城市轨道交通装配板式轨道高精度基座现浇施工方法与流程

本发明涉及一种城市轨道交通装配板式轨道高精度基座5现浇施工方法，属于城市轨道交通整体道床轨道施工。

背景技术：

目前国内城市轨道交通整体道床轨道传统的施工方法有“人工散铺法”和“轨排架轨法”两种。“人工散铺法”是将钢轨、扣件轨枕等轨料散件运输至施工地点，在施工地点组装成轨排，然后架设轨排，绑扎钢筋，浇筑混凝土。“轨排架轨法”是在铺轨基地内将轨料组装成标准轨排，再运输至施工地点架设轨排，绑扎钢筋，浇筑混凝土。“人工散铺法”缺点如下：一是该方法需要大量劳动力，且施工效率低，单作业面综合铺轨进度约为30m/d；二是钢轨自重大现场搬运困难；三是人工散铺需要较多场地堆放材料而城市轨道交通铺轨作业面施工场地小，难以满足散铺需求；四是散铺施工轨道材料多次转运，易损坏；五是“人工散铺法”施工需在铺轨现场浇筑整体道床轨道，受现场条件限制现浇整体道床轨道易产生质量通病；六是“人工散铺法”施工的整体道床轨道可更换可维修性差。

“轨排架轨法”与“人工散铺法”相比较作业人员劳动强度减轻，劳动效率有较大提升，单作业面综合铺轨进度可达50～75m/d，但由于“轨排架轨法”施工整体道床轨仍需在铺轨现场浇筑道床混凝土，该方法仍有以下缺点：一是“轨排架轨法”施工仍需大量劳动力；二是“轨排架轨法”施工铺轨基地占地面积需求较大；三是“轨排架轨法”铺轨基地所在车站或区间需专设轨排井，轨排井设置不但增加费用较大而且对车站主体及轨顶风道等土建结构施工有较大影响；四是“轨排架轨法”施工绝大部分材料只能从铺轨基地通过轨道运输至铺轨作业面，运输方式单一，运输任务重，运输风险较大；五是“轨排架轨法”施工需在铺轨现场浇筑整体道床轨道，受现场条件限制现浇整体道床轨道易产生质量通病；六是“轨排架轨法”施工的整体道床轨道可更换、可维修性差。

由于传统城市轨道交通整体道床轨道施工存在的问题，国内轨道交通发达的城市已经开始探索采用装配板式轨道技术。装配板式轨道结构分为轨道板、弹性垫层，基座三部分，各部分的制造精度要求都很高，此方案对混凝土基座施工也提出了更高要求，混凝土基座高程与设计高程较差需控制在3mm以内。弹性垫层、轨道板在工厂内生产，其制造精度可以达到设计要求；板式轨道基座只能现浇，传统方法人工摊铺、捣固、找平、抹面浇筑混凝土达很难达到设计要求，为攻克这一难题促进装配板式轨道结构在城市轨道交通中的应用，迫切需要开发一种城市轨道交通装配板式轨道高精度基座现浇施工方法，生产满足装配板式轨道结构要求的基座。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种城市轨道交通装配板式轨道高精度基座现浇施工方法，以克服现有技术存在的人工浇筑长大面积混凝土高程控制困难、表面平整度差、质量不稳定等不足。

本发明采用以下技术方案：包括以下施工步骤：包括以下施工步骤：第一，建立CPⅢ轨道基础测控网；第二，线路中心线放样；第三，基底处理；第四，安装设备走行轨道；第五，基座钢筋制作安装；第六，基座模板、伸缩缝安装及限位凸台位置预留；第七，装配板式轨道高精度基座混凝土施工。

第一步骤的工艺内容为：①CPⅢ轨道基础测控网建网前复核业主单位移交的高等级导线网，复核确认合格后利用业主提供的导线网开展CPⅢ轨道基础测控网建网工作；②在线路两侧选取稳固、不易破坏、便于测量的位置按照测量要求成对布设CPⅢ测控网桩点；③结合导线网对埋设的CPⅢ测控桩点进行平面和高程测量，并以两站一区间为最小测量单元，对获取的测量数据进行严密平差，形成测量成果。

第二步骤的工艺内容为：在CPⅢ测控桩点上安装测量小棱镜，在待测区架设全站仪设置站，利用建好的CPⅢ轨道基础测控网测进行路中心线放样。

第三步骤的工艺内容为：基座施工前对基底面进行验收，清理基底面的浮碴、浮浆、碎片、油渍积水等，需要凿毛、接茬植筋的部位按照设计要求进行凿毛、接茬植筋处理。

第四步骤的工艺内容为：以线路中线桩为依据，安装设备走行轨道，走行轨道中心线与线路中心线保持一致，轨距设置满足装配板式轨道结构施工需求。

第五步骤的工艺内容为：基座钢筋网在铺轨基地内加工成型，运输到施工现场安装。

第六步骤的工艺内容为：①在圆形隧道段，基座设计为满铺；②限位凸台预留凹坑后浇筑。

第六步骤的工艺内容为：在高架桥段、马蹄形、矩形隧道段，基座混凝土浇筑前需安装基座侧模，模板定位准确，并采取固定措施，防止其偏位、上浮。

第七步骤的工艺内容为：①配制适应基座（5）设计和施工要求的低泌水率混凝土；②凝土运输：高架桥基座混凝土从桥梁附近或从临近区间的盾构井用汽车泵输送至特制混凝土罐车；地下线利用区间各盾构井下料；特制混凝土罐车从下料点接收混凝土运输至施工地点，再用混凝土输送泵输送至待浇筑位置；③采用智能精密整捣平设备浇筑基座混凝土：首先在工作面前方用混凝土输送泵供料、布料，然后将智能精密整捣平设备运行到工作位并操作其工作，包括对基座混凝土进行精确整平并利用精密整平机检测基座平整度。

第七步骤的智能精密整捣平设备由三部分组成，第一部分为全站仪小车，第二部分为精密整平机，第三部分为粗振捣机，三部分在临时铺设的走行轨上自由行走。

本发明的有益效果如下：

本发明与传统的施工方法比较具有以下几个优点：

1）运用此方法施工的混凝土基座平整度好，精度高，基座平整度及与设计高程较差能够控制在3mm以内，能够满足装配板式轨道基座设计要求。

2）自动化机械化程度高，减轻了现场人工作业劳动强度。

3）减少了人为因素影响，施工质量稳定。

4）施工效率高，可缩短施工周期。

5）此方法适应性好，可用于圆形隧道、马蹄形隧道、矩形隧道及高架桥、地面线等多种工况条件下施工。

6）、此方法运用可促进整体道床板工厂化生产，提升轨道工程的整体施工质量。

7）、此方法运用为装配板式轨道方案推广奠定基础，是解决整体道床可更换性差、可维修性差难题的有效方案。

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明。

附图说明

图1：本发明的装配板式轨道结构平面示意图；

图2：本发明的装配板式轨道结构横截面示意图（圆形隧道）；

图3：本发明的装配板式轨道结构横截面示意图（马蹄形隧道）；

图4：本发明的装配板式轨道结构横截面示意图（地面线）；

图5：本发明的装配板式轨道结构横截面示意图（高架线）；

图6：本发明的板式轨道装配示意图；

图7：本发明的智能精密整捣平设备工作示意图（圆形隧道）；

图8：本发明的智能精密整捣平设备工作示意图（矩形隧道）；

图9：本发明的智能精密整捣平设备构造图。

图1～6中：1钢轨、2扣件、3轨道板、4弹性垫、5基座、6基底结构、7密封胶、8限位凸台、9吊装孔。

图7中：15斜支架； 图8中：14直角支架； 图9中：10-1全站仪（TS50）、10-2全站仪小车走行轮、10-3全站仪小车骨架；11-1精密整平机棱镜、11-2精密整平机数字油缸、11-3精密整平机伺服电机、11-4精密整平机液压顶伸系统、11-5精密整平机控制计算机、11-6精密整平机骨架、11-7精密整平机液压油泵、11-8精密整平机走行轮、11-9精密整平机振捣板；12-1粗振捣机棱镜、12-2粗振捣机数字油缸、12-3粗振捣机伺服电机、12-4粗振捣机控制计算机、12-5粗振捣机骨架、12-6粗振捣机混凝土铁铲、12-7混凝土铁铲支撑、12-8混凝土振动棒、12-9粗振捣机液压顶伸系统、12-10粗振捣机液压油泵、12-11粗振捣机走行轮、12-12粗振捣机振捣板、13工具轨、14直角支架、15斜支架、16施工方向。

具体实施方式

本发明的实施例：包括以下施工步骤：第一，建立CPⅢ轨道基础测控网；第二，线路中心线放样；第三，基底处理；第四，安装设备走行轨道；第五，基座钢筋制作安装；第六，基座模板、伸缩缝安装及限位凸台位置预留；第七，装配板式轨道高精度基座混凝土施工。

架设24Kg/m走行轨道13作为基座5测控、摊铺捣固、整平设备的走行、导向轨道。

利用TS50全站仪小车10-1，进行基座5状态测控。

智能粗振捣机12进行基座5混凝土的粗摊铺捣固。

采用智能精密整捣平设备进行基座5混凝土的精确整平并利用精密整平机检测基座5平整度。

智能精密整捣平设备的详细工作情况如下：全站仪小车10的全站仪带ATR自动照准功能和超级搜索功能，能够连续动态跟踪与测量，全站仪与粗振捣机12和精密整平机11上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验、标定CPⅢ点，将作业区段线路的曲线要素点以及线路曲线半径、超高等数据存入控制系统，全站仪小车10和粗振捣机12的油缸上安装的信号接收棱镜静态标定好起始位置，然后将全站仪10-1测量得到的该标段纵坡、横坡等路面参数输入控制器，由粗振捣机12在作业面空载来回行走一次，实测出因工具轨上走形而产生的路面参数误差，再把实测误差输入控制器，粗振捣机12就开始工作，粗振捣机12上的油缸动作位移量由位移传感器（数字液压油缸自带），反馈给控制器形成闭环控制，根据线路超高变化控制铲平装置12-6、振捣板12-12的倾斜角度和布料螺旋液压马达旋转方向，然后粗振捣机12往施工方向行走，将混凝土骨料铲平，同时操作混凝土振动棒12-8下降，使混凝土振动棒12-8插入混凝土骨料中充分振动，使混凝土骨料能够均匀充填至隧道道基的钢筋网中，此项作业完成后混凝土面预留正误差（比设计基底面高度高3mm），粗振捣机（12）行走至下一工位停止等待下一个循环作业，然后精密整平机11行驶至作业起始位置，控制原理同粗振捣机12，利用伺服油缸11-2上棱镜的实时测量位置与理论位置进行比对，提取理论数据库中对应位置参数进行比较，并控制伺服油缸调整偏心振捣板的高度和倾角，对混凝土进行精密整平，由伺服电机11-3自带的数码盘测得作业车走形位移反馈给控制器11-5，控制器11-5控制整平油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与全站仪测量数据的一致性，调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm，作业完成后行驶至下一工位停止等待下一个循环作业。④人工修整边角部位,完成后进行平整度检测；⑤混凝土拆模及养护：基座侧模、端模及凸台合子模在混凝土强度达到拆模要求后开始拆模并及时进行覆盖浇水养护。⑥基座验收进入下道工序。

实施例1；如附图1、2、7、9所示，圆形隧道装配板式轨道高精度基座5混凝土施工，基本步骤如下：第一步，在圆形隧道管片上打孔埋设CPⅢ轨道基础测控网点，建立CPⅢ轨道基础测控网。第二步，架设全站仪设站，在管片上测设线路中心桩。第三步，基底处理；第四步，根据线路中心桩，在管片上安装斜支架，架设设备走行轨。第五步，制做基座5钢筋运输至施工地点安装。第六步，安装凸台模板。第七步，按图7所示依次将全站仪小车、精密整平机、粗振捣机放置到工具轨上，将设计参数和控制点输入精密整平机与粗振捣机的控制计算机，再行驶至作业面末端，等待混凝土骨料倒入隧道底面（一次6方料），之后依次将设备行驶至起始位置，固定好全站仪小车，将粗振捣机和精密整平机各空载来回行走一次，全站仪通过设备上面的棱镜实测出因工具轨上行走而产生的误差，再发送给控制计算机，当正式施工的时候，控制计算机根据误差自动调整参数，使施工精度更准确。粗振捣机往施工方向行走，利用混凝土铁铲12-6将基底中间堆积的混凝土往两边推散，同时操作混凝土振动棒12-8将混凝土充分振捣，往前行进的同时，粗振捣机振捣板12-12将基底混凝土面整平，通过控制计算机控制振捣板，使整平的混凝土面保留正误差（比设计高度高3mm），此步骤完成后粗振捣机开往下一区域等待下一循环。精密整平机往施工方向行走，全站仪10-1通过精密整平机棱镜11-1实时测量数据并反馈给精密整平机控制计算机11-5，控制计算机11-5通过计算实时传输控制指令给精密整平机液压油泵11-3，从而控制精密整平机数字油缸11-2的上下，精密整平机数字油缸11-2与精密整平机振捣板11-9连接，这样就可以实时调整振捣板11-9的倾斜角度，对基底混凝土面进行整平，并达到设计要求，此步骤完成后精密整平机开往下一区域等待下一循环；直到作业任务完成。

实施例2：如附图1、3、8、9所示，在马蹄形隧道（矩形隧道施工与马蹄形隧道类似）边墙上打孔埋设CPⅢ轨道基础测控网点，建立CPⅢ轨道基础测控网；架设全站仪设站，在马蹄形隧道仰拱面上测设线路中心桩；根据线路中心桩，在隧道仰拱面上安装直角支架，架设设备走行轨；制基座5钢筋运输至施工地点安装；安装基座5两侧侧模及凸台模板；人工配合智能精密整捣平设备进行基座5混凝土浇筑（其余步骤与实施例1中相应内容类似）。

实施例3：如附图1、4、9所示，在地面线路基两侧埋设CPⅢ轨道基础测控网桩，建立CPⅢ轨道基础测控网；架设全站仪设站，在路基上测设线路中心桩；根据线路中心桩，在路基两侧安装直角支架，架设设备走行轨；制基座5钢筋运输至施工地点安装；安装基座5两侧侧模及凸台模板；人工配合智能精密整捣平设备进行基座5混凝土浇筑（其余步骤与实施例1中相应内容类似）。

实施例4： 如附图1、5、9所示，在高架线道床覆盖区域外的梁面上埋设CPⅢ轨道基础测控网桩，建立CPⅢ轨道基础测控网；架设全站仪设站，在梁面上测设线路中心桩；根据线路中心桩，在桥梁两侧安装直角支架，架设设备走行轨；制基座5钢筋运输至施工地点安装；安装基座5两侧侧模及凸台模板；人工配合智能精密整捣平设备进行基座5混凝土浇筑（其余步骤与实施例1中相应内容类似）。