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【摘 要】本文结合工程实例，介绍了地铁施工中隧道内小半径曲线整体道床轨道采用“架轨法”施工时，轨道几何形态的控制要点和方法。
【关键词】隧道内；小半径曲线；轨道几何形位；控制
1、引言
众所周知，小半径曲线是铁路线路三大薄弱环节之一，因轨道几何尺寸复杂，其在横向、竖向及纵向等错综复杂的外界力的相互作用下易于变形，产生各种病害，影响行车的平稳与安全，给铁路运输安全带来了隐患。基于此，本文以昆明地铁首期工程严家山车辆段轨道工程中严家山隧道整体道床200m小半径曲线轨道铺设为例，与大家一起探讨小半径曲线整体道床的轨道铺设几何形位控制工艺，以期提高小半径曲线轨道在施工铺设阶段中的质量，避免产生严重缺陷，从而减少铁路运营后各种病害的产生。
2、实例概况
昆明地铁首期工程2号线严家山车辆段轨道工程严家山隧道内设计为短枕式整体道床，隧道断面为矩形及马蹄形相结合，单线布置。出入段线和牵出线各存在一段半径为200m的小曲线，曲线长度L=289.553m，缓和曲线l=25m。轨道线路设计采用60kg/m钢轨，圆曲线超高值40mm，轨距加宽值5mm，扣件采用单趾弹条扣件。
3、整体道床施工方法
整体道床施工中的难点在于轨道在空间上的定位、调整及固定。在未设置轨排拼装基地的情况下，采用现场“人工散铺法”和“架轨法”进行轨道的拼装和架设。利用轨道支撑架和横向支撑杆形成轨道支撑体系，作为控制轨道几何形位的技术措施和进行整体道床轨道的施工，在混凝土浇筑前能有效进行轨道几何形位的粗调和精调。混凝土浇筑采用汽车泵连接泵管，将混凝土送至浇筑作业面，配合机械振捣，形成整体道床。施工工艺流程（如下图）
4、轨道几何形位控制措施
4.1轨道几何形位控制项目
影响轨道几何形位的因素较多，在施工中必须重视五个工序的控制：铺轨基标测设；钢轨支撑架和横向支撑杆的安装；轨道精调；浇筑道床混凝土前；浇筑中和混凝土初凝前。
4.2铺轨控制基标和加密基标的精确测设
城市轨道交通工程中，铺轨基标测设点多、精度要求高、作业程序复杂，基标测设的精确度直接影响轨道几何尺寸质量的高低，在施工中必须做好以下几项工作：
1）测量仪器配置
高精度的基标测量要求测量仪器具备良好地准确性和可靠性，仪器设备应严格进行保护和检校，对仪器及其附件进行常规性检查，确认仪器设备在有效检定周期内。
主要仪器配置及精度要求
序号 名称 制造单位 规格型号 精度 单位 数量
1 全站仪 莱卡 RTC1201 1″ 台 1
2 电子水准仪 索佳 SDL30 0.4mm/KM 台 1
4 铟瓦尺 索佳 BRS20 0.1mm 把 2
2）控制基标和加密基标点位布置
曲线地段铺轨控制基标宜设置在曲线内侧，距离线路中心1.5m（依设计而定），在直线地段每隔120m设置一个；曲线地段每隔60m设置一个；曲线起止点、缓圆点、圆缓点等处各设置一个。加密基标布置：整体道床地段在直线上每隔6m、曲线上每隔5m设置一个。
3）鋪轨控制基标的测设、调整
根据控制导线点、计算出的基标平面和高程资料放出基标桩位，将基桩基座埋设好后，安装铜标，采用极坐标法精确测出基标点位；精确调整每个控制基标高程，使用C30混凝土进行包桩加固，桩顶露出混凝土面12～15mm；最后进行控制基标的平面精确定位，使用手电钻在铜标顶钻出直径和深度为2mm的小孔，确定中心位置。平面位置调整后，检测各相邻基标关系，直至各项限差满足规范及设计要求为止。
4）加密基标的测设、调整
加密基标的测设是在控制基标检测合格的基础上进行的。测设方法同控制基标，除了可依据导线点外，还可以依据控制基标。如使用控制基标测设，测设前检查相邻控制基标边角关系，符合要求后才用偏角法和水准测量方法，逐一测设各加密基标位置与高程。
基标的精度高低直接影响曲线轨道几何尺寸控制的准确性，故要求测量人员在加密基标测设时一定要认真对待。基标测设后应采取措施对基标进行有效保护。
4.3钢轨支撑架安装及支撑体系控制措施
4.3.1钢轨支撑架的选用
针对小半径曲线轨道几何形位的高要求，通过研究，综合考虑了60kg/m钢轨断面尺寸、轨底坡的设计要求、轨距的控制、每副轨排的整体重量及道床断面尺寸等因素，我们专门设计制作了一套新型钢轨支撑架，较好的提高了轨道几何尺寸的控制效果，其特点为：
a、支撑架的横向支撑杆强度高，耐变形；
b、连接件整体铸造、一次成型，杜绝了杆件变形引起的误差；
c、在钢轨支撑架承轨面上预设置了一个标准的1/40坡度，轨底与承轨面密贴的情况下轨底坡即能满足要求。支撑架的关键部位采用线性切割，保证了预设坡度的误差值在1/40±0.5%以内。
4.3.2钢轨支撑架和横向支撑杆的安装要求
曲线地段需增加支撑架的安装数量，采取每节轨排13根钢轨支撑架布设，钢轨接头前后加密布置，其余地方约每隔2.15米安装一个，横向支撑杆与钢轨支撑架同位置安装。曲线地段钢轨支撑架安装时中线垂线路切线方向，拧紧轨卡螺栓。横向支撑杆顶端与钢轨轨腰及隧道衬砌接触面应垫适当厚度的杂木板增加摩擦阻力，防止支撑杆打滑松动。
4.3.3轨道支撑体系控制措施
轨道支撑体系由钢轨支撑架和横向支撑杆（扣件式钢管顶托）组成，并配置轨距拉杆。施工中对小半径曲线整体道床轨道支撑体系的稳固性提出更高的要求。
各种因素都可能导致轨道支撑架的变形、位移甚至失稳，直接影响到轨道几何形位的正确性。轨道支撑架和横向支撑杆在安装前进行检查，如有变形、弯曲，不得使用。施工中必须实施轨道支撑系统的动态监控，随时观测支撑架系统的稳定性，防止各种因素产生的支撑杆脱落或变形。 4.4轨道精调控制
轨道的调整定位程序为：先调水平，后调轨距；先调桩点，后调桩间；先调基准轨，后调另一轨；先粗调后精调的原则，利用测量仪器、直角道尺、万能道尺等工具，以铺轨基标和加密基标为基准进行控制，反复调至合格为止。
4.4.1粗调定位
轨排经钢轨支撑架摆放就位后，以铺轨基标为基准，借助于直角道尺和万能道尺，通过钢轨支撑体系对轨道几何状态进行初调。要求曲线轨道目视圆顺，标高、轨距、水平及方向偏差均不超过±5mm，以减少精调的工作量。
4.4.2精调定位
轨排粗调完成后，采用弦线法、水准仪、FTDP-3轨底坡测量仪和万能道尺（精度允许偏差+0.5--0mm）等工具进行精调定位作业。具体调整方法如下：
1）轨距：旋转支承架上的轨卡螺丝及设置在两根钢轨支撑架之间的轨距拉杆调整并固定轨距，用万能道尺进行轨距控制。
2）标高和水平：旋转轨道支撑架两侧的可调螺栓杆，调整支撑架的高度，先使曲线内股的轨面标高到位。利用万能道尺量控，抬高曲线外股钢轨达到设计超高值。
3）轨道中心线：用直角道尺控制与基标同一侧的钢轨，将直角道尺立柱底的对准针对准基标的中心孔，道尺滑动块架在钢轨上，调整横向支撑杆进行控制，直到滑动块读数为基标与钢轨工作边的距离值为止。
4）轨道方向、高低：只要保证钢轨支撑架处线路中心位置、轨顶标高、水平正确，并在支撑架之间布置轨距拉杆，即能够保证轨道平直圆顺。目测、配合万能道尺，采用10m弦线测量，旋转支撑架螺栓杆和轨卡螺栓进行调整控制。
5）轨底坡：1/40轨底坡利用支撑架承轨面预先设置的坡度板进行控制，曲线地段由于设置超高后，钢轨在曲度和短轨枕的重力作用下，其轨底不能很好的与支撑架上的承軌面密贴，必须一隔一的采用装有曲线外侧轨底下压调整装置的支撑架，确保轨底与支撑架承轨面的密贴，使用FTDP-3轨底坡测量仪进行检查。
在整个调轨作业中，由于钢轨支撑架的位置与线路基标不在同一断面上，以及某一支撑架调整时钢轨的刚性连动，调轨工作往往需要重复多次，反复调整，才能达到要求，精调完毕的轨道几何尺寸允许偏差必须满足城市轨道交通工程测量规范要求，甚至高于规范要求。
4.5轨道几何形位在混凝土浇筑中、浇筑后的控制措施
由于曲线半径较小，轨道支撑体系承受的轨道弯曲形变带来的弹性压力越大，以及曲线外轨超高带来支撑架重心线倾斜，加之混凝土浇筑时现场作业人员和工具较多，活动频繁，极易使精调好的轨道几何形位发生变化。浇筑道床混凝土前，再次对轨道状态进行测定，确认符合验收标准后方可浇筑道床混凝土；混凝土浇筑过程中拆接泵管时应轻抬轻放，防止泵管及其它施工机具碰撞钢轨和支撑架；混凝土振捣时，应避免振动棒触及钢轨、支撑架；应派专人检查线路方向、轨距和水平，发现问题及时纠正；道床混凝土浇筑终凝后，其强度达到5MPa以上时方可拆除轨道支撑架。
结束语
轨道几何状态质量的高低，对列车的安全运行、乘客的舒适度、设备的使用寿命和养护费用具有决定性的作用。施工中提高小半径曲线轨道施工质量，能够大大降低运营后线路病害的出现频率，减轻的工务部门的维修工作量，降低维护成本。本文中介绍的施工工艺具有施工速度快，工程质量高，实用性强等特点，在城市轨道交通曲线地段整体道床施工中具有较大推广价值。
【关键词】隧道内；小半径曲线；轨道几何形位；控制
1、引言
众所周知，小半径曲线是铁路线路三大薄弱环节之一，因轨道几何尺寸复杂，其在横向、竖向及纵向等错综复杂的外界力的相互作用下易于变形，产生各种病害，影响行车的平稳与安全，给铁路运输安全带来了隐患。基于此，本文以昆明地铁首期工程严家山车辆段轨道工程中严家山隧道整体道床200m小半径曲线轨道铺设为例，与大家一起探讨小半径曲线整体道床的轨道铺设几何形位控制工艺，以期提高小半径曲线轨道在施工铺设阶段中的质量，避免产生严重缺陷，从而减少铁路运营后各种病害的产生。
2、实例概况
昆明地铁首期工程2号线严家山车辆段轨道工程严家山隧道内设计为短枕式整体道床，隧道断面为矩形及马蹄形相结合，单线布置。出入段线和牵出线各存在一段半径为200m的小曲线，曲线长度L=289.553m，缓和曲线l=25m。轨道线路设计采用60kg/m钢轨，圆曲线超高值40mm，轨距加宽值5mm，扣件采用单趾弹条扣件。
3、整体道床施工方法
整体道床施工中的难点在于轨道在空间上的定位、调整及固定。在未设置轨排拼装基地的情况下，采用现场“人工散铺法”和“架轨法”进行轨道的拼装和架设。利用轨道支撑架和横向支撑杆形成轨道支撑体系，作为控制轨道几何形位的技术措施和进行整体道床轨道的施工，在混凝土浇筑前能有效进行轨道几何形位的粗调和精调。混凝土浇筑采用汽车泵连接泵管，将混凝土送至浇筑作业面，配合机械振捣，形成整体道床。施工工艺流程（如下图）
4、轨道几何形位控制措施
4.1轨道几何形位控制项目
影响轨道几何形位的因素较多，在施工中必须重视五个工序的控制：铺轨基标测设；钢轨支撑架和横向支撑杆的安装；轨道精调；浇筑道床混凝土前；浇筑中和混凝土初凝前。
4.2铺轨控制基标和加密基标的精确测设
城市轨道交通工程中，铺轨基标测设点多、精度要求高、作业程序复杂，基标测设的精确度直接影响轨道几何尺寸质量的高低，在施工中必须做好以下几项工作：
1）测量仪器配置
高精度的基标测量要求测量仪器具备良好地准确性和可靠性，仪器设备应严格进行保护和检校，对仪器及其附件进行常规性检查，确认仪器设备在有效检定周期内。
主要仪器配置及精度要求
序号 名称 制造单位 规格型号 精度 单位 数量
1 全站仪 莱卡 RTC1201 1″ 台 1
2 电子水准仪 索佳 SDL30 0.4mm/KM 台 1
4 铟瓦尺 索佳 BRS20 0.1mm 把 2
2）控制基标和加密基标点位布置
曲线地段铺轨控制基标宜设置在曲线内侧，距离线路中心1.5m（依设计而定），在直线地段每隔120m设置一个；曲线地段每隔60m设置一个；曲线起止点、缓圆点、圆缓点等处各设置一个。加密基标布置：整体道床地段在直线上每隔6m、曲线上每隔5m设置一个。
3）鋪轨控制基标的测设、调整
根据控制导线点、计算出的基标平面和高程资料放出基标桩位，将基桩基座埋设好后，安装铜标，采用极坐标法精确测出基标点位；精确调整每个控制基标高程，使用C30混凝土进行包桩加固，桩顶露出混凝土面12～15mm；最后进行控制基标的平面精确定位，使用手电钻在铜标顶钻出直径和深度为2mm的小孔，确定中心位置。平面位置调整后，检测各相邻基标关系，直至各项限差满足规范及设计要求为止。
4）加密基标的测设、调整
加密基标的测设是在控制基标检测合格的基础上进行的。测设方法同控制基标，除了可依据导线点外，还可以依据控制基标。如使用控制基标测设，测设前检查相邻控制基标边角关系，符合要求后才用偏角法和水准测量方法，逐一测设各加密基标位置与高程。
基标的精度高低直接影响曲线轨道几何尺寸控制的准确性，故要求测量人员在加密基标测设时一定要认真对待。基标测设后应采取措施对基标进行有效保护。
4.3钢轨支撑架安装及支撑体系控制措施
4.3.1钢轨支撑架的选用
针对小半径曲线轨道几何形位的高要求，通过研究，综合考虑了60kg/m钢轨断面尺寸、轨底坡的设计要求、轨距的控制、每副轨排的整体重量及道床断面尺寸等因素，我们专门设计制作了一套新型钢轨支撑架，较好的提高了轨道几何尺寸的控制效果，其特点为：
a、支撑架的横向支撑杆强度高，耐变形；
b、连接件整体铸造、一次成型，杜绝了杆件变形引起的误差；
c、在钢轨支撑架承轨面上预设置了一个标准的1/40坡度，轨底与承轨面密贴的情况下轨底坡即能满足要求。支撑架的关键部位采用线性切割，保证了预设坡度的误差值在1/40±0.5%以内。
4.3.2钢轨支撑架和横向支撑杆的安装要求
曲线地段需增加支撑架的安装数量，采取每节轨排13根钢轨支撑架布设，钢轨接头前后加密布置，其余地方约每隔2.15米安装一个，横向支撑杆与钢轨支撑架同位置安装。曲线地段钢轨支撑架安装时中线垂线路切线方向，拧紧轨卡螺栓。横向支撑杆顶端与钢轨轨腰及隧道衬砌接触面应垫适当厚度的杂木板增加摩擦阻力，防止支撑杆打滑松动。
4.3.3轨道支撑体系控制措施
轨道支撑体系由钢轨支撑架和横向支撑杆（扣件式钢管顶托）组成，并配置轨距拉杆。施工中对小半径曲线整体道床轨道支撑体系的稳固性提出更高的要求。
各种因素都可能导致轨道支撑架的变形、位移甚至失稳，直接影响到轨道几何形位的正确性。轨道支撑架和横向支撑杆在安装前进行检查，如有变形、弯曲，不得使用。施工中必须实施轨道支撑系统的动态监控，随时观测支撑架系统的稳定性，防止各种因素产生的支撑杆脱落或变形。 4.4轨道精调控制
轨道的调整定位程序为：先调水平，后调轨距；先调桩点，后调桩间；先调基准轨，后调另一轨；先粗调后精调的原则，利用测量仪器、直角道尺、万能道尺等工具，以铺轨基标和加密基标为基准进行控制，反复调至合格为止。
4.4.1粗调定位
轨排经钢轨支撑架摆放就位后，以铺轨基标为基准，借助于直角道尺和万能道尺，通过钢轨支撑体系对轨道几何状态进行初调。要求曲线轨道目视圆顺，标高、轨距、水平及方向偏差均不超过±5mm，以减少精调的工作量。
4.4.2精调定位
轨排粗调完成后，采用弦线法、水准仪、FTDP-3轨底坡测量仪和万能道尺（精度允许偏差+0.5--0mm）等工具进行精调定位作业。具体调整方法如下：
1）轨距：旋转支承架上的轨卡螺丝及设置在两根钢轨支撑架之间的轨距拉杆调整并固定轨距，用万能道尺进行轨距控制。
2）标高和水平：旋转轨道支撑架两侧的可调螺栓杆，调整支撑架的高度，先使曲线内股的轨面标高到位。利用万能道尺量控，抬高曲线外股钢轨达到设计超高值。
3）轨道中心线：用直角道尺控制与基标同一侧的钢轨，将直角道尺立柱底的对准针对准基标的中心孔，道尺滑动块架在钢轨上，调整横向支撑杆进行控制，直到滑动块读数为基标与钢轨工作边的距离值为止。
4）轨道方向、高低：只要保证钢轨支撑架处线路中心位置、轨顶标高、水平正确，并在支撑架之间布置轨距拉杆，即能够保证轨道平直圆顺。目测、配合万能道尺，采用10m弦线测量，旋转支撑架螺栓杆和轨卡螺栓进行调整控制。
5）轨底坡：1/40轨底坡利用支撑架承轨面预先设置的坡度板进行控制，曲线地段由于设置超高后，钢轨在曲度和短轨枕的重力作用下，其轨底不能很好的与支撑架上的承軌面密贴，必须一隔一的采用装有曲线外侧轨底下压调整装置的支撑架，确保轨底与支撑架承轨面的密贴，使用FTDP-3轨底坡测量仪进行检查。
在整个调轨作业中，由于钢轨支撑架的位置与线路基标不在同一断面上，以及某一支撑架调整时钢轨的刚性连动，调轨工作往往需要重复多次，反复调整，才能达到要求，精调完毕的轨道几何尺寸允许偏差必须满足城市轨道交通工程测量规范要求，甚至高于规范要求。
4.5轨道几何形位在混凝土浇筑中、浇筑后的控制措施
由于曲线半径较小，轨道支撑体系承受的轨道弯曲形变带来的弹性压力越大，以及曲线外轨超高带来支撑架重心线倾斜，加之混凝土浇筑时现场作业人员和工具较多，活动频繁，极易使精调好的轨道几何形位发生变化。浇筑道床混凝土前，再次对轨道状态进行测定，确认符合验收标准后方可浇筑道床混凝土；混凝土浇筑过程中拆接泵管时应轻抬轻放，防止泵管及其它施工机具碰撞钢轨和支撑架；混凝土振捣时，应避免振动棒触及钢轨、支撑架；应派专人检查线路方向、轨距和水平，发现问题及时纠正；道床混凝土浇筑终凝后，其强度达到5MPa以上时方可拆除轨道支撑架。
结束语
轨道几何状态质量的高低，对列车的安全运行、乘客的舒适度、设备的使用寿命和养护费用具有决定性的作用。施工中提高小半径曲线轨道施工质量，能够大大降低运营后线路病害的出现频率，减轻的工务部门的维修工作量，降低维护成本。本文中介绍的施工工艺具有施工速度快，工程质量高，实用性强等特点，在城市轨道交通曲线地段整体道床施工中具有较大推广价值。