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一次性浇筑地铁长轨枕双侧沟式整体道床

2013-05-08 19:05

一次性浇筑地铁长轨枕双侧沟式整体道床
 
摘  要:地铁轨道道床浇筑混凝土时,水沟里的水容易通过水沟和道床两次浇筑混凝土的接触缝进入道床,对道床产生破坏,以致使道床混凝土松动,直接影响地铁线路的稳定。详细探讨了一次性浇筑地铁长轨枕双侧沟式整体道床技术的应用。
关键词:地铁轨道;整体道床;一次性浇筑技术
 
      目前,国内地铁轨道道床浇筑方法一般为二次浇筑,道床和水沟分两次浇筑混凝土完成施工。但是,这样施工的产品,水沟里的水容易通过水沟和道床两次浇筑混凝土的接触缝进入道床,对道床产生破坏,致使道床混凝土松动,直接影响到地铁线路的稳定,不但为地铁运营带来了安全隐患,而且施工工期长、人力和机械两次投入的成本较高。本文详细探讨了一次性浇筑地铁长轨枕双侧沟式整体道床技术的应用。
 
1 工程概况
      上海市轨道交通 2 号线东延伸段工程起自既有龙阳路站—张江高科站区间高架段,经由张江高科技园区、唐镇新市镇及川沙新市镇等地区,至浦东国际机场站止。全线 70%的区间为圆形隧道,轨道道床横截面形式见图 1。由图 1 可知,轨道施工大部分为地下线,施工空间小,制约因素多。

2 设计方案
2.1 小型铺轨机设计
      改装前,原铺轨用小型铺轨机,走行轨轨距为 3 100 mm,铺轨机的高度为 3 690 mm,道床厚度为 606 mm,隧道直径为 5 700mm,道床面的宽度为 3 515 mm。图 2 为原小型铺轨机的铺设情况。
      由于小型铺轨机的走行轨支架在道床内,不能一次完成道床的浇筑施工,所以对小型铺轨机进行了改装,改装后的小型铺轨机走行轨轨距为 3 800 mm,同时考虑圆形隧道的结构尺寸,将型铺轨设备的高度改为 3 600 mm,这样就可以实现道床混凝土一次浇筑。改装后小型铺轨机的铺设情况见图3。

2.2 道床和水沟模板设计
      模板设计的目的:提供一种结构合理、便于安装拆卸的地铁隧道水沟与道床一次性浇筑模板结构,减少跑、漏混凝土现象,避免二次污染。
      原道床混凝土分为两次浇筑,第一次浇筑轨枕间及水沟内侧的道床混凝土,第二次浇筑水沟和水沟外侧的道床混凝土。小型铺轨机改装后,可进行道床水沟内外侧混凝土一次浇筑完成。原来的水沟模板固定在隧道底部及轨排的钢轨上,而且固定支架常与轨枕位置冲突。地铁隧道水沟与道床一次性浇筑模板结构包括钢轨、调轨支架,钢轨调整到标准状态后通过调轨支架固定。
      在钢轨左右两侧分别外挂有若干个半圆形水沟模板,水沟模板上设有 2 个与水沟模板牢固连接的螺栓杆,螺栓杆顶部连接角钢横担,角钢横担另一端与钢轨扣件的 T 型螺栓连接,在近钢轨侧角钢横担上设有可调节水沟模板伸长量的滑槽,横担上还设有调高螺栓,调高螺栓的底部支撑点设在轨枕顶面。水沟模板之间采用 U 型卡连接,水沟模板底面形状可根据现场情况设计成小半圆或矩形(见图 4)。

3 施工情况
      轨排基地进行轨排组装,轨道车将 25 m 轨排运输到现场,再通过设计加工好的小型铺轨机吊装到铺设位置,安装调轨支架,按照已铺轨基标进行轨道调整,进行道床钢筋绑扎、道床和水沟一次性立模,全面检查合格后一次浇筑完成道床混凝土。
3.1 小型铺轨机施工要点
      (1)小型铺轨机临时走行轨道。小型铺轨机走行轨采用 P24钢轨安装在隧道结构底板的两侧,轨距为 3.1 m,其轨顶标高高出道床钢轨顶面。轨下采用钢支架支承,间距小于 2 m。
      控制要点为保证小型铺轨机走行的安全性,必须保证走行轨的质量,采用加强支承,加强检查的方法保证走行轨安装牢固、轨距控制在 3 800 mm,在曲线地段要加横向支撑,防止倾覆。在钢轨接头处,增加钢支架,以提高接头强度。图 5 为小型铺轨机走行轨支架布设图。

      (2)轨排运输、轨排拼装。利用基地内龙门吊将轨排运到轨道平板车上,用轨道车连接平板车顶送至施工作业面附近已成型的道床地段,利用小型铺轨机将轨排搭接吊运到设计安装位置。图 6 为轨排吊运图。

      轨排就位后,用接头夹板将钢轨与前一段钢轨连接,安装钢轨支撑架,在钢轨支撑架的丝杠外圆周围套上 PVC 管,PVC 管须高于道床面,管的底部与上部用胶带纸密封,防止施工时混凝土进入。
3.2 道床及水沟支模
      首先根据设备加工好半圆形(或小半圆形、矩形)水沟模板(约两倍轨枕间距长),为方便运输和架设,最好用一定厚度的铁皮制作,以达到轻巧、牢固、耐用的目的。水沟模板通过模板牢固连接的螺栓、角钢横担、设置调高螺栓调整到位后,通过钢轨上的 T 型螺栓连接、固定在钢轨上。
      钢轨通过调轨支架固定。模板角钢横担间距、模板长度都以轨枕间距作为模数,以方便施工定位且避免了位置冲突。图 7 为水沟模板支架侧面图。

3.3 道床混凝土控制要点
      水沟模板要固定牢固,浇筑道床混凝土前对钢轨及扣件进行覆盖,做好施工现场对成品半成品的保护;浇筑混凝土道床前检查预留孔洞标志和预埋件;浇筑道床混凝土过程中严格按混凝土施工规范要求进行;加强混凝土道床的养护,防止道床出现裂纹;支撑架不得过早拆除,以免因强度不足而使轨道沉落,拆除模板时,注意保护道床混凝土,防止损坏。
 
4 结语
      本技术用于上海轨道交通 2 号线东延伸 18B 标轨道工程施工,保证了工程质量和工期,得到了监理和业主的好评。改装后的小型铺轨机进场运行,机械性能稳定、施工顺畅,满足现场轨排等材料的吊装要求,机械在运行过程中也未发生侵限问题。水沟模板的选取制作,工艺简单,材质轻巧,便于隧道内安装拆卸,同时其固定于轨排的扣件上,稳定性强。
      整体道床及水沟混凝土一次性浇筑后,极少出现跑、漏模现象,水沟线形美观整齐,避免了对道床的二次污染;减少了施工过程中产生的水泥浆的清理工作;道床和水沟一次性浇注混凝土,水沟与道床成为一个整体混凝土构件,避免了水沟里的水渗入道床而对道床起到破坏作用,从而提高了工程质量,为列车运行提供了安全保障;节约了模板的使用量及拆装、周转次数。取得了较好的经济效益和社会效益,有广泛的推广和应用前景。
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