阅读说明：本技术 一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法 (Integral replacement method for ballastless track bed of subway under uninterrupted operation condition ) 是由 娄会彬 郭积程 谭诗雨 杨艳丽 王森荣 张世杰 朱彬 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法,其特征在于,包括如下步骤：S1、钢支墩槽开槽；S2、钢支墩安装；S3、道床板分区清除；S4、道床板分区浇筑；S5、钢支墩切割；S6、道床修整。通过在相邻的既有轨枕之间、钢轨的下方开槽,设置钢支墩和扣配件组装件对钢轨进行临时支撑,可以在不中断运行的条件下对既有的病害道床板进行清除,并重新浇筑新道床,道床的整体置换方便,施工效率高,能够在天窗期内快速完成。(The invention discloses a method for integrally replacing a ballastless track bed of a subway under the condition of uninterrupted operation, which is characterized by comprising the following steps of: s1, grooving the steel buttress groove; s2, mounting a steel buttress; s3, removing the ballast bed plate in a partition manner; s4, pouring the roadbed slab in a partition manner; s5, cutting the steel buttress; and S6, track bed trimming. Through between adjacent existing sleeper, the below fluting of rail, set up steel buttress and detain accessory built-up member and support the rail temporarily, can clear away existing disease railway roadbed board under the condition of uninterrupted duty to pour new railway roadbed again, the whole replacement of railway roadbed is convenient, and the efficiency of construction is high, can accomplish fast in the skylight.)

一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法

技术领域

本发明属于轨道交通中的无砟轨道技术领域，具体涉及一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法。

背景技术

高速铁路和城市轨道交通，普遍采用整体道床结构，无砟轨道在使用过程中出现病害，城市轨道交通中设计无砟轨道改造等，需要对既有整体道床进行拆除，置换为新道床结构。

专利申请CN201710160657.8公开了一种高铁无砟轨道维修整体道床切割运输方法，仅提供了一种道床切割运输方法，而未体现后续线路恢复问题；且该方法必须下切割钢轨情况下进行，且对运营线路影响大，很难在天窗时间内实施。

在轨道拆除期间，需要保证线路不中断运营和列车的运营安全，降低改造期间对运输能力和行车组织的不利影响，这是行业内丞待解决的难题。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，通过在相邻的既有轨枕之间、钢轨的下方开槽，设置钢支墩和扣配件组装件对钢轨进行临时支撑，可以在不中断运行的条件下对既有的病害道床板进行清除，并重新浇筑新道床，道床的整体置换方便，施工效率高，能够在天窗期内快速完成。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，包括如下步骤：

S1、钢支墩槽开槽：

在相邻的既有轨枕之间、钢轨的下方凿除道床混凝土，直至道床下的底板分界面，形成钢支墩槽；

S2、钢支墩安装：

在钢支墩槽中，对钢支墩及其上的扣配件进行定位，下端锚固、上端悬挂于钢轨，然后槽内立模浇筑钢支墩，待混凝土初凝后，下道前拆除钢支墩顶部与铁垫板间的橡胶垫板，钢支墩与铁垫板脱空，新浇混凝土不受白天列车运行的影响；

S3、道床板分区清除：

为保证道床板清除过程中轨道几何形位的稳定，在钢轨不拆卸情况下进行道床板分区清除，共分二个区间，分区循环进行流水施工；在保证所有临时钢支墩、第2区轨枕与钢轨正常受力情况下，进行第1区道床板清除；

S4、道床板分区浇筑：

在钢轨不拆卸情况下进行道床板分区浇筑，共分两个区域，分区循环进行施工并浇筑混凝土，凿除一区浇筑一区，施工采用早强聚合物混凝土浇筑道床；

S5、钢支墩切割：

拆除钢支墩上扣配件，安装新浇道床扣配件；对钢支墩进行切割，浇筑钢支墩槽；

S6、道床修整。

优选地，步骤S1包含如下步骤：

S1.1、对置换作业区域内的钢轨、扣件进行保护；

S1.2、在相邻的既有轨枕之间、钢轨的内外两侧对道床钻孔若干个；

S1.3、对每组钻孔区域进行混凝土凿除形成钢支墩槽；

S1.4、结构底板找平；

S1.5、清渣外运，即可见平整的道床-底板分界面。

优选地，步骤S2包含如下步骤：

S2.1、在钢支墩顶部临时安装扣配件，在钢支墩槽内调整扣配件-钢支墩整体的位置，将扣配件悬挂于钢轨上；

S2.2、通过钢支墩底板上的锚固孔，采用电钻在道床下的底板上初钻定位孔；

S2.3、定位完成后，拆除扣配件与钢支墩的连接；

S2.4、在定位孔处钻孔形成锚固孔；

S2.5、再次在钢支墩的上部组装扣配件，扣配件悬挂于钢轨；并在钢支墩的下部，在锚固孔中通过锚杆将钢支墩与道床下底板连接牢固；

S2.6、在钢支墩槽中立模浇筑钢支墩，待混凝土初凝后，下道前拆除钢支墩顶部与铁垫板间的橡胶垫板，钢支墩与铁垫板脱空，新浇混凝土不受白天列车运行的影响。

优选地，步骤S3包含如下步骤：

S3.1、采用起道器将钢轨抬升，安装铁垫板下橡胶垫板；将钢支墩与扣配件连接紧固；

S3.2、配合线路人员对轨道几何形位进行测量、调整，直至满足要求后，对道床进行清除；首先拆除既有道床扣配件，采用空压机配合风镐破碎机进行凿除，凿除过程中对钢轨进行包裹保护；

S3.3、清渣外运。

优选地，步骤S4包含如下步骤：

S4.1、对裸露的底板及两端道床混凝土凿毛处理，清理松散颗粒及灰尘；

S4.2、根据扣件间距，将预制短轨枕利用扣配件固定在钢轨上，按照设计要求进行钢筋绑扎及安装，同时利用钢支墩精细调整轨道几何状态后固定；

S4.3、在道床浇筑区域边缘加设扁钢，并与所有的纵向钢筋进行焊接；在扁钢两侧焊接杂散电流端子，并伸出道床面；在浇筑区域的两端对既有道床进行凿除，露出纵向钢筋头，同样加设扁钢及杂散电流端子；

S4.4、冲洗浇筑区域底板上的杂物、灰尘，在浇筑区域端部安装边模并固定；

S4.5、使用毛刷对底板混凝土、道床两端混凝土、轨枕边墙涂刷界面剂；

S4.6、分区式浇筑混凝土；

S4.7、浇筑过程至混凝土强度达到10MPa前，人员、机具严禁对施工段线路进行扰动；待混凝土二次收面完成，并初凝形成强度后，下道前拆除新浇道床扣配件，保证新浇道床不受力；

S4.8、覆盖塑料薄膜，防止失水过快产生裂纹，下道前撤除薄膜，并进行洒水养护。

优选地，步骤S5包含如下步骤：

S5.1、拆除钢支墩上扣配件，安装新浇道床扣配件；

S5.2、用铁锹对钢轨进行底部与侧面的保护，采用氧炔焰对钢支墩进行切割；

S5.3、采用早强聚合物混凝土浇筑钢支墩槽，并参考道床面进行找平。

优选地，步骤S6包括如下步骤：

修整施工区域新浇道床，包括道床排水沟和道床表面，同时清理残留在轨枕块和扣件上的混凝土。

优选地，步骤S2.5包含如下步骤：

S2.5.1、锚固孔内注入植筋胶；

S2.5.2、将锚杆套入钢支墩底板锚固孔，安装扣配件及钢支墩，钢支墩通过高强度螺柱和螺母与扣配件连接，悬挂于钢轨上；

S2.5.3、将锚杆压入注满植筋胶的锚固孔内，锚杆上部通过螺母与钢支墩底板连接，保证锚杆超出螺母至少2节螺纹；

S2.5.4、待植筋胶凝固形成强度后，拧紧锚杆上部螺母，保证钢支墩与车站底板连接牢固。

优选地，步骤S2.5中，若植筋胶在一个天窗时间内尚未凝固形成强度，无法拧紧螺母，下道前需拆除钢支墩与扣配件连接的螺柱和螺母，将钢支墩落下，保证其不影响白天列车运行，待下一个天窗点植筋胶形成强度后，重新安装钢支墩，拧紧锚杆上螺母。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，通过在相邻的既有轨枕之间、钢轨的下方开槽，设置钢支墩和扣配件组装件对钢轨进行临时支撑，可以在不中断运行的条件下对既有的病害道床板进行清除，并重新浇筑新道床，道床的整体置换方便，施工效率高，能够在天窗期内快速完成。

2、本发明的不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，既有道床板清除时，采用分区清除方式，分区循环进行流水施工，即保证了钢轨的正常受力，保证了道床板清除过程中轨道几何形位的稳定，同时作业区和非作业区互不影响，加快了施工速度。

3、本发明的不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，新道床板浇筑时，采用分区浇筑方式，分区循环进行施工并浇筑混凝土，凿除一区浇筑一区，充分利用了混凝土的凝固时间，提高了作业效率；施工采用早强聚合物混凝土浇筑道床，确保2小时内混凝土强度达到通车要求。

附图说明

图1是本发明实施例的不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法中道床板分区清除示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1所示，本发明提供一种不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，具体包括如下步骤。

1、钢支墩槽开槽

处理步骤：钢轨、扣件保护→两侧钻孔→凿除→车站底板找平→清渣外运。

(1)钢轨、扣件保护

采用橡胶套对开槽范围内的钢轨、扣件等进行包裹保护。

(2)两侧钻孔

钢支墩开槽尺寸320mm×900mm，为了保证开槽过程中不损伤两侧轨枕块，槽口垂直线路方向边缘采用水钻进行钻孔。钻孔直径110mm，深度300mm，每个钢支墩槽需钻孔11个左右(钢轨外侧8个、内侧3个)。

(3)凿除

采用电稿对钻孔后的钢支墩槽进行混凝土凿除，开凿深度300mm。期间，采用切割机割除凿出的既有道床钢筋。

(4)结构底板找平

待钢支墩槽开槽至车站底板深度(300mm)后，采用电镐、小锤等工具找平结构底板。

(5)清渣外运

采用人工清渣，并及时搬离施工区域。清除道床残余混凝土后，应能发现平整的道床-底板分界面。

2、钢支墩安装

处理步骤：安装扣配件及钢支墩→锚固孔定位→拆除扣配件及钢支墩→锚固孔钻孔→安装扣配件及钢支墩→浇筑钢支墩。

(1)安装扣配件及钢支墩

采用电动扳手、弹条扳手等工具安装扣配件和钢支墩，钢支墩通过高强度螺柱M30和大六角螺母与扣件系统连接，悬挂于钢轨上。安装完成后，调整扣件-钢支墩整体的位置。

(2)锚固孔定位

采用电钻定位锚固孔，通过钢支墩底板上的锚固孔进行定位。

(3)拆除扣配件及钢支墩

待车站底板上的锚固孔定位完成后，为方便在车站底板上进行锚固孔钻孔，拆除扣配件及钢支墩。

(4)锚固孔钻孔

根据定位孔，采用水钻进行钻孔。钻孔直径32mm，深度180～200mm不等，每个钢支墩槽需钻孔4个。钻孔完毕后，清理槽内积水，保证锚固孔内干燥。

(5)安装扣配件及钢支墩

安装顺序如下：

①锚固孔内注入植筋胶。

②将φ16mm锚杆套入钢支墩底板锚固孔，安装扣配件及钢支墩，钢支墩通过高强度螺柱M30和大六角螺母与扣件系统连接，悬挂于钢轨上。

③将锚杆压入注满植筋胶的锚固孔内，锚杆上部通过螺母与钢支墩底板连接，保证锚杆超出螺母至少2节螺纹。

④待植筋胶凝固形成强度后，拧紧锚杆上部螺母，保证钢支墩与车站底板连接牢固。

注：若植筋胶在一个天窗时间内尚未凝固形成强度，无法拧紧螺帽，下道前需拆除钢支墩与扣件系统连接的螺柱和螺母，将钢支墩落下，保证其不影响白天列车运行，待下一个天窗点植筋胶形成强度后，重新安装钢支墩，拧紧锚杆上螺母。

(6)浇筑钢支墩

在钢支墩槽内立模，从一侧浇筑早强聚合物混凝土，保证钢支墩底部与混凝土接触密实，混凝土浇筑高度高于锚杆1～2cm。

待混凝土初凝后，下道前拆除铁垫板下橡胶垫板，钢支墩与铁垫板脱空1～2cm，新浇混凝土不受白天列车运行的影响。

3、道床板分区清除

如图2所示，为保证道床板清除过程中轨道几何形位的稳定，在钢轨不拆卸情况下进行道床板分区清除，共分二个区间，分区循环进行流水施工。在保证所有临时钢支墩、第2区轨枕与钢轨正常受力情况下，进行第1区道床板清除，其他区亦同。

处理步骤：安装钢支墩上扣配件→既有道床清除→清渣外运。

(1)安装钢支墩上扣配件

采用起道器将钢轨抬升，安装铁垫板下橡胶垫板；利用高强度螺柱M30和大六角螺母将钢支墩与扣件系统连接。

(2)既有道床清除

配合线路人员对轨道几何形位进行测量、调整，直至满足要求后，对道床进行清除。首先拆除既有道床扣配件，采用空压机配合风镐破碎机进行凿除，凿除深度300mm，凿除过程中对钢轨进行包裹保护。

(3)清渣外运

采用人工清渣，并及时搬离施工区域。

4、道床板分区浇筑

在钢轨不拆卸情况下进行道床板分区浇筑，共分两个区域，分区循环进行施工并浇筑混凝土(凿除一区浇筑一区)，为确保2小时内混凝土强度达到通车要求，施工采用早强聚合物混凝土浇筑道床。根据每日浇筑过程量，线外将搅拌混凝土所用材料称量备用。浇筑过程中要求对扣件进行包裹保护。

处理步骤：混凝土凿毛→钢筋加工及安装→杂散电流端子安装→模板安装→喷刷环氧界面剂→浇筑混凝土→拆除新浇道床扣配件→洒水养护。

(1)混凝土凿毛

对裸露的底板及两端道床混凝土凿毛处理，清理松散颗粒及灰尘。

(2)钢筋加工及安装

根据扣件间距，将预制短轨枕利用扣配件固定在钢轨上，按照设计要求进行钢筋绑扎及安装，同时利用钢支墩精细调整轨道几何状态后固定。

(3)杂散电流端子安装

在道床浇筑区域边缘加设50×8扁钢，并与所有的纵向钢筋进行焊接；在扁钢两侧焊接杂散电流端子，并伸出道床面75mm。

为了满足置换后的道床块与两侧既有道床之间排流电气网的联通要求，在浇筑区域的两端对既有道床进行凿除，凿除长度约100mm，露出纵向钢筋头至少60mm，按同样的要求加设扁钢及杂散电流端子。

(4)模板安装

冲洗浇筑区域车站底板上的杂物、灰尘，在浇筑区域端部安装边模并固定。为保证新浇筑混凝土外观质量，模板上粘贴透水模板布。

(5)喷刷环氧界面剂

为提高新旧混凝土粘结性，使用毛刷对底板混凝土、道床两端混凝土、轨枕边墙等涂刷界面剂。

(6)浇筑混凝土

采取分区的方式浇筑混凝土(凿除一区浇筑一段)，为确保2小时内混凝土强度达到通车要求，施工采用早强聚合物混凝土浇筑道床。

采用混凝土专用搅拌机制备混凝土，搅拌机放置于站台层，搅拌好的混凝土通过木槽排入预制木箱中，通过平板车将木箱运输至指定区域浇筑混凝土。

(7)拆除新浇道床扣配件

浇筑过程至混凝土强度达到10MPa前，人员、机具严禁对施工段线路进行扰动。待混凝土二次收面完成，并初凝形成强度后，下道前拆除新浇道床扣配件，保证新浇道床不受力。

(8)洒水养护

覆盖塑料薄膜，防止失水过快产生裂纹，下道前撤除薄膜，并进行洒水养护。

5、钢支墩切割

处理步骤：扣配件安装与拆除→钢支墩切割→钢支墩槽浇筑。

(1)扣配件安装与拆除

拆除钢支墩上扣配件，安装新浇道床扣配件。

(2)钢支墩切割

用铁锹对钢轨进行底部与侧面的保护，采用氧炔焰对钢支墩进行切割。

(3)钢支墩槽浇筑

采用早强聚合物混凝土浇筑钢支墩槽，并参考道床面进行找平。

6、道床修整

修整施工区域新浇道床，包括道床排水沟和道床表面，同时清理残留在轨枕块和扣件上的混凝土。

本发明的不中断运行条件下地铁无砟道床整体置换方法，通过在相邻的既有轨枕之间、钢轨的下方开槽，设置钢支墩和扣配件组装件对钢轨进行临时支撑，可以在不中断运行的条件下对既有的病害道床板进行清除，并重新浇筑新道床，道床的整体置换方便，施工效率高，能够在天窗期内快速完成。

既有道床板清除时，采用分区清除方式，分区循环进行流水施工，即保证了钢轨的正常受力，保证了道床板清除过程中轨道几何形位的稳定，同时作业区和非作业区互不影响，加快了施工速度。

新道床板浇筑时，采用分区浇筑方式，分区循环进行施工并浇筑混凝土，凿除一区浇筑一区，充分利用了混凝土的凝固时间，提高了作业效率；施工采用早强聚合物混凝土浇筑道床，确保2小时内混凝土强度达到通车要求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。