高速铁路无砟轨道施工技术难点分析

高速铁路无砟轨道施工技术难点分析

田海涛，何亚昌

中铁广州工程局集团第三工程有限公司

摘要：在高速铁路项目中，无砟轨道的可行性较好。可大大提高稳定性，轨道刚度分布更均匀，后续运营维护更方便，通过隧道区时可大大减少净空开挖。在此背景下，有必要对无砟轨道施工技术进行有针对性的分析。

关键词：高速铁路；无砟轨道施工；施工技术；技术难点

引 言

高速铁路施工过程中的关键技术是无砟轨道施工技术。由于其施工质量会影响列车运行的安全稳定，任何施工单位都应认真考虑其施工技术。但在无碴轨道施工过程中，施工技术不熟练，缺乏相关施工经验，对施工造成严重影响。

1 双块式无砟轨道简介

我国高速铁路无砟轨道结构主要有以下七种形式：CRTS-Ⅰ板、CRTS-Ⅱ板、CRTS-Ⅲ板、CRTS-Ⅰ双块、CRTS-Ⅱ双块、道岔区板、道岔区预埋轨枕。我国高速铁路双块式无砟轨道在充分借鉴国外高速铁路无砟轨道成熟技术的基础上，经过引进、消化、改造，逐步形成了具有自主知识产权的轨道排架施工方法，吸收和再创新。目前，在我国高速铁路的发展过程中，CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道主要经历了三个发展阶段：以武广、郑西客运专线为代表的引进消化国外高速铁路技术的无砟轨道发展阶段，以兰新、大溪、贵广高速铁路为代表的无砟轨道发展阶段，以郑湾高速铁路为代表的智能无砟轨道发展阶段，引领了无砟轨道高速铁路技术的发展。目前，双块式无砟轨道运营里程已达6850.0km，占国内高速铁路运营里程的60%。双块式无砟轨道已成为我国高速铁路无砟轨道的主流结构形式，其建设水平代表着我国高速铁路的轨道建设水平。因此，迫切需要通过提高双块式无砟轨道施工工装的智能化水平来提高双块式无砟轨道的施工水平。双块式无砟轨道的轨道布置方法最初是对轨道布置高程和横向位置进行微调，使轨道施工测量数据与设计线路数据相吻合。其结构由钢轨、弹性扣件、双块轨枕、道床板、底座/支撑层等组成（详细见图1）。

道床板

扣件系统

双块式轨枕

底座/支撑层

图1 CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道结构图

2 工程概况

以某高速铁路工程为例，对无砟轨道的施工阶段进行了研究。首先，简要介绍了一条总长约270km的高速铁路工程。现阶段无砟轨道施工的施工类型越来越丰富，性能越来越完善。施工单位主要选择的两种无砟轨道施工模块类型为CRTS双块式和CRTS III型轨道板，本工程施工选用CRTS双块式。

3 高速铁路无砟轨道施工技术难点分析

（1）传统轨排施工工序复杂。传统双块式无砟道床施工采用组合式轨排框架施工，轨道方向和高程调整相互干扰，锁定过程繁琐，耗费大量人力。特别是在曲线超高地段无砟轨道施工中，轨道格栅架的横向调整往往导致轨道高度数据的变化，导致调整后的高程参数误差较大，导致精调过程重复，而微调的质量和时间是不可控的，这不仅降低了微调的效率，而且增加了微调工人的劳动强度。传统弯板的轨道几何和位置数据调整只能在单个点进行调整。（2）人工精调精度难保证。传统的轨道排列精调采用轨道检查小车配合人工操作的方式，测量员通过发送指令形式指挥轨排两端的操作人员，精调操作员通过简单的快速扳手调整轨道布置的高程和横向。轨道布置的调整精度受人为因素影响较大，累积误差无法消除，调整时间长，测量人员和操作人员劳动强度高。以每个工作面每天100m的施工为例，传统的微调时间约为4.5H，精调过程费时费力，已成为提高双块式无砟轨道施工效率的瓶颈。（3）现浇道床混凝土的抗裂性差。工程应用实践表明，CRTSI双块式无砟轨道结构优点突出，但缺点明显，即现浇道床混凝土抗裂性差，表面易开裂，轨枕块周围“八形”连接裂缝普遍，有许多横向贯穿裂纹。在中西部地区，由于雨水和冻害的影响，很容易造成混凝土耐久性的迅速降低；同时，道床底板混凝土施工机械化程度较低，以人工操作为主的施工方式，使得混凝土施工质量难以控制，尤其是面层混凝土质量差的现象较为普遍。经过一两个冬季后，道床底板混凝土出现粉体剥落等现象，严重影响了其使用寿命和行车安全，也大大增加了后期养护费用，这一问题在一些已开通的运营线中已经非常突出。

4 高速铁路无砟轨道施工技术难点应对措施

4.1 控制施工材料的质量

在无碴轨道施工过程中，选用的施工材料的质量对整个工程的质量有很大的影响。例如，在选择水泥和砂浆等建筑材料时，应严格控制材料的质量，因为一般建筑材料容易受到温度和湿度等因素的影响，这将改变建筑材料的效果。因此，在选择施工原材料的过程中，应严格控制材料的质量、运输和选择；使用前应进行施工原材料配比试验和检测，确保施工材料满足施工要求。

4.2 无砟轨道铺设条件

通过对相关数据的分析可知，无砟轨道铺设前需要考虑很多因素。其中，承重层或底板的施工是相关铺设人员应考虑的主要因素之一，铺设人员应保证无碴轨道铺设的质量。为了提高无砟轨道铺设质量，有必要在支撑层或底板施工完成后铺设无砟轨道。此外，还应检查施工项目。在施工项目的过程中，沉降和变形非常常见，应充分观察沉降和变形情况，确保两者都在可接受的范围内，方可进行铺设。基础准备完成后，进行网络建设工程。网络建设完成后，进行二次审核，确保无砟轨道铺设质量达标。

4.3 混凝土基底施工

在高速铁路建设过程中，混凝土材料也非常重要。为了提高高速铁路工程的质量，有必要重视混凝土基础施工，从两个方面对混凝土施工进行探讨。首先浇筑混凝土基层，混凝土浇筑前应准备好混凝土配合比，不同工程需要不同的混凝土条件。因此，必须对高速铁路施工现场进行充分分析后才能进行配料。一般情况下，混凝土配置过程不在施工现场进行。配合比现场配合比完成后，混凝土搅拌加工后运至施工现场，可节省施工现场工作量，便于施工现场管理。除浇筑混凝土外，还应做好混凝土养护工作。如果混凝土长时间暴露在空间中，容易出现裂缝，这将降低无碴轨道铺设的质量。为了最大程度地避免这些问题，应维护混凝土。在混凝土养护过程中，养护时间高度重视养护方法和养护操作。一般来说，混凝土的最短养护时间应为7d。合理控制混凝土的养护时间，可以有效提高混凝土的质量和性能，对高速铁路的建设有着非常重要的影响。现阶段混凝土养护的主要措施是洒水养护。在浇水养护过程中，要保证漆膜的完整性，设立专门的监督员监督漆膜的状况，及时修复损坏的漆膜。

4.4 道板铺设

在高速铁路无砟轨道轨道板铺设施工中，首先要保证无砟轨道板铺设时的铺设精度和底板质量满足各种标准的要求，然后调整模板安装位置，然后用泡沫材料模板准确固定。相关测试完成后，调整整个履带板的位置。通过精密测量网和标准设置网对轨道板的位置进行复测，确保无砟轨道板的安装质量符合设计标准。其次，在安装限位槽模板时，需要调整限位槽模板的底座位置，使模板周围的顶杆位置与槽模板的垂直位置相同，以保证限位槽模板的准确固定。在混凝土施工初凝阶段，应先抹平，然后对两侧护坡进行压光处理，以保证水流畅通。上述压光作业完成后，混凝土施工区域需及时养护至后续的安装、施工和调整应在安装完成后进行，以充分保证高速铁路无砟轨道的轨道板铺设质量。

4.5 钢轨基础沉降控制

在高速铁路无碴轨道施工中，难以有效地控制轨道基础沉降。因此，高速铁路无砟轨道施工单位应高度重视高速铁路的稳定性，充分体现无砟轨道施工技术的实用性。轨道基础沉降控制是影响铁路稳定性的主要原因之一。因此，必须不断提高轨道基础工程的稳定性和稳固性，尽可能地减少高速公路路基的变形或沉降。（1）参与高速铁路无砟轨道工程建设的单位，应当根据工程建设的总体情况，设计科学合理的施工方案。施工单位应采取有效的管理措施，促使施工技术人员在地基处理过程中严格遵循施工程序和施工技术参数，保证铁路路基的稳定。（2）施工单位应确保路基填料的质量，并严格按照施工标准完成本环节的施工。（3）在轨道基础工程施工中发现变形或沉降时，施工单位应组织相关技术人员，对沉降变形情况进行首次检测和分析，从而保证轨道路基的沉降变形是在工程要求范围内控制的，然后进行工程施工的下一个环节。

4.5 控制无砟轨道线性尺寸

针对无碴轨道施工技术应用中面临的尺寸偏差，在实际操作中需要注意以下几个方面：第一，做好轨道生产环节的控制。施工企业需要明确轨道相关尺寸，并为生产厂家提供详细的参数指标，使其能根据既定参数生产满足施工要求的轨道部件，为后续施工的顺利进行打下基础。第二，在钢轨接头安装过程中，保温段需与轨枕保持一定距离，间距需控制在70mm以上，轨道长度需控制在600~1800m之间，以确保施工过程的可靠性。第三，在无碴轨道施工技术的应用过程中，所采用的轨道结构需要提前打磨，轨道平整度误差值需要控制在0.3mm以下。同时，相邻轨道横断面的误差也需要控制在0.2mm以下，以保证轨道尺寸设置的合理性，提高轨道施工的精度。

4.7 轨道刚度控制问题

当无砟轨道施工需要通过桥涵段时，为有效保证列车的行车条件，应充分保证轨道刚度分布的平衡。在工程设计过程中，应在现场进行相关调查工作，并根据实际施工情况有效选择施工结构形式和施工材料。在实际施工过程中，严格按照施工技术标准进行，有效实施施工方案，合理有效地控制施工进度，有效保证无砟轨道的平衡刚度。

4.8 严格执行施工工序和落实相关检验标准

在双块式无轨轨道施工中，计量吊车的精确调整是关键工序。施工单位和监理单位对轨道测量严格执行两级检查、一级验收制度。双闭塞轨道施工前，应严格执行CPⅢ复测，必要时应进行所有换手测量，以确保基本测量数据的准确性。从第一步工序中消除错误，避免严重缺陷或重大事故错误。

结束语

在高速铁路无砟轨道工程建设中，应掌握轨道施工的关键技术和施工技术难点，设计有效的应对措施，积极引用先进的工程测量技术，不断提高无砟轨道的施工精度，从而确保高速铁路运营的稳定性和安全性，为人们提供更优质的高速铁路服务。

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