轨道板铺设施工工艺工法.docx
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轨道板铺设施工工艺工法
轨道板铺设施工工艺工法
1.前言
1.1工艺工法概况
CRTSI型板式无砟轨道，是我国在对引进技术吸收、消化的基础上，进行技术再创新，研发的具有自主知识产权的板式无砟轨道，并于2009年开始在哈大客运专线大规模铺设。
高速铁路要求轨道在高度和水平方向具有严格的平顺性，要求调整到位后的轨道板实际空间位置的高程和横向的偏差须在（±1mm）毫米范围内。
要实现轨道板如此精确的定位，传统的测量设备、测量方法和手段无法满足要求。
为此，我们采用螺栓孔速调标架配套精调软件对轨道板进行精调：
即通过后方交会获得全站仪坐标和定向；根据单元轨道板精调软件测量2个速调标架上的4个棱镜的空间三维坐标，计算单元轨道板的空间实际位置以及单元轨道板的横向和高程的调整量，指导现场进行轨道板测量调整作业；对单元轨道板测量调整成果进行复核。
1.2工艺原理
建立工程文件,输入线路平面、纵坡设计参数，利用全站仪后视线路两侧6～8个CPⅢ点进行自由设站后，顺序测量2个速调标架上的4个棱镜的空间三维坐标，通过轨道板理论三维坐标值与实测三维坐标值的偏差，用双向调整器对轨道板进行精调，精调程序为：
高程→中线→高程→中线，反复调整，直至差值满足规范要求。
2.工艺工法特点
2.1螺栓孔速调标架法较三角规精调法自动化程度高，且不易测量错误。
2.2精调数据结果能够备份输出，每块板的精调数据具有可追溯性。
2.3轨道板铺设采用了调板门吊、竖向支撑螺杆等配套机具和设备，使用机动灵活、转运方便，不占运输通道，施工干扰小，工效高、适用性强。
3.适用范围
本工法适用于采用CRTSⅠ型轨道板铺设施工。
4.主要引用标准
4.1高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）
4.2客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准（铁建设函﹝2009﹞85号）
4.3高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南（铁建设函﹝2009﹞674号）
5.施工方法
轨道板运输至施工现场后，用铺板门吊将轨道板初铺后，将专用的轨道板定位调整器安装在轨道板两侧的指定位置（吊装孔），初步确定轨道板位置，并进行轨道板系统支撑，然后通过测量仪器检测出误差，应用定位调整器完成轨道板的精调与定位（高程和横向平面位置）。
6.工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
具体见图1轨道板铺设施工工艺流程
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1根据施工现场情况及工期要求，定制相应的铺设方案，保证铺设进度。
2编制培训计划，组织专业技术、施工人员进行针对性培训，现场实际操作，提高熟练程度，满足轨道铺设要求。
3检查底座顶面高程，清理表面杂物，放样出轨道板边线，保证轨道板铺设要求。
6.2.2轨道板成品状态检查
轨道板使用前组织对轨道板进行外形外观检查验收，主要验收内容包括：
1根据轨道板布设图核对轨道板型号、数量；
2观察锚穴封锚砂浆、板面及四周是否有肉眼可见裂纹；
3观察是否存在严重的且未修补的缺陷，如承轨部位表面的气孔、粘皮、麻面等（长度应≤20、深度≤5），锚穴部位表面裂纹、脱层、起壳等，板面存在气孔、粘皮、麻面等（长度≤80、深度≤8），轨道板四周棱角破损和掉角（长度≤50），预埋套管内是否存在混凝土淤块等杂物；
4测量承轨面翘曲量，测量方法采用拉线测量：
在承轨台中线的两端垫高20mm，拉线，用150mm钢直尺测量拉线两端距轨道板表面的高度和中间（4962/2）高度，视线应保持与拉线垂直读数。
中间高度与两端高度均值之差就是翘曲量；
5检查减振型轨道板底铺贴的微孔橡胶垫层，其应平整，粘贴牢固。
6.2.3轨道板运输、吊装
1放样
底座和凸台施工完成后，利用CPⅢ控制网在底座上放出轨道板安装控制点并用墨斗弹出轨道板安装控制边线，然后进行轨道板初装；
2运输
采用拖拉机平板车或运板小车将轨道板倒运到作业面（见图2：
轨道板运输）；
3吊装
采用铺板门吊或汽车吊将轨道板吊装至铺板位置，在轨道板与底座之间垫设5cm厚方木条，方木条尽量垫在轨道板吊装点附近位置，确保能够将铺板门吊吊具扭转卸落为宜，由现场技术员指挥将轨道板放至底座上（见图3：
轨道板吊装）。
6.2.4轨道板精调
1安装轨道板精调器
1）检查定位调整器部件安装是否正确，确保各螺纹及滑动配合面干净、传动灵活，给螺纹及滑动配合面加少量机油或黄油；
2）将定位调整器利用固定螺栓与轨道板的吊装孔连接，用扳手拧紧螺栓，旋动高度调整螺杆使垫块与混凝土底座正确接触，用扳手拧紧高度调整螺杆；
3）调整轨道板定位调整器高度调整螺杆，调高轨道板，取出轨道板下的支撑方木。
2标架安放、仪器建站
1）全站仪架设在线路中线附近，后视前后6～8个CPⅢ点，进行自由设站。
在换站过程中，保证有4个CPⅢ网点与上一测站重合，自由设站精度须在1mm内，保证站与站的平顺过渡。
2）全站仪自由设站完成后，在每块轨道板两端第二个承轨台处的螺栓孔位置安放速调标架，精调标架在进行螺栓孔就位，一定要两个孔位同时进入，不得先进入一端，再进入一端，这样易造成精调标架扭曲，影响调板质量。
精调标架就位后，位于活动的一端应靠前（观测者）使其与螺栓孔密贴。
3）螺栓孔速调标架的校正：
利用全站仪测量标准标架上棱镜的三维坐标，在依次1#、2#、3#标架放置位置在标准标架的同一位置，测量其三维坐标，并计算其与标准标架的偏差量，最后保存数据。
在其后使用中软件会自动补偿标架偏差量。
标架校正周期在每个作业时间开始前或距上次校正温差大于15。
C时进行标架校正。
在检校标架时，固定端放在（观测者）的左端。
3精调
1）全站仪利用CPⅢ控制点通过自由设站进行定向，当全站仪测量放置在CRTSI型板上螺栓孔速调标架上的棱镜后，即可得到该棱镜所处位置的实测三维坐标，根据实测坐标可确定棱镜所处位置的线路里程，轨道板精调软件系统通过对实测坐标与理论坐标进行比较计算轨道板的位置偏差，并将偏差显示在显示器上，根据显示器上显示的偏差值采用专用调整器对CRTSI型板高程及中线进行调整，直到偏差值满足精度要求。
2）全站仪换站时，应对上一测站调整好的最后一块进行搭接测量，消除错台误差。
调整器旁的操作人员通过显示器调整轨道板的高程及中线偏差，进而进行调整。
调整完毕，全站仪进行复核，直到轨道板达到规范要求范围内。
3）曲线且处于线路纵坡地段的轨道板高程调整，应兼顾四点进行调整，最高点按正偏差调整，最低点按负偏差调整，使每点的高差偏差均在允许范围内，
7.劳动力组织
由于轨道板铺设精度高，作业面狭小，人员安排多则浪费，安排少则不能正常工作，人员配置很重要，通过实践，总结出一个工作面比较理想的人员配置如表2。
表1：
轨道板铺设作业人员配备表（一个作业面）
序号
工序
岗位
人数
备注
1
轨道板初铺
现场管理人员
3
总协调1人，技术负责1人，安全负责1人
2
吊车操作人员
2
司机1人，指挥1人
3
运板车司机
2-3
4
门吊操作人员
2
司机1人，指挥1人
5
配合工人
4
6
轨道板精调
现场负责人
1
7
普通工人
4
定位调整器安装、拆除
8
测量人员
3
精调技术负责1人，仪器操作2人
9
精调人员
4
定位调整器调整
8.主要机具设备
螺栓孔速调标架法铺板用配套机械多，施工时合理安排机械不但可以加快施工进度同时还可以节约施工成本。
根据机械工作能力和实际工作量，单个工作面主要机械配备如表3。
表2：
轨道板铺设机具设备配备表（一个作业面）
序号
机具设备名称
型号
单位
数量
备注
1
初铺设备
铺板门吊
MH10或MG10
台
1
吊板
2
普通吊车
辆
1
20T
3
运板车
YB20
辆
2-3
线间运板
4
吊具
自制
个
8
5
精调
设
备
全站仪
天宝s8或徕卡1201
台
1
用于测量棱镜的坐标，精度：
1+1ppm
6
螺栓孔速调标架
南方I型板速调标架
副
3
7
CPⅢ目标棱镜
普罗米新球型棱镜
个
12
全站仪自由设站及速调标架上安放
8
莱卡小棱镜
个
6
速调标架上用
9
无线信息显示器
个
4
显示调整工位的横向和高程调整量
10
测控计算机设备
台
1
运行精调软件的计算机设备，操控并完成测量
11
气象传感器
只
1
用于测距气象改正
12
定位调整器
DTC或DTC2
个
600
用于轨道板横向和高程调整的机械装置
9.质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1轨道板吊装、运输作业时，磕碰周围建筑物，造成板体和周围建筑的残缺，影响美观和质量。
9.1.2线路参数输入的正确性、全站仪自由设站的精度是否符合验标要求。
9.1.3轨道板定位调整器安装及调整过程中的状态。
9.1.4轨道板测量、调整的方法将影响铺板精度和铺板进度。
9.1.5精调完成后外力对其产生的影响。
9.2保证措施
9.2.1轨道板在板场交验时，一般采用肉眼检查轨道板的状态。
如有偏差、裂纹、破损等破坏现状，应及时调换。
运输及吊装的过程中，采用专用的轨道板运输架固定，限速行驶，防止由于急刹车板体移位造成毁坏车体、板体等事故的发生。
9.2.2I型板铺设前要对铺设人员进行多次的现场培训，要达到每个工序操作都正确、熟练，所以要提前组建施工队伍，学习消化轨道铺设工艺，做到每一个操作人员都重视施工质量。
9.2.3测量小组要配备满足I型轨道系统高精度要求的测量仪器，定期进行计量检定，每个施工段落的第1块板精调后必须采用常规测量方法进行复核，曲线段轨道板精调完成后，也应按常规测量方法抽检2块以上。
采用先进的计算方法进行测量工作，建立严格高效的测量制度和测量复核制度。
9.2.4现场精调作业时，外界环境对精调仪器影响很大，做好防风、遮阳措施。
9.2.5对轨道板空间定位参数、调板参数、等数据要进行复核计算，且定期检查轨道板精确调整施工所用速调标架、门吊、支撑螺杆等机具、确认状态良好。
9.2.6对定位器的安装进行检查，螺丝是否上紧，抓的接触面完全贴紧底座，尤其是在曲线地段，严禁出现三角支撑。
10.安全措施
10.1主要安全风险分析
轨道板施工时要注意吊装及运输轨道板过程中掉落、磕碰，以及在精调后轨道板的二次变形等安全风险，提出相应的风险处理措施，编制施工应急预案。
10.2保证措施
10.2.1通过轨道板内预埋的起吊套筒及配套起吊螺栓，采用龙门吊或汽车吊吊装，吊装前仔细检查吊具是否安装到位，吊具与轨道板边缘加垫橡胶垫块，防止破坏轨道板边缘。
10.2.2轨道板从存板区到施工作业面采用运板小车运输，在运板小车上轨道板起吊套筒对应位置放置支撑垫木，尺寸3000×100×100㎜；运板小车一次最大载重量为2块轨道板，且每块支撑位置上下一致；吊装完成后，安装限位装置，防止轨道板运输过程中移位。
10.2.3轨道板精调后应采取防护措施，严禁踩踏和撞击轨道板，并及时灌注砂浆。
如果轨道板放置时间过长，或环境温度变化超过10℃，或受到使轨道板位置发生变化的外部条件影响时，必须进行复测和必要的调整，确认满足要求后，方能灌注砂浆。
11.环保措施
11.1在施工前，对施工人员进行高空作业和保持作业面环境卫生的文明、环水保教育培训；施工过程中加强监督，禁止随便抛洒的行为；要做到各工序结束后，产生的垃圾及时清扫并带到指定垃圾点。
11.2制定和落实环境保护、水土保持措施，避免由于施工操作引起的粉尘、有害气体、噪音等环境污染；避免地面排水、水土流失造成水资源破坏及污染；保证原有交通的正常通行和维持沿线村镇的居民饮水、农田灌溉、生产生活用电及通讯管线等的正常使用；保证沿线居民房屋、树木、农作物不受损害；避免由于环境污染的原因造成的人身伤害或财产损失。
11.3严格遵守《建筑施工场界噪声限值》的有关规定，施工前，首先向环保主管部门申报并了解周围单位居民工作生活情况，施工作业严格限定在规定的时间内进行。
12.应用实例
12.1工程简介
由中铁一局集团有限公司承建的新建哈尔滨至大连铁路客运专线，施工起迄里程为：
DK25+700～DK131＋213.93，全长105.448双线公里，其中CRTSI型板式无碴轨道长104.108km，普兰店和瓦房店两个车站长枕埋入式无碴轨道长1.340km,铺板总数为42758块,管段隧道、路基、桥梁多，段落划分细，沉降评估复杂，无碴轨道施工精度要求高，而且施工作业面狭窄，工期紧。
针对本工程特点，项目经理部通过多方面、多渠道搜集相关资料，并安排专人前往郑西、京沪学习，调研，借签京沪线积累下来的经验教训，，积极与设计、业主、监理、兄弟单位以及这方面的专家沟通、咨询，充分利用各方面的资源，立足现场实际，提早着手准备，探索、总结、现场观摩、培训学习，在仅一个多月的无砟轨道紧张施工中大胆实施、积极创新，形成了自己一套相对成熟、完善的CRTSI型无砟轨道施工工法即螺栓孔速调标架法。
12.2施工情况
由中铁一局集团有限公司承建的新建哈尔滨至大连铁路客运专线DK25+700～DK131＋213.93段，全长105.448双线公里，其中CRTSI型板式无碴轨道长104.108km，自2010年4月至2010年7月，哈大铁路客运专线TJ-1标中铁一局项目经理部运用螺栓孔速调标架法配套精调软件进行CRTSI型轨道板的铺设，共计铺板总数为43060块，保质保量的完成了业主下达的施工任务。
12.3工程结果评价
施工中通过对螺栓孔速调标架法配套精调软件进行CRTSI型轨道板的铺设，基本掌握了CRTSI型板螺栓孔速调标架法铺设的施工技术，同时有效解决了轨道板精调误差造成轨道板扭曲及与相邻轨道板之间衔接时产生的错台等方面的通病，确保了哈大高铁施工的快速、安全，各项指标均符合设计和规范要求。
哈大高铁CRTSI型板采用螺栓孔速调标架法技术施工获得成功，保证了施工工期和质量，取得了较好的社会经济效益。
12.4建设效果及施工图片
轨道板吊装及运板小车线间运输
轨道板粗铺
龙门吊吊装轨道板
轨道板精调配套工具
螺栓孔速调标架精调
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