城际轨道交通地下车站无砟轨道交叉渡线精调技术熊华涛 (中铁十六局集团铁运工程有限公司，河北 高碑店 074000) 摘 要：以莞惠城际轨道交通工程施工为依托，对我国首例60 kg/m钢轨12号无砟道岔配套5 m间距交叉渡线的精调施工技术进行研究。针对该交叉渡线结构新颖、构造复杂，纵、横向尺寸大，又处于两个交叉的地下隧洞内的特点，提出精调工艺流程，对支撑调整系统的设计及安装、平面调整、高程调整、菱形交叉部位调整和第2次精调等施工技术要点进行了详细论述。实践证明，该精调方法技术先进、实用，施工效果良好。 关键词：城际轨道交通；地下车站；无砟轨道；交叉渡线；精调 1 工程概况东莞至惠州城际轨道交通小金口车站为地下车站，站内设6股道，其中正线2股、到发线2股、走行线兼折返线2股，如图1所示。受空间条件限制，两股动车走行线连接处设置一组交叉渡线。  图1 小金口站平面布置示意图 该交叉渡线采用了中铁工程设计咨询集团有限公司最新研制并首次铺设的客运专线60 kg/m钢轨12号无砟道岔及配套5 m间距交叉渡线，平面示意图见图2。该交叉渡线两端单开道岔为斜腿布置形式。道岔轨下基础为长枕埋入式无砟轨道，岔枕为具有钢筋桁架的长岔枕。交叉渡线全长 93.184 m，菱形长轴 17.280 m，短轴1.445 m。8组辙叉均为固定型镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉。道岔容许通过速度为直向160 km/h，侧向50 km/h。该交叉渡线结构新颖、构造复杂，铺设精度要求高，同时又位于地下车站内，施工场地狭小，物流组织困难，目前尚无施工先例。施工采用了原位整体铺设法，即道岔轨料自厂家运输至小金口站，由下料口将道岔轨料运输至铺设现场，在岔位按4组单开道岔、4组辙叉分别铺设后，进行整体组装、整体调整、整体道床板浇筑。  图2 交叉渡线平面示意图 精调施工是保证轨道铺设精度的关键工序。由于该交叉渡线构造复杂，纵、横向尺寸大，尤其是菱形交叉区域轨道结构复杂、轨枕长、轨线多、调整难度大，因此精调工作是该交叉渡线施工的难点和重点。 2 精调施工工艺流程交叉渡线组装完毕经粗调合格后，安装支撑调整系统。精调作业分为两次进行。粗调完成后即进行第1次精调。第2次精调在转换设备安装并进行工电联调后、道床板混凝土浇筑施工前进行。精调施工工艺流程如图3所示。 3 支撑调整系统的设计及安装原位法无砟道岔精调的关键技术是如何使道岔准确定位并固定，且使钢轨不产生内应力。由于本交叉渡线尺寸大、重量大，又处于隧道中，因此支撑调整系统的设计及安装是精调施工的关键。 3.1 竖向支撑系统  图3 精调施工工艺流程 传统的道岔调整竖向支撑都使用螺旋支撑杆支撑钢轨的调节方式[1]。这种支撑系统结构复杂，易造成钢轨变形，并产生内部应力。本工程采用在岔枕端部进行道岔的高低调整和竖向支撑，如图4所示。该调整装置的支撑点集中于轨枕，简化了支撑体系，同时增加了支撑点与调整点，道岔几何位置可快速准确定位，钢轨基本处于自由应力状态。轨枕竖向支撑螺杆在辙叉部位逐枕安装，辙叉区外隔一装一。  图4 竖向支撑系统 3.2 横向调整系统 本交叉渡线加工精度高、自重大，横向准确定位是原位法施工的重点和难点技术之一[2]。传统的施工方法中，现场操作人员采用起道机顶推岔枕、钢轨以达到定位的目的[3]。由于起道机顶推力不易控制，调整时左右摇摆不定，岔枕磕碰损坏严重、钢轨内力增大。为此，本工程道岔横向支撑调整采用地锚调节装置，如图5所示。  图5 横向调节装置 地锚装置由地锚钢筋、铁垫片、螺帽及调整螺杆等组成。地锚钢筋采用?32 mm的螺纹钢加工而成，下端锚固在混凝土支承层中，上端焊接5 cm×5 cm的6 mm厚铁板，铁板上预留?10 mm的孔洞。螺杆一端与岔枕钢筋桁架焊接，另一端穿入地锚钢筋顶端的孔洞，通过螺帽调整螺杆的位置来调节岔枕的横向位置。 横向调节装置每隔一根岔枕对称布置一对，与竖向支撑螺杆间隔布置。辙岔部位由于岔枕较长及道岔杆件重量较大，需逐枕对称布置一对。 3.3 菱形交叉部分的支撑调整系统 菱形交叉岔枕密集部分，采用“地锚+横向调节拉杆双工装”调整系统。即除了地锚调整装置外，在每隔一根岔枕外侧增装一根横向拉杆。横向拉杆一端与岔枕连接，另一端固定于隧道侧壁或电缆槽边墙，如图6所示。“双工装”横向调节装置有利于增强横向调节能力、提高横向稳定能力。在支撑调整体系完成及目测道岔方向良好后，方可将锚—横向调节丝杆与岔枕三角桁架筋焊接。  图6 菱形交叉部分横向调节器布置 4 精调作业方法交叉渡线精调按照先4组单开道岔、然后菱形交叉部分的总体施工顺序进行。 精调作业方法为：将平面、高低、轨道超高、轨距加宽参数录入到轨检小车。根据轨检小车检测数据确定调整量。操作人员随着轨检小车移动，全站仪照准轨检小车棱镜，选定正确的线路参数，进入测量程序。轨检小车逐枕反馈调整量，据此通过支撑调整系统对道岔的水平、竖直方向、轨距、轨向进行精确调整定位。 4.1 全站仪设站测量定向 采用自由设站的方法，全站仪立在岔前或岔后约20 m的位置，一站测量距离不超过60 m。全站仪支立时仪器中心对准道岔直基本轨。对中整平后选取道岔里程范围内仪器前后各两对CPⅢ进行定向。定向时顺时针旋转仪器照准棱镜进行测量，当全部测量完成后查看各CPⅢ点位定向残差，删除不合格点位，至少要保证6个CPⅢ控制点。平面中误差与高程中误差均控制在0.5 mm以内。储存定向结果，定向作业完成。 4.2 平面调整 平面调整遵循“先轨向，后轨距”的原则。 轨向调整以尖轨为基准轨，直股基准轨为直尖轨，曲股基准轨为曲尖轨，调整地锚螺栓及横向拉杆，对道岔方向超限点作局部的精调，直股工作边的直线度符合规定标准、曲线段曲股工作边要求应圆顺、无硬弯。当平面精调量过大、过长时，找准最大值位置，明确调整方向，松开前后10 m左右地锚螺栓上的螺丝，然后指挥施工人员操作起道机顶动进行调整。当与之前方向反向且偏量在2 mm左右时停止顶动起道机，将地锚螺栓全部紧固后，撤掉起道机，待轨道平稳后继续精调作业。平面调整时线路中心线误差尽量控制在同一侧，即开始时误差往左偏移，后面调整统一向左偏移，反之亦然。如若调整偏差时左时右，数据显示合格但内业计算时线路平顺性较差。另外，调整时不要一次性调整到位，应预留1 mm左右富余量，防止调整前面钢轨时被带动而发生移动而导致反复调整。相邻两点相对误差不超过0.5 mm。 轨距调整通过固定基准轨，调整另一股钢轨来实现，按照先支距后轨距的步骤调整，使尖轨跟端起始固定位置支距、尖轨跟端支距和导曲线支距允许偏差满足施工要求。轨距调整要求轨距变化率不得大于1/1 500，即相邻轨枕之间轨距变化应控制在0.3～0.5 mm。 4.3 高程调整 高程调整遵循“先高低，后水平”的原则。 高低调整时以基本轨为高低基准轨，直股以直基本轨为高低基准轨，曲股以曲基本轨为高低基准轨。使用竖向支撑螺杆进行高低调整。高程调整时宁低勿高，误差控制在低于轨面设计高程0.3～0.7 mm，防止因混凝土浇筑后体积膨胀造成高程升高，且相邻两点误差不超过0.5 mm，同时保证两侧钢轨水平误差不超过0.3 mm。当调整点高程一直居高不下且竖向调节螺杆离地不再受力，用扳手拧动螺杆与铁片接触即可。指挥施工作业人员继续向前调整，待前方调整出一定距离后再返回调整上一次未调整好的点位，如此反复几次直至合格。当调整点高程过低且连续10余m情况类似时，只靠竖向调节螺杆调整费时费力，且容易出现铁片弹飞的现象。故根据偏量数据选定最低点位置采用起道机进行抬升作业，抬升过程中时刻查看手簿数据，当显示的偏量高于设计高程1 mm左右时，停止起道机操作。指挥施工人员用扳手拧紧起道机前后的竖向调节螺杆并与铁片接触受力。撤掉起道机，继续进行调整作业。 水平调整通过固定基准轨、调整另一股钢轨高低、校核水平精度来实现。水平变化率，相邻轨枕不大于0.6 mm、间隔3根轨枕不大于2 mm。 精调达到设计支距、轨距、水平、前后高低、查照间隔、护背距离等验收要求后复紧螺栓达到设计扭矩。 4.4 菱形交叉部位调整 单开道岔尾部和菱形交叉部分由于轨枕过长且未全部连接在一起，当精调至这些部位时，拉动线路一侧的钢轨会导致精调完成的另一侧的钢轨相对位置发生变化，从而影响精调精度。为保证道岔精调精度，除加装横向丝杆增加约束外，采用两台轨检小车共同测量、相互校核测量结果的方法，即所谓的“双轨检小车配合弦线法交叉渡线精调技术”。 菱形交叉中间4组固定辙叉部分，由于轨检小车无法通行，采用弦测法精调。 (1)准备工作：轨检小车1置于单开道岔I侧股尾部，轨检小车2置于单开道岔Ⅱ侧股尾部，两轨检小车位于设有地锚的同一里程断面处，采用相同点号的CPⅢ进行全站仪定向，定向完成后连接轨检小车，选定线路参数，两台轨检小车开始同步精调工作。如图7所示。 (2)推动轨检小车2，以第1段地锚间距为一段精调距离对右股道进行精调。  图7 轨检小车就位，开始测量 (3)推动轨检小车1，根据轨检小车2显示的调整误差偏量，以第1段地锚间距为一段精调距离对左股道进行精调；刻意使左股调整误差偏量与右股保持一致，同时观察轨检小车2数据是否发生变动，如若发生变动对右股道再次进行微调，如此循环，直至两侧数据都满足要求为止。 (4)推动轨检小车2，根据轨检小车1显示的调整误差偏量，以下一段地锚间距为一段精调距离对右股道进行精调，刻意使右股道调整误差偏量与左股道保持一致，同时观察轨检小车1数据是否发生变动，如若发生变动对左股道再次进行微调，如此循环，直至两侧数据都满足要求为止。 (5)重复上述步骤(2)和步骤(3)，逐步进行下一段地锚间距范围内轨道精调，直至轨检小车移动至单开道岔Ⅲ和单开道岔IV尾部，停止测量，第1个测量循环结束，如图8所示。  图8 两轨检小车到达单开道岔Ⅲ和Ⅳ尾部 (6)两轨检小车换位，如图9所示，反方向对该区域进行第2个精调循环，对第1次精调循环进行复核，确保精调精度误差控制在规定范围以内。调整过程与步骤同第1个精调循环。该循环仍然是首先移动轨检小车2，然后轨检小车1，即先调整右股道，后调整左股道；如此循环，直至两轨检小车均移动至第1个循环初始位置。 (7)用轨检小车于4组单开道岔尖轨根端测设精调状态零点，在同一直线上两组尖轨间设弦线架，调整钢轨轨向及高低不合适部位，然后逐枕调整轨距及支距。施工前逐根轨枕计算菱形交叉外部支距，以确保各钢轨相对位置准确。  图9 两轨检小车换位，开始反方向测量 4.5 第2次精调 第1次精调完成后，绑扎道床板中、上层钢筋，安装道床板模板，安装转换设备并进行工电联调，合格后拆除转换设备。在道床板混凝土浇筑施工前，对道岔系统进行二次精调。 第2次精调之前，需将一次精调过程中出现的地锚滑丝、开焊，轨距不合格等问题整改。 利用轨检小车对道岔的轨距、水平、方向、高低等几何尺寸进行检测并进行调整，尽可能将各项指标的偏差调成“0”。 将精调过后的竖向调节螺杆全部与铁片接触受力，地锚上的横向调节螺母全部锁定。第2次精调完成后，逐枕采集数据并保存。通过内业处理软件生成数据表格与图形，确认无误后进行浇筑混凝土作业。调整后 4～6 h必须浇注混凝土，否则需重新调整，防止轨道精调状态发生变动。 5 结论(1)岔枕端部竖向支撑调整螺杆和地锚调节装置组成的交叉渡线竖向、横向支撑调整系统结构简单、操作灵活，调整系统的布置经济、合理。 (2)采用“双工装横向调整技术”，解决了菱形交叉区域轨道结构复杂、轨枕长、轨线多、调整难度大的技术问题。 (3)经检测，莞惠城际轨道交通小金口站铺设的客运专线用 60 kg/m钢轨 12号无砟道岔5 m间距交叉渡线铺设状态优良，符合设计图纸及相关技术条件的要求，施工效果良好。 参考文献 [1]王红亮.高速铁路轨枕埋入式无砟道岔施工创新技术[J].高速铁路技术,2012(04):19-23 [2]刘宝贵,杨宏伟.论交叉渡线的整体移铺[J].铁道建筑技术,2003(04):60-61，76 [3]古林辉. 60 kg/m轨12号提速道岔交叉渡线在狭窄场地的铺设施工[J].铁道建筑,1999(09):8-10 A Study of the Fine Adjustment Technology for the Non-Ballasted Double Crossover of the Tube Station of an Inter-Municipal Rail TransitXIONG Huatao (The Railway Transportation Engineering Co. Ltd. of the 16th Bureau Group of China Railway，Gaobeidian 074000,China) Abstract：With the construction of the Guan-Hui Inter-municipal Rail Transit as an illustrative example,a study is made of the fine-adjustment technique for China's first 5-m-spaced double crossover matching the 60kg/m 12# non-ballasted track in the paper.Upon the basis of considering the fact that the double crossover is novel in structure,complicated in composition,large in size both longitudinally and laterally,and besides,it is located inside an inter-crossing tunnel,a fine-adjustment process is put forward in the paper,with the key technical points of construction such as the design of and installation methods for the supporting and adjustment systems,the plane adjustment,the vertical adjustment,the elevation adjustment,the adjustment of the prismatic inter-sectional parts,and the second time fine adjustment dealt with in detail.Practice shows that this fine adjustment method is advanced and practicable in technology,and can produce good effects in construction. Key words：inter-municipal rail transit;tube station;non-ballasted track;double crossover;fine adjustment 收稿日期：2016-09-07 基金项目：中铁十六局集团科技研究开发计划(K2014-20C) 作者简介：熊华涛(1978—)，男，博士，高级工程师，主要从事铁路轨道施工技术管理工作。 DOI：10.13219/j.gjgyat.2017.01.002 中图分类号：U215.57 文献标识码：B 文章编号：1672-3953(2017)01-0006-05 |
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