时做到喂料均匀，不污染排架和支承块，随浇筑逐根拆短管道。混凝土浇筑结束后及时检修保养输送泵和清洗管道。
4.3.9 混凝土灌注
(1) 混凝土输送、捣固
混凝土由罐车从洞外运至工点，确保不初凝，灌注过程中随机取试件。道床捣固使用插入式振捣棒，作业时分前后两区间捣固，前区主要捣固下部钢筋网和支承块底部，后区主要捣固支承块四周与底部加强。捣固时应避免捣固棒接触排架和支承块。
(2) 道床砼抹面：道床砼灌注结束后，对道床砼表面按2%的横坡进行抹面整平，使用专用量具控制断面形状，做到一步到位，表面修平抹光后的平整度控制在5mm内。道床与支承块内侧结合部，高度应低于
橡胶套靴下沿2～3mm。抹面必须一次成型。
(3) 道床养生及清理
道床拆模后应及时修补支腿孔部位和进行养生工作，养生期14天。砼养生过程中应经常洒水保持其湿润。养生强度达到要求后，全面清理道床表面，铲除多余灰渣并清扫干净。
4.3.10 组合式轨道排架倒用
道床经24小时养生后可拆除轨道排架。拆除顺序为：轨排间连接夹板——快速扣件——轨向锁定器。然后，松动支腿螺栓，用撬棍协助吊机吊起排架重新悬挂支承块进入下一循环。
5、施工循环网络图

图5 弹性支承块式整体道床施工循环网络图

6、整体道床施工质量控制措施

6.1、套靴式支承块验收及保管
6.1.1、对每个进场的支承块必须进行外观检查，主要检查有无裂纹、破损、表面蜂窝麻面等缺陷。
6.1.2、用木锤敲击支承块块下橡胶套靴底板，听声音检查橡胶套靴、橡胶垫板与支承块间密实情况。在橡胶套靴与支承块接口处用条带材料进行封口，防止整体道床施工时混凝土浆液进入套靴内。
6.1.3、每批进场的弹性支承块，对块下橡胶垫板、橡胶套靴和支承块的粘接牢固情况应进行抽样检查，抽检数量为三块，每批发现有一块粘接不牢固的，该批弹性支承块不得验收。
6.1.4、每批进场的弹性支承块，对预埋铁座的牢固情况应进行抽样检查，抽检数量为三块，每批发现有一个预埋铁座有松动情况的，该批弹性支承块不得验收。
6.1.5、每批进场的弹性支承块，应有该批弹性支承块的混凝土强度试验报告、预埋铁座及橡胶套靴、橡胶垫板出厂质量证明文件。
6.1.6、现场堆码弹性支承块的场地应基底平实，场内有排水设施，底层用垫木架空，码放整齐，各层间铺垫木，垫木顶面至少高出预埋铁座15mm，上、下层垫木同位。严禁有水浸泡支承块。
6.2、砼原材料及配合比控制
整体道床为C40钢筋混凝土，为保证砼满足强度要求，应加强钢筋、水泥、砂子、碎石、外加剂等材料进行抽检。同时，精心选定合理配合比，确定适合施工现场的坍落度（每班测定坍落度不少于2次）。
6.3、轨排精调质量控制
轨排一次组装长度不小于62.5m，以使减少分段误差积累，提高中线、水平控制质量。轨排精调必须遵照规定程序，精调后对轨面系统几何状态按规定项目和要求标准进行复测，并填写复测记录，进行确认，以保证精调质量。
6.4、道床砼运输及灌注控制
砼运输过程中应进行搅拌，防止砼离析、泌水。砼灌注过程中应加强捣固，尤其是支承块底部及其四周。捣固器插点要均匀、连续，避免漏捣或接触轨排。对轨面系统的几何状态必须进行全过程监控，随时进行检查复核，并且做好复核检查记录，确保中线、水平及结构尺寸正确。
7、整体道床施工特别注意事项
（1）、各项工作的目的是使支承块准确定位于道床砼中，而轨排是支承块定位的基础。故对轨排的精调显得尤为重要。
（2）、精调主要靠轨排的支撑及锁定系统实施，可调余地很小，所以粗调时的高程及中线应尽量提高精度。
（3）、精调时注意各个循环之间的衔接，如测量弦线矢度值时将0#、1#点定在上循环中，2#点设在本循环中离接头2.5m处。高程、中线同样应注意循环之间的顺接。
（4）、曲线地段施工根据技术要求作相应调整，轨排精调定位时以曲线的内轨为基准轨。
（5）、混凝土施工时应注意支承块下砼的捣固，避免欠振和过振，以振至砼表面不再下沉、不再出现气泡、表面泛出水泥浆为度。
8、弹性支承块式整体道床竣工验收标准(见表8)
表8 弹性支承块式整体道床竣工验收标准

序号
项 目
标 准 值
备注
1
每对支承块预埋铁座内间距
1698-1+2mm
用2m钢卷尺量
2
支承块直线度
左右相错≤2mm，相邻变化率1mm
2m钢卷尺量
3
支承块中线高程误差
±2mm
轨面高程减202mm
4
支承块高低差
≤1mm
相邻差0.5mm
5
每对支承块中线水平差
≤1mm

6
道床表面平整度
±5mm

9、结论
(1) 弹性整体道床的施工目标是使弹性支承块准确定位并稳固在混凝土中，为正式轨道铺设的基础。
(2) 施工特点为利用经纬仪“穿线法”控制中线精度，用精密水准仪控制高程精度，利用轨排及其支撑系统对中线、水平、轨面高低、三角坑等的精确定位。
(3) 轨排轨距、轨底坡、组装好的支承块的精度由厂家控制，进场时一定要把好质量验收关，不合格的一定不能使用。
(4) 施工操作人员要掌握轨排的轨面系统调整锁定技术和道床混凝土质量控制技术，对施工质量进行了全过程、全方位控制。
(5) 依据上述施工技术,在乌鞘岭隧道左线出口4800米弹性支承块式整体道床施工中起到良好的效果。工程于2005年9月29日开始施工，2006年1月13日全部竣工,只用时2.5个月,比预计工期提前3.5个月。