张唐2标燕山隧道无砟轨道施工方案.docx
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张唐2标燕山隧道无砟轨道施工方案
新建张家口至唐山铁路ZTSG-2标段燕山隧道无砟轨道整体道床施工方案
编制：
（分部）
审核：
（分部）
审定：
（分部）
审批：
（分部）
审核：
（项目部）
审定：
（项目部）
审批：
（项目部）
中铁隧道集团有限公司张唐铁路项目
二○一四年九月十八日
一、工程概况
张唐铁路ZTSG-2标燕山隧道位于河北省张家口市宣化县、赤城县境内，该隧道西起李家堡村东，止于八里庄村南，设计为双洞单线隧道，线间距40m，燕山隧道左线起止里程为DK52+953—DK74+106，共计21153m，右线起止里程为YDK52+960—YDK74+114,共计21154m。
全线设计采用双块式无砟轨道结构。
二、编制依据
1、燕山隧道无砟轨道整体道床实施性施工组织设计；
2、《新建张家口至唐山铁路隧道内双块式无砟轨道结构设计》（张唐施变轨01-01~13）
3、《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413）
4、《铁路轨道施工及验收规范》（TB10302）
5、《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》（TZ201-2008号）
6、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424—2010
7、张唐铁路指挥部《无砟轨道施工策划方案》
8、我单位相关施工经验及施工资源配置。
三、施工范围
中铁隧道集团有限公司承建的燕山隧道左线改DK52+989—改DK73+830共计20841m、右线改YDK53+030—改YDK73+905段共计20875m无砟轨道整体道床工程。
四、编制目的
明确双块式无砟轨道道床板施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导和规范双块式无砟轨道道床板施工。
五、施工准备
5.1内业技术准备
开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，熟悉、审核无砟轨道整体道床施工图，明确有关技术问题，熟悉相关施工技术标准和规范。
制定施工安全及技术保证措施。
对施工人员进行技术交底，并进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
5.2外业技术准备
1．对隧道内已施工完成的仰拱及仰拱填充层、隧道找平层、衬砌进行实体质量验收，并出具工程实体质量合格报告。
验收合格后方可进行无砟轨道整体道床板施工。
2．对隧道内已施工完成站后过轨管，四电接口等进行验收，并出具合格验收报告后方可进行无砟轨道整体道床板施工。
3．充分调查隧道施工现场，根据现场实际施工空间合理安排车辆通行通道和现场材料摆放位置，保证无砟轨道施工需要。
4.根据目前拌和站具体位置和实际混凝土供应能力，合理规划施工区段。
5．保证双块式预制轨枕已运到施工现场并按要求进行摆放和标识。
6.保证按时出具无砟轨道混凝土施工配合比报告。
7.施工主材、施工机具、施工人员、辅助材料、劳动力配置到位。
六、资源配置
无砟轨道整体道床施工技术要求、精度要求极高。
因此在施工前必须将主要施工机具与设备准备到位，并调试到最佳状态，以确保工程施工质量，避免因机械故障导致工程质量施工缺陷。
6.1施工机械配置
表1整体道床施工专用机具配置表（单个作业面）
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
龙门吊机
10t
台
2
2
工具轨
12.5m
根
24
3
龙门吊行走轨
24kg/m
m
300
视方案情况调整
4
插入式振捣器
高频
台
6
备用2台
5
布料斗
3m3
个
1
6
砼罐车
8m3
台
3
7
随车吊
台
1
8
万能道尺
个
3
备用1个
9
扭力扳手
个
4
10
凿毛或拉毛机
台
2
备用1台
注：
其他施工小型机具不在此表列。
6.2检测仪器配置
表2主要检测设备（单个作业面）
序号
设备名称
规格或型号
单位
数量
用途
备注
1
精密水准仪
DN-21
台
1
高程控制
2
全站仪
莱卡402
台
1
测量距离和中线
3
铟钢尺
3.0
台
1
配合水准仪测量水平
4
钢尺
20m
把
10
测量距离和检查轨排
5m
20
校正模板、检查用
5
万能道尺
把
2
检测和调整轨排
6
轨道几何状态测量仪
天宝
台
1
轨道排精调
6.3施工人员配置
表3施工人员配置（单个作业面）
序号
工种
人数
工作内容
1
领班员
3
负责道床施工现场管理
2
技术人员
2
现场技术工作
3
测量工
6
现场测量工作
4
龙门吊司机
6
门吊操作、电气值班
5
凿毛工
3
负责道床基础凿毛、清理、冲洗
6
轨线工
10
拆除上循环排架、本循环排架安装定位
7
钢筋工
8
现场钢筋网加工及安装定位
8
模板工
8
安设道床板模板、伸缩缝木板
9
砼浇注
2
浇注砼、位移
10
捣固工
3
道床砼捣固
11
整平抹面
4
砼成形、抹面
12
清理
2
轨枕块、轨排清理，局部修补，安装聚乙烯泡沫板及回填聚氨酯
13
养护
2
砼洒水养生
合计
59
注：
以上表中仅对现场道床板施工人员进行配置，其他管理人员、设备维修人员由分部根据施工需要统一调配。
七、工期安排
7.1工期总体目标及安排
根据张唐指挥部无砟轨道施工策划案对工期要求，结合现场前期实际施工进度，计划于2014年10月1日首先施工左线DK66+422--DK70+126、DK70+126--DK73+830，右线YDK66+429--YDK70+126、YDK70+126--YDK73+905里程段，均从DK70+126处从里向外施工，四个面同时进行，于2015年2月8日完成承担施工的燕山隧道全部无砟轨道施工任务。
表4燕山隧道工期
施工区段
起点里程
终点里程
长度（m）
施工时间
燕山隧道7#斜井小里程至出口（右线）
YDK70+126
YDK73+905
3779
2014.10.1-11.22
燕山隧道7#斜井小里程至出口（左线）
DK70+126
DK73+830
3704
2014.10.1-11.22
燕山隧道7#斜井小里程至燕山隧道5#斜井井底（右线）
YDK70+126
YDK66+429
3697
2014.10.10-11.30
燕山隧道7#斜井小里程至燕山隧道5#斜井井底（左线）
DK70+126
DK66+422
3704
2014.10.10-11.30
燕山隧道5#斜井井底向进口方向（右线）
YDK66+429
YDK62+837
3592
2014.12.4-2015.1.25
燕山隧道5#斜井井底向进口方向（左线）
DK66+422
DK62+837
3585
2014.12.4-2015.1.25
燕山隧道2#斜井井底向出口方向（右线）
YDK59+300
YDK62+837
3537
2014.12.15-2015.2.8
燕山隧道2#斜井井底向出口方向（左线）
DK59+300
DK62+837
3537
2014.12.15-2015.2.8
燕山隧道2#斜井井底向1#斜井（右线）
YDK59+300
YDK56+300
3000
2014.12.15-2015.1.30
燕山隧道2#斜井井底向1#斜井（左线）
DK59+300
DK56+300
3000
2014.12.15-2015.1.30
燕山隧道进口向1#斜井（右线）
YDK53+030
YDK56+300
3270
2014.10.15-2014.12.10
燕山隧道进口向1#斜井（左线）
DK52+989
DK56+300
3311
2014.10.15-2014.12.10
7.2进度指标
根据张唐指挥部关于《无砟轨道施工策划案》对工期要求，结合其他同类似工程施工经验，燕山隧道进口到1#斜井按30m/天，燕山隧道2#斜井到DK62+837按67m/天，DK62+837到燕山出口按70m/天，其中已经考虑设备维修及其他耽误时间。
计划施工工期为4.5个月。
7.3道床作业循环时间安排
燕山隧道设计每块道床板长度为6.58m（不含伸缩缝），道床板现场施工作业一次铺设16块，每次调整15块（即98.98m含伸缩缝），每循环预留一块道床板作为施工约束端，以控制上循环轨排中线、标高的位移。
浇筑混凝土过程中穿插进行下循环钢筋铺设等工序。
循环工作时间见下表5，按表中循环时间计算，正常施工情况下每月施工进度98.98*30=2969m，满足工期要求。
表5道床作业循环工序时间计划表
时间
循环时间24小时
项目
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
凿毛清理
钢筋铺设
轨排安装及粗调
安伸缩缝及道床模板
轨排精调
混凝土浇筑
7.4施工任务划分
根据工期要求，张唐铁路一分部承担燕山隧道进口至DK62+837的整体道床任务，管段内划分为进口至1#斜井井底、1#斜井井底至2#斜井井底、2#斜井井底至DK62+837三段施工；张唐三分部承担燕山隧道DK62+837至出口整体道施工，管段内划分为DK62+837至5#斜井井底、5#斜井井底至DK70+126、DK70+126到出口三段施工。
八、整体道床技术要求
8.1道床板尺寸
根据设计文件要求，燕山隧道无砟轨道整体道床采用分块浇筑，单块道床板长度为6.58m，宽度2.8m，厚30cm。
结构高度重车线为571mm（内轨顶面至仰拱填充顶面），轻车线为555mm，曲线超高在道床板上设置，采用外轨抬高，轨枕间距要求600mm，个别地段可适当调整但不得大于650mm。
每块道床板间设置2cm伸缩缝，伸缩缝填充聚乙烯泡沫塑料板，并在表面30-40mm范围内采用聚氨酯密封。
8.2道床板排水
道床板顶面采用人字型排水坡（直线地段），横向排水坡1%，曲线地段按实设超高具体设置，坡度不小于1%。
8.3道床板配筋
道床板采用双层配筋，上层纵向钢筋搁置在双块枕的桁架钢筋上，上层横向钢筋通过上层纵向钢筋进行定位，侧面保护层厚度不得小于50mm，下层纵向钢筋距道床板底面的净保护层厚度不小于35mm，钢筋全部采用HRB400螺纹钢。
扣件采用WJ-12型扣件。
曲线地段有超高时，可适当调整道床板下层纵向钢筋的位置，使道床板下层纵向钢筋与桁架钢筋保持最小20mm的净距。
距离隧道洞口L≤50m距离地段每块道床板设置50根预埋筋，距离隧道洞口50＜L≤200m范围内每块道床板设置25根预埋筋，距离隧道洞口L＞200m范围每块道床板设置15根预埋筋。
每根植入筋进入仰拱填充（底板）200mm，外露200mm，并设100mm长成90º弯头。
8.4道床板绝缘及综合接地
道床板内除上层纵横向接地钢筋间采用焊接外，其余纵向钢筋与横向钢筋交叉处，纵向钢筋与双块式轨枕桁架筋之间全部采用绝缘钢筋卡扣进行绝缘绑扎。
无砟轨道中的接地钢筋利用每块道床板上层3根纵向结构钢筋（道床板上层中心一根钢筋和最外侧2根纵向钢筋）和一根横向钢筋作为接地钢筋，纵向钢筋与横向接地钢筋之间采用焊接连接。
每块道床板在板两端靠近线路侧各预埋一个接地端子，接地端子与靠近线路外侧纵向接地钢筋进行焊接。
横向接地钢筋与其他纵向钢筋之间全部进行绝缘处理。
8.5混凝土施工
1、混凝土应采用自动计量拌合机进行集中拌合，混凝土搅拌运输车运输。
道床板混凝土采用C40混凝土，混凝土浇筑时入模温度控制在5～30℃，当工地昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，应按冬期施工办理，入模温度不应低于5℃。
2、混凝土应采取措施预防碱-骨料反应，并符合《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）相关要求。
当粗、细骨料的快速砂浆棒膨胀率大于等于0.10%且小于0.20%时，混凝土的碱含量应满足表6.3.2的规定；骨料的快速砂浆棒膨胀率小于0.10%时认定为骨料无碱活性；大于等于0.20%且小于0.30%时，混凝土总碱含量除满足下表的规定外，应采取有效的碱骨料反应抑制措施，但不能用于预应力混凝土等结构；大于等于0.30%时不得用于生产混凝土。
细骨料使用赤城县云州砂场，检测碱活性快速砂浆棒膨胀率为0.04%，粗骨料使用赤城县三岔口石场，检测碱活性快速砂浆棒膨胀率为0.03%。
环境作用类别为T2，属于潮湿环境，设计使用年限100年，碱含量按3.0kg/m3控制。
经计算，所使用配合比PB1405001总碱含量为1.68kg，PB1405002总碱含量为1.74kg，均符合要求。
3、轨道结构施工时应注意混凝土结构所处的环境类别和环境作用等级，严格控制混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料的用量，满足《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）的相关规定。
PB1405001混凝土用水量为160kg，水胶比为0.37，胶凝材料总量为432kg，PB1405002混凝土用水量为165kg，水胶比为0.37，胶凝材料总量为446kg，均符合以上两表要求。
4、其余未尽事宜按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）及相关规程、规范办理。
PB1405001混凝土含气量为2.9，PB1405002混凝土含气量为2.8，均符合上表要求。
混凝土中掺加2级F类粉煤灰，掺量为25%，符合TB10005-2010的要求。
九、施工方案
9.1施工工艺流程
整体道床施工工艺流程详见下图“无砟轨道道床板施工工艺流程图
测设条件评估及接收条件验收
CPⅢ复测
施工准备
隧道仰拱填充基面凿毛、清理
测量放线
铺设道床板底层钢筋
铺设轨枕、组装轨排
轨枕、工具轨质量检查
轨排粗调、安装螺杆调节器
预埋筋埋设
接地钢筋、接地端子焊接
钢筋绝缘性能检测
道床板上层钢筋绑扎
模板安装
精调并固定轨排
道床板混凝土浇筑、抹面
初凝后松开扣件及精调架
混凝土养护
轨排架及模板拆除
填充螺杆遗留孔
质量检查
9.2施工准备
9.2.1施工设备
①龙门吊（2套）前后各1套，在洞内组装并调试好。
②工具轨24根（每根12.5m），工具轨连接鱼尾板22套，连接螺栓44套。
③钢模板40块（6米/块），靠近电缆槽堆放，并做好钢模板背后支架。
④钢轨每隔3块轨枕设置一根侧向拉杆，拉杆一端设置在水沟侧壁上；每循环每根工具轨设轨距拉杆3套，每幅36套。
⑤轨排每循环每1.800m（3块轨枕）设置一套钢轨托架，每循环55套。
9.2.2施工材料
燕山隧道为双洞单线隧道，施工空间狭小，因此对无砟轨道整体道床施工时现场材料管理非常重要。
①双块式轨枕先期倒运一循环堆放于隧道内水沟电缆槽上，以确保洞内至少有一循环施工用量。
②施工用道床板钢筋采用HRB400螺纹钢在洞外加工棚制作好后，在水沟电缆槽上每隔6.58m摆放一块道床板用量，按每循环钢筋需要量运至洞内依次铺排。
③WJ-12型扣件在电缆槽上每6.58米摆放11套（堆放在钢筋上）。
④绝缘卡每6.58米需要900个。
⑤每块道床板间设置2cm伸缩缝，伸缩缝填充聚乙烯泡沫塑料板，并在表面30-40mm范围内采用聚氨酯密封。
⑥每循环需要砼约73.68m3，每循环需要10车（7m3/车）。
9.2.3施工测量
对已施工完成隧道进行沉降观测，进行沉降观测评估。
进行CPⅡ、CPⅢ控制测量与评估。
按照《CPⅡ、CPⅢ测量技术方案》、《隧道沉降观测方案》进行CPⅢ控制点位埋设，按照编排好的里程和编号，平均距离60m，特殊情况下40-80m，尽量埋设在整10m里程上，有利于水准测量时控制视距；沉降观测点埋设：
隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下，Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面。
埋设高度比内轨顶面高30~50cm，钻孔时垂直于衬砌表面，使钻孔外部稍高。
9.3龙门吊行走轨布设
龙门吊跨度按3.8m，门架总高5.0m，起吊重量10吨，起吊高度按4.0m
进行设计。
燕山隧道龙门吊行走轨位于水沟电缆槽顶面，行走钢轨采用24kg/m,钢轨，钢轨间采用夹板连接，钢轨下铺设10cm*15cm方木，长度按74cm，每30cm一根。
9.4基底凿毛
1、道床板范围隧道仰拱回填层（底板）表面需进行拉毛或凿毛处理，拉毛深度1.8-2.2mm，拉毛纹路应均匀、清晰、整齐。
采用凿毛时新见面不得少于90%。
2、道床板施工前应将仰拱回填层（底板）表面浮渣、碎片、油渍等清除干净，并保湿两个小时以上，且无积水，以保证新旧混凝土粘接性。
9.5测量放样
1、通过CPⅢ控制点按设计道床板位置在隧道仰拱填充层（底板）上放出轨道中线控制点，用钢钉精确定位，红油漆标识，用墨线弹出轨道中心线。
2、以轨道中心控制点为基准放出轨枕控制边线及道床板边线（墨线标识）。
3、根据弹出的轨道中心线的位置采用墨线定位出道床板底层每根纵横向钢筋的位置。
4、测量放样的内容应以书面交底的形式反馈至技术员，并交施工作业人员。
9.6底层钢筋铺设
1、钢筋加工
道床板距离洞口大于200m范围内纵向、横向钢筋均采用HRB400Φ16螺纹钢，距离洞口小于200范围内纵向、横向钢筋采用HRB400Φ20螺纹钢。
纵横向钢筋直接预先在洞外按照设计要求尺寸进行下料加工成标准部件。
2、底层钢筋安装
①根据拱填充层（底板）上弹出的纵向钢筋位置放置纵向钢筋，利用自制钢筋安装限位卡具进行纵向钢筋位置定位。
②从道床板一端向另一端按弹出的横向钢筋位置线逐根安装横向钢筋，安装时先将绝缘卡卡在纵向钢筋上，然后将横向钢筋直接放置在绝缘卡卡槽上。
③横向钢筋安装完成后，按照横向钢筋安装顺序和方式，安排3人（各负责约1m宽的范围）从道床板一端向另一端采用塑料绝缘扣对纵横向钢筋交叉部位进行斜向交错扎结。
④钢筋绑扎完成后在钢筋网纵向钢筋下安装35mm厚C40混凝土保护层垫块，每横断面上安装6个（最外侧各1个，中间约0.5m间距），纵向间距0.75m，确保每平米不少于4个。
9.7轨排组装
燕山隧道设计为双洞单线隧道，断面较小，施工无砟轨道道床板空间局限性较大，考虑施工影响，采用工具轨排法进行施工。
9.7.1铺设轨枕
1、吊装：
将待用轨枕块用龙门吊吊到作业面，每次吊起一层（2根轨枕），吊装时需低速起吊、运行。
2、均枕：
按照仰拱填充面上标示的轨枕间距，将轨枕均匀散铺到设计位置，控制相邻两组轨排间距，以减少轨枕调整量，轨枕间距误差控制在5mm内，并对轨枕表面进行清理。
3、检查调整轨枕位置，并弹线将一侧的螺栓孔布成一条线，偏差小于1mm。
安装工具轨扣件。
精度控制：
每散步4组轨枕，与现场标识的里程控制点核对一次，控制散步轨枕的累计纵向误差，作出相应的调整。
达到同组轨枕间距误差不大于5mm，左右偏差不大于±10mm，两组轨枕间距偏差不大于±20mm，轨枕线型平顺，与轨道中线基本垂直。
9.7.2运输、铺设工具轨
工具轨和纵横向模板在每循环混凝土浇筑完成脱模后，利用龙门吊配合人工从后方倒运至前方，摆放在轨枕上进行铺设，模板存放于两侧水沟电缆槽边上，人工安装模板。
工具轨铺设：
1对工具轨进行常规检查，随机检查其平直性、垫板变形。
2安装工具轨前，核实轨枕线型平顺，间距误差在允许范围内。
3利用龙门吊将工具轨吊装至轨枕上，人工配合装卸。
4工具轨就位。
调整工具轨位置，轨缝间距控制在不大于2cm，接头安装固定夹板。
安装扣件，间隔安装、定位扣件，扣件弹条下颚与轨脚顶面流出0.5mm间隙。
9.7.3固定轨道、轨枕和调节器托盘
1、螺杆调节器的维护：
螺杆调节器用于固定、粗定位和最终定位轨排。
其定位精度与螺杆调节器的托轨板，螺纹关系密切。
2、螺杆调节器的选择；根据轨道结构设计（直线和曲线超高），选择合适长度及数量的调节器。
3、螺杆调节器的布置：
螺杆调节器在轨道左、右轨对称安装，固定在两轨枕块中间位置。
第一根轨枕需要安装一对，以后按照直线每3根轨枕安装一对，曲线段每2根轨枕安装一对。
4、安装、固定托轨板；托轨板安装在工具轨轨脚上，平移板安装在中间位置，保证可向两侧移动，最大平移距离约±40mm。
5、拧紧螺栓；检查轨道方正、轨距合格后，利用移动式电动自动紧固机紧固螺栓。
从第一根轨枕起，至少每三根轨枕的扣件螺栓使用扭矩扳手拧紧。
一套扣件两侧螺栓需同步拧紧。
9.8轨道粗调、安装螺杆
通过千斤顶、电子水准仪、线锤。
道尺人工完成粗调。
先用千斤顶抬起一段工具轨和轨枕组成的轨排，通过电子水准仪、线锤及人工调整轨排至设计位置之后安装螺杆调节器螺杆，使其支撑在下部结构上。
粗调完成后将轨排荷载完全转移给螺杆调节器，由螺杆调节器支撑并保证轨道位置，随后千斤顶向前移动至下一个待调整的轨排继续循环工作。
粗调前应检查下列几点：
1钢轨上无任何沙粒及其他附着物。
2轨枕扣件按规定拧好。
3托盘按规定安装到正确位置，曲线地段每2根轨枕一对，直线地段每3根轨枕一对。
4轨距撑杆均匀地分布在一组轨排上，并使轨距保持在1435±1mm之间。
1、千斤顶就位：
安装好工具轨和螺杆调节器过轨板后，千斤顶均匀分布在12.5m长工具轨上。
2、粗调：
粗调人员按照先调整超高、后调整水平和高程的顺序，将轨道高度、平面调整到设计位置。
一般情况调整后的超高和水平在±5mm范围内，高度应低于设计标高约3~5mm。
3、安装螺杆：
完成轨道粗调后，选择螺杆调节器托轨板的倾斜插孔（不同超高选择托轨板的倾斜插孔），不同超高地段选择不同的插孔，在螺杆旋出超过托盘后，安装事先准备好的波纹管（长度根据不同超高定），旋入螺杆。
采用电动扳手拧紧竖直螺杆，最大扭矩不应超过5N·m（与手动拧紧力量大致相当），基本是螺杆接触地面就停止，但为了防止粗调机松轨后螺杆下沉导致轨排变形，在螺杆下面放置40mm*40mm*4mm的钢板垫块，在垫板中心事先打出定位孔，防止螺杆侧移，在拧时要注意两边同时进行，并且用力要相等。
这时，整个轨道在螺杆调节器的支撑下就能保持稳定。
螺杆顶端高出钢轨顶面不得超过55mm。
4、松开千斤顶，进入下一根工具轨。
9.9预埋筋埋设
燕山隧道无砟轨道整体道床按设计要求埋设道床板与仰拱填充（底板）锚固钢筋，锚固钢筋采用钻孔植筋的方式进行埋设，锚固钢筋在轨枕上层钢筋绑扎时同步进行。
植筋要求如下：
1、在距洞口L≤50m地段采用Φ20HRB400螺纹钢筋，每块道床板设置50根，埋设间距为道床板每纵向相邻轨枕块中间横向每处5根，每排钢筋靠近道床板两侧边距离为300mm，其余间距为550mm，每根植入筋进入仰拱填充（底板）200mm，外露200mm，并设100mm长成90º弯头。
2、在距洞
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