CN101418535A - 轨道交通隧道内整体道床的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轨道交通隧道内整体道床的施工方法，简称支撑架法，首先是把在基地组装好的成品轨排，吊装到已经施工好的隧道内，采用下承式轨排支撑架对不同形式轨枕的轨排进行承托，其次在施工作业面将轨排大体起至设计标高，安装轨排支撑架将轨排撑起，再利用横向支撑杆大致将轨排方向固定，最后根据基标将轨面标高、轨向、水平、高低调至设计位置，钢筋绑扎、焊接及道床模板支立依次完成之后，最后进行整体道床混凝土的浇筑，得到整体道床，依次推进就可以完成整个施工。本发明减少了控制环节及材料浪费，提高了施工进度，确保了施工质量，主要用于地铁、轻轨、隧道、桥梁、大型车辆场等整体道床结构的建设。

Description

轨道交通隧道内整体道床的施工方法

技术领域

本发明涉及一种轨道交通隧道内整体道床的施工方法，尤其是一种用支撑架法生产轨道交通隧道内整体道床的施工方法。

背景技术

随着社会的日益发展和进步，城市地面交通已逐渐显现其局限性，而城市地下交通对缓解城市交通压力起到了至关重要的作用。城市地下交通的发展主要决定于地下铁路，由于地下铁路在道路检修、维护等方面具有一定的困难，需要一种高强度，高稳定性，养护维修方便的城市轨道交通来满足需要。

传统的施工方法为：

1、采用“支墩法”的施工方案

所谓“支墩法”的施工方案即先用支撑架支撑轨排再按照要求浇筑支撑墩最后浇筑整体道床混凝土的施工方案。优点：在浇筑整体道床混凝土过程中轨排较稳定，方便工人施工。缺点：施工中材料浪费较大；控制环节较多，易造成人为质量事故；施工进度缓慢。

2、采用“支撑架预留法”的施工方案

所谓“支撑架预留法”的施工方案即用支撑架架设好轨排后，直接浇筑整体道床混凝土(支撑架处预留)的施工方案。优点：减少控制环节，提高施工进度。缺点：在浇筑整体道床混凝土过程中及交叉作业时易对轨排几何尺寸造影响；施工中材料浪费相对较大；支撑架处预留的孔位在填补之后与已浇筑好的道床颜色不匹配，影响整体道床的外观质量。

为了减少控制环节及材料浪费，提高施工进度，确保施工质量，就需要一种新的方法来进行隧道内整体道床施工。

发明内容

本发明的目的是用支撑架法对高强度、高稳定性、养护维修方便的轨道交通隧道内整体道床进行施工，减少控制环节及材料浪费，提高施工进度，确保施工质量。

为此本发明的技术方案为：轨道交通隧道内整体道床的施工方法，简称支撑架法，其特征在于：本方法是通过以下步骤实现的，首先是把在基地组装好的成品轨排，吊装到已经施工好的隧道内，采用下承式轨排支撑架对不同形式轨枕的轨排进行承托，其次在施工作业面将轨排大体起至设计标高，安装轨排支撑架将轨排撑起，再利用横向支撑杆大致将轨排方向固定，最后根据基标将轨而标高、轨向、水平、高低调至设计位置，钢筋绑扎、焊接及道床模板支立依次完成之后，最后进行整体道床混凝土的浇筑，得到整体道床，依次推进就可以完成整个施工。

有益效果：

1、成本控制。推行此方法后大大减少了施工工序，在材料、人工上节约了成本。

2、提高了施工进度。由于施工工序减少，各工种之间由于交叉作业而引起的相互干扰大大降低，提高了机械设备的工效。

3、减少了控制环节，提高了施工质量。由于控制环节减少，减少了由于人为因素引起的误差。

本方法主要适用于城市地铁、城市轻轨、铁路隧道、桥梁、大型车辆场等地段的整体道床的建设。

附图说明

图1是施工工艺流程图。

具体实施方式

<一>、施工工艺

如图1---施工工艺流程图。“支撑架法”施工的主要施工工艺流程包括施工准备、轨排组装、基底清理、底层钢筋铺设，轨排铺设、轨排架设、钢筋绑扎及焊接、模板支立、混凝土浇筑、混凝土养护。

<二>、施工准备

由于地铁隧道内施工场地狭窄，整体道床施工工序繁多，因此在施工准备及施工组织上要求准备充分，人员及工序组织合理，以免造成交叉作业相互干扰，影响施工质量及工程进度。

1、设计加工与本工法相配套的施工器具。

2、购进与相应施工段相配套的施工材料，做好材料供应计划，储备耗损较大的零配件，以备急需。

3、进行隧道内控制基标及加密基标的测量设定。

4、对施工现场进行实地勘察，编制有利于保证施工质量、施工进度、简化操作程序、节省成本及能够确保安全生产的详细施工组织方案，设计加工与施工方案相配套的小型机具。

<三>、施工方法与技术要点

1、控制基标、加密基标的测设及管片底面标高测量

按照设计及规范要求在隧道内进行基标测设，加密基标设置间距在直线段为6m/个，曲线地段为5m/个(曲线地段可根据线路曲线半径大小适当调整基标间距)。基标的设置位置应既能够满足轨道几何尺寸调整的方便性又能够保证其安全性和可靠性，经过研究讨论决定将基标位置(基准点)定在线路左测1.4m处。基标测设完毕之后，对基标标高进行精密测量，最后进行系统的数据整理，在满足规范所要求的闭合差的情况下进行资料归档，并将详细数据反馈到线路工人手中，进行轨道几何尺寸的调整。隧道管片底部标高的测量目的在于控制仰拱基础混凝土的浇筑厚度，其结构高度应根据钢轨顶面标高、整体道床结构高度及管片底部标高来进行控制。

2、基底清理与仰拱混凝土浇筑

区间隧道在施工过程中致使底部管片手孔内产生大量积水及垃圾，为保证仰拱基础混凝土与管片的密贴及整体性，在混凝土浇筑之前必须对管片底面进行彻底清扫，并用高压水进行冲洗，冲洗完毕之后将管片手孔内的积水用海绵或拖把清理干净。清理工作完成之后，再进行混凝土浇筑，混凝土浇筑厚度以测量数据为依据。在进行混凝土施工时，插入式振动器各插点要均匀排列，插点间的距离不应超过振动棒作用半径的1.5倍，一般振动棒的作用半径为30—40cm，振动器操作时要做到“快插慢拔”，振捣至混凝土不在产生气泡为止，最后根据商品混凝土的坍落度(一般为120±30mm)及温度控制好仰拱基础混凝土顶面拉毛工作，拉毛深度控制在10mm～20mm，混凝土养护时间控制在混凝土浇筑完毕之后12h～18h后进行，在混凝土强度未达1.2MPa之前不得在其表面走动或堆放杂物及器具。

3、钢筋加工、焊接及防迷流铜线安装

钢筋加工、绑扎及焊接应严格按照设计图纸及施工规范要求进行。工程中防迷流铜线的型号为600V 120mm²，铜线的安装属铜铁气焊。由于铜和铁属于不同介质，因此在焊接时不得采用直接搭接焊。在焊接前提前备好氧气及乙炔瓶，首先应对钢筋进行提前加热，当钢筋被烧成通红时将铜线与钢筋搭接，撒上少许铜焊粉，最后将铜焊条烧成熔融态灌于铜线与钢筋之间即可。由于铜线为多股铜线，因此在焊接时应将铜水均匀灌注于铜线表面，以封闭其表面；又因为铜线带有绝缘胶皮，因此为防止焊接时产生的高温将绝缘胶皮烧熔，可用湿布将其表面包裹住用以降低铜线局部温度，防止绝缘胶皮被烧焦，焊接过程中应不断洒水保持布片潮湿度。焊接完成后应立即涂抹环氧树脂防止焊接接头氧化及混凝土浇筑后产生锈蚀。由于现场进行气焊不仅危险而且作业难度较大，为了方便施工，应先在基地用φ14mm，L＝14cm的短钢筋先与铜线焊接，再将其运至隧道内将φ14钢筋与防迷流钢筋焊接。

4、轨排架设与调整

轨排架设与调整施工是整个工法的关键。此下承式轨排支撑架完全可以满足本工程中各种形式整体道床施工及技术要求，在整体道床混凝土浇筑完毕之后可方便顺利的拆卸。

1)、轨排组装

使用的轨排是直接在基地组装的25m标准轨排。

2)、轨排架设

在轨排架设时，利用起道机或千斤顶将轨排大致顶升至设计标高，再利用下承式轨排支撑架将轨排承托住，为防止轨排在架设过程中发生滑动，特采用横向可调节式支撑杆将轨排固定。支撑架与轨排保持垂直，支撑螺栓支撑在管片的小平台上。支撑架的间距可根据不同形式的轨排适当调整，长轨枕轨排间距为2.4m，弹性支撑块轨排及短轨枕轨排间距为3m。横向支撑杆的布置与轨排支撑架相错，即在两个轨排支撑架的中间位置、轨排的两端各设置一个支撑杆将轨排方向锁定。在曲线段内股的支撑杆数量可相对增加，要求既可保证轨排的稳定性，又可保证曲线的圆顺性。轨排架设每一个循环为125m，整体道床施工每一个循环为100m，留置25m的目的在于两个循环之间的顺利衔接。但是由于现场实际情况会随时发生变化，因此每一个循环长度可根据情况发生变化。

3)、轨排几何尺寸调整

轨排几何尺寸的调整可利用直角道尺和万能道尺进行调整。调整时先利用直角道尺及左侧基标确定好轨排方向和基准轨(左轨)至设计标高，再利用万能道尺调整水平或超高。在直线段确定好轨排方向和基准轨标高后，可直接利用万能道尺将轨排水平调整到位；曲线段在调整好轨排方向和基准轨标高后，利用万能道尺将超高量调整到位，最后利用10m点间距，20m弦长校核轨排方向及轨排圆顺性。轨排调整应反复进行直至达到设计及规范要求为止。

在弹性支承块及短轨枕整体道床地段，轨距可先由轨距拉杆进行调整，调整达标后用支撑架的横向调节螺栓锁定。

5、整体道床混凝土施工

整体道床混凝土施工是关键技术，包括混凝土料斗阀门的设计与支撑架支撑螺栓在整体道床混凝土浇筑后顺利拆卸的设计。

1)、钢筋布置

钢筋布置问题关键是其布置顺序，其布置顺序可根据不同形式整体道床确定。长轨枕地段可在轨排架设前将底层纵向及横向钢筋布置在隧道内，上层纵向钢筋可在基地将钢筋穿过DTIII2型扣件预应力无挡肩长枕横向孔，运至施工现场进行绑扎和焊接，钢筋笼成型之后应用钢筋头或混凝土块将穿过长枕横向孔的纵向钢筋调整到孔中心位置；弹性支撑块及短轨枕轨地段可将钢筋全部运至施工现场制作成钢筋笼。

2)、模板支立

首先确定好整体道床的几何尺寸，再进行支立，模板在固定时，应提前用脚手架钢管将模板连接成3m或4.5m的整体，根据具体尺寸安放到位后用钢筋挂钩将模板和钢轨扣件连接，再在管片上用木条将模板顶住，这样整个模板变得结实牢固。应该注意一点，模板的高度应比道床面的结构高度高3cm～5cm，这样即方便抹面又能够保证道床面的线形。

3)、整体道床混凝土浇筑

在混凝土浇筑之前对轨排几何尺寸进行最后一次验收，验收合格后方可进行混凝土浇筑。

使用本方法应该注意的技术问题：

整体道床混凝土施工的技术一：为满足支撑架法的施工要求，轨排架设完毕之后用比支撑螺栓稍大的PVC管将支撑螺栓包裹住，再用塑料胶带将PVC管扎紧，注意PVC管的高度应比道床面高出1cm～2cm，而且混凝土浇筑前应用同标号的混凝土将PVC管底部封住，以免当混凝土浇筑之后，产生混凝土直接与支撑螺栓接触，造成支撑架无法顺利拆卸。

整体道床混凝土施工的技术二：“支撑架法”相对于“支墩法”来讲轨排架设完毕之后的稳定性相对稍差，因此在浇筑整体混凝土时应尽量减小混凝土对整个轨排的冲击力，在混凝土料斗两侧各安装一个弧形阀门，有了弧形阀门在浇筑混凝土过程中即有利于控制混凝土的下料速度，而且可根据需求量随意下放，控制自如，对轨排产生的冲击几乎可以忽略。

混凝土的浇筑要求：

整体道床混凝土的浇筑要求与仰拱基础混凝土施工基本相同，只是应该特别注意：

a：轨枕底部混凝土振捣必须密实；

b：在曲线段整体道床混凝土浇筑中，应在直线段与折点预留约20m的距离，而且整个缓和曲线段应一次性连续浇筑，混凝土浇筑长度应跨进圆曲线至少30m的距离，这样曲线段的轨道线形容易调整和控制。出曲线段的施工顺序与进入曲线段施工顺序相对应；

c：在混凝土之前应用塑料代对钢轨扣件进行包裹，钢轨混凝土挡罩必须随时罩在钢轨上；

d：道床面排水横坡按照设计设置；

e：及时对溅在钢轨及扣件上的混凝土进行清理；

f：轨排支撑架拆除完毕之后，先将螺栓孔内的PVC管及其他杂物清除，再用清水润湿，最后用与整体道床混凝土同标号的混凝土进行填补，填补时用人工捣实，抹面要与道床面同样平整，不得留有错台。

表1是各施工方法施工工序数据对照表

对比后本方法的特点在于：

1、精度容易控制和保证，人为控制环节少，轨排及其支撑系统使轨道方向、轨面高低、水平及三角坑均可得到精确控制，稳定性好，施工精度高。

2、施工进度快。施工过程中的粗调、钢筋绑扎及焊接，精调、混凝土施工可连续循环进行，提高了工效。

3、施工现场管理容易控制。施工程序简化，工人容易理解和接受，操作简单明确，工效高。轨排组装、架设，混凝土生产、运输及施工整个系统均为机械化平行流水式，各工序衔接与配合紧凑有效，施工垃圾少，环境污染小，有利于施工现场管理及施工过程质量控制。

表1---各方法主要施工工序数据对照表

在其他相应条件下采用该施工方法，需要对支撑架材料的强度，混凝土的浇筑方案，轨排的组装、铺轨机走行系统以及现场施工的机械化水平进行综合考虑才能充分发挥该施工方法的优越性，实现平行流水作业程序。

质量控制：

1、质量标准

本方法要求以《地下铁道工程施工及验收规范》及相关技术标准为依据。严格进场材料的质量检查。

1)进场材料必须达到以下要求：

a、钢筋及钢轨必须出示出厂合格证。其中钢筋必须通过抗拉实验。

b、商品混凝土必须出示配合比单，且同条件及标准试件必须通过检测实验。

c、长轨枕及短轨枕进场时必须表面平整光洁棱角完整，且用肉眼检查无裂纹；弹性支承块表面平整光洁棱角完整，橡胶套靴无损伤且应与轨枕保持密贴。

2)、严格控制施工过程的质量控制，特别是轨排架设，应尽可能的提高施工质量，并且在混凝土施工过程中加强对轨排几何尺寸进行时时监控。

轨道几何尺寸标准详见表2

表2--轨排架设质量控制标准表

 

控制项目	控制标准	控制方法
			轨枕间距	±10mm	尺量
轨距	-2mm～+3mm	尺量
			轨面标高	±2mm	尺量
轨向	2mm	尺量
			高低	≤2mm	尺量
轨底坡	1/30～1/50

2、主要工序质量保证措施

1)、轨排几何尺寸的质量保证措施：

a：轨排架设时利用起道机或千斤顶将轨排大致顶升至设计标高，再利用下承式轨排支撑架将轨排承托住，为防止轨排在架设过程中发生滑动，利用横向可调节式支撑杆将轨排方向锁定。经过实践证明我部所研制的此套轨排支撑体系完全能够满足施工质量要求。

b：轨排几何尺寸调整：利用直角道尺和万能道尺进行轨排几何尺寸的调整。调整时先利用直角道尺及左侧基标确定好轨排方向和调整基准轨(左轨)至设计标高，再利用万能道尺调整水平或超高。在直线段确定好轨排方向和基准轨标高后，可直接利用万能道尺将轨排水平调整到位；曲线段在调整好轨排方向和基准轨标高后，利用万能道尺将超高量调整到位，最后利用10m点间距，20m弦长校核轨排方向及轨排圆顺性。轨排调整应反复进行直至达到设计及规范要求为止。

c：在混凝土浇筑过程中排专业人员及时对轨排几何尺寸进行检查，发现问题立即纠正。

d：混凝土浇筑放料时应控制好下料速度，以减轻对轨排的冲击力度。

e：在混凝土浇筑前和浇筑过程中尽量减少工人来回走动，防止对轨排支撑体系的碰撞，降低对轨排的扰动。

f：检测设备在使用过程中应轻拿轻放，并切定期对检测设备进行检测，保证其精度的可靠性。

2)、混凝土施工的质量保证措施：

a：在施工前对基础顶面进行彻底清扫，保证基础顶面干净无杂物，并且混凝土浇筑前基础顶面应洒水润湿，以利于混凝土间的结合。

b：加强混凝土的振捣，特别是轨枕底部的振捣，振捣时振动器各插点要均匀排列，插点间的距离不应超过振动棒作用半径的1.5倍，一般振动棒的作用半径为30—40cm，振动器操作时要做到“快插慢拔”，振捣至混凝土不在产生气泡为止。

安全措施

由于隧道内施工场地狭窄，各工种、机械及车辆使用频繁。为保证施工安全，必须执行以下安全保障措施：

1、对上岗人员进行岗前培训，禁止无证上岗，无证操作。

2、现场设置专职安全员，严格要求现场工人严格按照安全规程进行操作。

3、项目部设置机械及电力保障组。定期对机械使用状况进行检查，发现安全隐患责令立即停止使用并派专业人员进行检修。定期对施工现场配电箱及施工电缆进行检查，保证配电箱功能和接地良好，施工电缆小型损伤应立即对损伤处进行包扎，损伤严重的应立即更换。

4、及时发放“安全三宝”，对失效或已损坏的安全防护用品要求立即更换。

5、特殊工种必须持证上岗。

6、施工车辆必须严格按照限速标示及车长信号驾驶。

7、施工现场安全警示标志必须悬挂在最醒目位置。在易燃易爆物品堆放处，必须按照要求摆放防火防爆器具。

工程实例

本方法开始应用于上海轨道交通2号线西延伸工程，施工范围为中山公园站～虹桥临空园区站，途经中山公园站、古北路站、威宁路站、北新泾站、虹桥临空园区站；分上下行线，上行线全长6.008km，下行线全长5.998km，施工场地均在隧道内，作业面狭窄，各工种作业相互干扰大，且存在与土建单位共用施工场地问题。在工期紧的情况下，提前13天全线顺利铺通。完工后经过对轨道几何尺寸的检查轨面标高、轨距、水平、高低、曲线正矢均满足设计规范要求。从检查结果看，在提高工程进度的情况下，施工质量又得到了很好的控制。对城市轨道交通的发展具有很强的推动作用。

Claims (1)

1、轨道交通隧道内整体道床的施工方法，简称支撑架法，本方法是通过以下步骤实现的：首先是把在基地组装好的成品轨排，吊装到已经施工好的隧道内，采用下承式轨排支撑架对不同形式轨枕的轨排进行承托，其次在施工作业面将轨排大体起至设计标高，安装轨排支撑架将轨排撑起，再利用横向支撑杆大致将轨排方向固定，最后根据基标将轨面标高、轨向、水平、高低调至设计位置，钢筋绑扎、焊接及道床模板支立依次完成之后，最后进行整体道床混凝士的浇筑，得到整体道床，依次推进就可以完成整个施工。

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