随着高铁越来越普及, 无砟轨道施工工艺越来越成熟, 我国高铁的建造者在从无到有、从有到精的道路上越走越远。无砟轨道施工精度要求高, 保障无砟轨道的精确性是隧道工程得以保质保量完成的关键所在。在保证精度的前提下, 施工单位要想创造更好的效益, 必须追求进度上的突破。

新建黔张常铁路从重庆黔江出发, 经张家界至常德, 铁路建设标准为200km/h客货共线。其中, 中铁十六局施工的永定一号隧道全长4.95km, 均为双块式无砟轨道, 且隧道80%的长度位于曲线上, 最高超过70mm。

长大隧道无砟轨道施工中, 物流组织是关键。为此, 中铁十六局二公司黔张常项目二分部依托技术手段, 科学组织, 单个工作面用300m工装达到了平均每天200m的施工进度, 单天最大产量250m, 创造了很高的效益, 也为长大隧道无砟轨道施工积累了一定的经验。

无砟轨道施工工法分为轨排框架法和工具轨法。工具轨法施工相对灵活, 对于不同地段都适应, 但工具轨调整速度慢, 相对精度不及轨排框架法。因此, 本工程选用轨排框架法施工。在确定施工工法后, 应分析资源配置情况。隧道内受场地的限制, 无砟轨道施工工作面有限, 从经济方面看, 不适宜投入大量工装设备及人员, 而且可能会相互干扰施工, 进而影响施工进度。考虑到施工的每道工序衔接时间及无砟轨道物流周转时间、工装工效、人员工作时长、设备行走时间、工艺要求等因素, 轨排框架法单个工作面最佳工装为300m, 配套3台龙门式起重机及100个工人。

300m工装每循环能保证进度不低于200m, 龙门式起重机行走距离也在300m范围内, 过远的距离会使龙门式起重机行走耗时太长, 影响施工进度。100个工人分为调试工30人、钢筋工20人、混凝土及抹面工25人、模板工15人、其他工种10人, 各工作面人员工作效率高, 且相互不干扰。3台龙门式起重机, 主要行走2台, 1台龙门式起重机在混凝土浇筑期间使用, 保证每循环物流效率。

无砟轨道道床板为连续浇筑, 每榀轨排框架长6.25m, 每套工装配备轨排框架48榀, 道床施工作业循环时间安排如下。

1) 主料物流时间控制按照200m/d的作业效率。

2) 浇筑阶段的混凝土运输为25min (8m³/车) 。

3) 其他物料的运输按上述控制时间综合制定。

1) 施工作业效率定额200m/d单线延米。

2) 施工轨道精度满足设计和施工规范要求。

道床施工按每日进度200m计, 每日施工长度200m。施工顺序为先左线、后右线, 两排距离间隔200m, 时间间隔为24h。

1) 左线安放1～30号轨排, 调整轨面几何尺寸后锁定, 时间控制在9h。

2) 左线浇筑混凝土从30号轨排开始至1号轨排结束, 浇筑长度为200m, 时间控制在5h, 混凝土浇筑结束后及时抹面养护。

3) 右线31～48号轨排的安放在左线浇筑混凝土时进行, 调整好轨面几何尺寸锁定, 时间控制在6h。

4) 右线混凝土浇筑由48号轨排开始至31号轨排结束, 浇筑长度同样为200m, 时间为5h。

5) 右线轨排混凝土强度达标时, 拆除1～15号轨排, 进行右线轨排连结。依次循环, 左线同理, 直至完成全部道床施工。

1) 轨排组装及敷设时间分配 (控制时间为15min/排) 轨枕吊装至分枕平台用时4min;分枕平台分枕用时3min;空轨排吊装对位用时3min;轨排组装用时10min;轨排吊装用时5min。

2) 轨排粗调及精调时间分配 (控制时间为10min/排) 轨排粗调用时6min;轨排精调用时9min。

3) 混凝土浇筑时间分配200m轨排需要混凝土120m³, 5h内浇筑完毕, 每排15min, 共12车。每车间隔25min, 其中浇筑20min, 车辆调头5min。

4) 轨排拆除及倒装时间分配 (控制时间为14min/排) 轨排拆卸用时8min;空轨排走行用时6min。

通过对各工序时间的分析, 合理安排每道工序时间, 现场不存在空闲时间, 达到最优施工。

无砟轨道物流组织时间主要集中在轨排调整和混凝土浇筑两大工序上, 项目部通过调整这两大工序时间, 大大提高了施工进度。

针对轨排调整, 先对设备进行改进, 尽量自动化。散枕平台采用自动机械化, 于工装厂家购买自动散枕平台, 提高了轨排组装进度;设计轨枕吊具, 加快轨枕吊装效率。自动散枕平台如图1所示, 轨枕吊具如图2所示。

增加轨枕卡具、轨缝控制板等小型机具, 提高轨排就位效率。另外提高粗调精度, 无砟轨道工装精调可调范围较小, 粗调是提高精调速率的关键, 以精调的精度来控制粗调, 大大缩短了轨排调整时间。

对轨排进行编号, 实施工厂化管理, 尽量缩短轨排调整时间, 并注意轨排的保护, 减少因轨排变形影响调整精度。

通过一系列调整, 300m轨排调整从原来的10h缩短至8h。

混凝土采用龙门式起重机配料斗进行浇筑, 采用2m³混凝土料斗。一般一个工作面配2台龙门式起重机, 混凝土浇筑时, 1台浇筑混凝土, 1台组装轨排使用, 浇筑200m道床需要9h左右。在现场摸索中, 采取2台龙门式起重机接力的形式, 减少龙门式起重机行走时间, 1台龙门式起重机在浇筑时, 另外1台龙门式起重机已经将混凝土运至浇筑点, 始终保持1台龙门式起重机在浇筑, 另1台在行走, 浇筑时间缩短到6h左右。龙门式起重机行走如图3所示, 混凝土浇筑如图4所示。

在长大隧道内提高无砟轨道施工, 因工作面有限, 只能细化每道工序。缩短一切可以缩短的时间, 才能提高工效。通过分析工序里的关键线路, 结合现场采取的技术手段, 提高每循环施工进度, 最终达到快速推进无砟轨道施工的目的。