高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》是中交第四公路工程局有限公司、中國路橋工程有限責任公司完成的建築類施工工法，完成人是王昕、安愛軍、趙新志、王付芳、汪淼。該工法適用於橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道滑動層鋪設施工。

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》主要的工法特點是：工藝流程清晰明確，便於施工現場管理人員及作業工人操作；張緊裝置結構簡單、操作安全方便，鋪設工效高、質量好。

2011年9月30日，《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法
• 工法編號：GJEJGF207-2010
• 完成單位：中交第四公路工程局有限公司、中國路橋工程有限責任公司
• 主要完成人：王昕、安愛軍、趙新志、王付芳、汪淼
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

21世紀，中國高速鐵路、鐵路客運專線廣泛採用CRTSⅡ型板式無砟軌道結構形式。在橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道系統中，通過在全橋連續鋪設的底座與梁面間設定滑動層，以減少軌道系統與橋樑間的相互作用，提高軌道系統的耐久性。滑動層是橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道系統的組成部分，為“兩布一膜”結構，即兩層土工布夾一層土工膜。其中下層土工布通過膠粘劑貼上在梁面防水層上。由於聚乙烯薄膜較硬且具有一定的彈性，而土工布柔性較好，成卷的滑動層鋪設容易起拱、起皺，影響軌道系統的滑動效果。中交第四公路工程局有限公司與中國路橋工程有限責任公司在承擔的京滬高速鐵路土建工程六標段三工區無砟軌道施工過程中，針對滑動層鋪設易起拱、起皺的問題，根據滑動層材料的物理特性開發了《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》，使滑動層鋪設平整、不起皺，取得了較好的鋪設效果，保證了滑動層的施工質量。

工法特點

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的工法特點是：

一、工藝流程清晰明確，便於施工現場管理人員及作業工人操作。

二、張緊裝置結構簡單、操作安全方便，鋪設工效高、質量好。

操作原理

適用範圍

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》適用於橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道滑動層鋪設施工。

工藝原理

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的工藝原理如下：

一、滑動層結構

滑動層由下層土工布+中間塑膠薄膜+上層土工布組成，簡稱為“兩布一膜”，其結構見下圖所示。每孔箱樑上滑動層的鋪設範圍為橋樑固定端的剪力齒槽邊緣至下一孔梁的剪力齒槽邊緣，所用材料分別為3.0~3.5毫米（下層土工布用）、1.8~2.2毫米（上層土工布用）厚白色聚丙烯土工布和l毫米厚聚乙烯高密度薄膜。滑動層的額定寬度3.05米，兩側比底座板寬5厘米，以確保鋪設到位後，在澆築底座板之後、施工側向擋塊之前切除滑動層的超寬部分。

橋上CRTSⅡ型無砟軌道滑動層結構及鋪設位置示意圖

二、工藝原理

鋪設土工膜時，在每段滑動層的兩端，即剪力齒槽處利用剪力釘固定，安裝張緊裝置，將聚乙烯薄膜拉直張緊，即可消除薄膜出現的空鼓，避免上層土工布的起皺現象。張緊裝置結構原理見下圖。

滑動層張緊裝置結構原理

施工工藝

工藝流程

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的工藝流程見下圖。

橋上CRTSⅡ型無砟軌道滑動層鋪設流程圖

• 操作要點

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的操作要點如下：

一、施工準備

1.在滑動層鋪設之前，線下工程沉降及變形觀測已通過第一次評估。

2.橋樑平面位置、高程、平整度、相鄰梁端高差及平整度、防水層的質量、預埋件、齒槽幾何尺寸、清潔度、排水孔（坡）、伸縮縫等梁面質量已經通過驗收。

3.無砟軌道測量控制網一CPⅢ網已建立並通過評估。

4.滑動層施工所需的土工布、薄膜、膠粘劑等原材料根據設計用量及施工計畫要求提前進場，並通過質量驗收。梁端擠塑板已鋪設完成並通過驗收。

二、橋面清理

採用毛刷、掃帚及拖布把梁面滑動層鋪設範圍的橋面清理、擦拭乾淨，防水層表面應光滑、平整、潔淨，不得殘留油污及石子或砂粒之類可能破壞滑動層的磨損性顆粒。

三、施工放樣

採用全站儀測設左右線滑動層邊線定位點，直線段每20米一個點，曲線段每10米一個點。然後根據定位點採用墨斗彈出滑動層邊線。

四、鋪設下層土工布

下層土工布需與梁面粘帖。在鋪設前將膠合劑塗刷在防水層上，以固定下層土工布。塗刷膠合劑時，沿橋樑縱向設3條貼上帶，兩邊各一條、中間一條，每條貼上頻寬300毫米，見下圖1。

圖1 滑動層貼上帶位置平面示意圖

均勻塗刷膠粘劑後，將成卷的下層土工布由固定端的剪力齒槽邊緣向下一孔梁的剪力齒槽邊緣展開鋪設，邊鋪邊採用2~3米長的鋁合金刮尺刮平，見下圖2。下層土工布在梁縫處必須切斷，整幅土工布鋪設完成後還需採用鐵滾筒順序滾壓，直至將土工布完全整平，無皺褶，見下圖3。

五、鋪設中間薄膜並張緊

在第一層土工布上鋪設薄膜，滾壓平整。由於聚乙烯薄膜鋪設滾平後容易起拱，需採用張緊裝置將其拉伸整平。張緊裝置在單幅滑動層兩端設定，其結構如滑動層張緊裝置結構原理圖所示，由夾板（3毫米厚鋼板或10毫米厚竹膠板）、扣壓鎖件、花籃螺絲、橫桿（6.3號槽鋼或Φ50鋼管）組成，利用底座板剪力鉚釘固定，靠擰緊花籃螺絲將滑動層拉伸以消除起拱。下圖為滑動層一端張緊裝置結構照片。

滑動層張緊裝置

六、鋪設上層土工布

在中間薄膜上攤鋪上層土工布，同樣需要鋁合金刮平、鐵滾筒滾壓整平，以消除皺褶。

七、滑動層接頭處理

滑動層應儘可能從一個縱向固定處到下一個縱向固定處以整塊連續鋪設。如果材料不夠長，則需要對接頭進行處理，滑動層接頭結構見下圖，接頭處理要求為：

1.下層土工布採用對接方式，在接頭處需另加橫向粘接，接頭區域要與梁表面全面積粘結，每塊最小長度為5米.

2.中間薄膜接縫採用熔接，每塊最小長度為5米。

3.上層土工布接頭採用搭接方式，最小搭接長度為20厘米。

4.滑動層的各層接頭要錯開至少1米。

滑動層接頭構造圖

八、鋪設鋼筋定距墊塊

滑動層鋪放完畢後立即放置鋼筋定距墊塊，防止其滑動。定距墊塊為條形結構，尺寸為長350毫米、寬50毫米、厚40毫米，強度等同於底座，布置見下圖。至此，滑動層鋪設工作完成。

定距墊塊布置平面示意圖

材料設備

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》按雙線鋪設施工，一個工作面機具配置見下表。

質量控制

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的質量控制要求如下：

一、質量控制標準

1、主控項目

（1）滑動層原材料（土工膜、土工布、膠粘劑）質量應符合設計要求及《客運專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道滑動層暫行技術條件》（科技基[2009]88號）的規定。

（2）滑動層鋪設應平整、密貼、粘接牢固，鋪設後無破損。

（3）滑動層下層土工布宜連續整塊鋪設；土工膜應整塊鋪設，不得起皺（特殊情況下必須分塊鋪設時，其接縫採用熱熔對接，禁止採用搭接方式）；上層土工布應連續整塊鋪設，不得對接。

（4）鋪設前梁面不得殘留石子或砂粒類的磨損性顆粒，表面保持乾燥、清潔。

2、一般項目

滑動層外側應與混凝土底座板兩側平齊。

二、質量控制措施

1、滑動層施工所需的土工布、薄膜、膠粘劑等原材料進場後必須按照《客運專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道滑動層暫行技術條件》（科技基[2009]88號）的相關要求進行質量檢驗，不合格品須退貨或報廢處理。

2、施工前對防水層進行清理，保證基面光潔無雜質。作業人員在防水層上走動時需穿戴鞋套，以防對基面造成污染。雨天和大風天氣不進行施工，雨後施工必須吹乾梁面水分。

3、膠粘劑塗刷的層厚必須合理選擇，應確保無紡布不會將其完全吸收消耗掉，影響粘帖效果，同時不宜過多，避免侵透土工布使下層土工布與中間薄膜粘帖在一起，影響滑動效果。

4、滑動層張緊整平時，張緊力度要以剛好將土工膜伸直為宜，避免過大拉長土工膜而改變其材料性能。

5、滑動層鋪放完畢後立即放置定距墊塊，防止其滑動，其上不得行車。

6、在安放鋼筋時必須注意：要放置合適的定距墊塊，以避免鋼筋籠的荷載呈點狀支立於無紡布之上或將其刺穿。原則上，在鋪設無紡布和聚乙烯薄膜時，必須小心注意不使其破損，一旦出現破損，則無紡布或聚乙烯薄膜必須整塊更換。不允許在橋上進行鋼筋焊接作業，以避免燒傷滑動層。

7、待底座板鋼筋安裝完成後方能放鬆、拆除張緊裝置，避免土工膜回縮起拱。

安全措施

採用《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、滑動層橋上鋪設施工必須遵循高空作業的有關規定。

二、材料吊裝上橋時必須遵循起重作業相關規定。

三、攪拌器操作之前必須認證閱讀使用說明書，了解作業技術要求。

四、現場施工作業人員必須聽從作業隊長和現場管理人員的安排，不得任意改變作業程式，影響現場施工作業安全；積極學習相關作業指導書，嚴格按照規範和指導書要求進行現場作業；在施工作業過程中，堅持“安全第一”的主導思想，努力提高自身的安全意識和素質，做到“三不傷害”；各工序的施工嚴格遵守各項安全管理規定和安全操作規範，發現安全隱患及時匯報。

環保措施

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的環保措施如下：

一、施工產生的建築垃圾及時清理，並集中排放，嚴禁隨意直接丟棄橋下。

二、膠粘劑使用過程中要小心操作，避免撒潑污染梁面。

三、施工使用發電機作為電源時，要注意保持其消聲器的完好，且夜間要停止施工，避免噪聲擾民。

效益分析

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的效益分析如下：

一、有效消除了滑動層空鼓、起皺現象，滑動層施工質量高，具有較高的社會效益。

二、操作便捷，減少了滑動層反覆滾壓的程式，減少了工人勞動強度，提高工效，每孔樑上滑動層鋪設可比常規方法減少4個工日，以10千米長度施工段落計算，則節約1200工時，按80元/工日計算，節約工費9.8萬元。

三、施工中，薄膜熔接器儘量與其他工序用電設備共用發點機電源，以充分利用資源；膠粘劑要根據實際需求量分批攪拌使用，避免一次攪拌太多不能及時用完，使粘接凝結失效造成材料浪費。該工法符合國家有關節能要求，有利於推進能源與建築結合配套技術的發展。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》的套用實例如下：

一、中交第四公路工程局有限公司承擔的京滬高速鐵路DK1211+600~DK12221+000段無砟軌道施工任務，採用CRTSⅡ形板式無砟軌道結構形式，其中滑動層鋪設63440平方米，於2010年4月15日開始施工，採用了預張緊鋪設工法，有效消除起拱、起皺的問題，滑動層鋪設平整、不起皺，鋪設質量高，多次得到京滬高速鐵路建設總指揮部蘇州指揮及京滬高速鐵路監理六標項目部領導的現場表揚及肯定。同時由於該工法操作簡便有效，提高了施工進度，施工高峰期開設3個鋪設工作面，每個工作面日均進度6孔梁，於2010年5月12日就完成了管段雙線10.4千米的滑動層鋪設任務。

二、該工法推廣套用於京滬高速鐵路土建工程六標段四工區（DK1222+000~DK1233+540）的滑動層施工中，施工長度11.54千米，於2010年4月20日開始施工，2010年5月30日順利完成，鋪設質量完全達到設計要求。

三、在京滬高速鐵路土建工程六標段六工區（DK1256+895~DK1277+300）的滑動層施工中同樣採用了該工法，共鋪設完成20.4千米的滑動層施工，順利實現了預期的質量和進度目標。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《高速鐵路無砟軌道滑動層預張緊鋪設工法》被評定為中國國家二級工法。