CN111335078B - 一种斜井无砟轨道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道与地下工程技术方案领域，特别是一种斜井无砟轨道及其施工方法。一种斜井无砟轨道，包括道床，所述道床设于斜井底板上，所述道床内设有若干轨枕和若干限位件，所述轨枕用于支撑钢轨，所述钢轨的下部嵌入所述道床，所述限位件一端连接所述斜井底板、另一端连接所述钢轨。所述斜井无砟轨道刚度均匀性更好，使用寿命更长，结构耐久性强，还有效的减少了钢轨的残余变形累积量，避免了有轨运输作业过程中道床变形、钢轨变形引起的不定期维修工作，降低了有轨运输作业的轨道投入成本。

Description

一种斜井无砟轨道及其施工方法

技术领域

本发明涉及隧道与地下工程技术方案领域，特别是一种斜井无砟轨道及其施工方法。

背景技术

在长大隧道施工中，通常采用斜井来增加工作面、加快施工进度。随着隧道施工技术的发展和对生态环境保护的重视，斜井的数量在逐步减少，且其长度也逐渐缩短，但由于深度不变，致使斜井的坡度增大，斜井担负的施工任务增加。目前，斜井一般采用有砟轨道运输系统进行运输作业，有砟轨道虽然铺设方便，但在隧道施工过程中，隧道进行出渣、出混凝土等超重运输作业频繁，容易导致有砟轨道道床变形，致使有砟轨道的维修养护工作量大，且在对有砟轨道进行维修养护后，因有砟轨道的残余变形积累较快且变形不均匀，致使斜井内有轨运输作业危险性增加，运输作业的效率变差。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中在斜井内采用有砟轨道进行有轨运输作业时，有砟轨道的道床容易变形，其维护工作量大；且有砟轨道的残余变形积累较快且变形不均匀，致使斜井内有轨运输作业危险性增加，运输作业的效率变差的问题，提供一种斜井无砟轨道及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种斜井无砟轨道，包括道床，所述道床设于斜井底板上，所述道床内设有若干轨枕和若干限位件，所述轨枕用于支撑钢轨，所述钢轨的下部嵌入所述道床，所述限位件一端连接所述斜井底板、另一端连接所述钢轨。

所述斜井底板是斜井的下底坡面，为斜井底面基础，所述轨枕设置在所述斜井底板上，所述轨枕用于支撑所述钢轨，同时将所述钢轨所受作用力传递至道床。所述限位件用于限制所述钢轨的上下移动，减少所述钢轨的上下变形。通过将所述钢轨的下部、轨枕、以及限位件都预埋在所述道床内部，使整个轨道的下部与所述道床结合在一起，通过所述轨道进行运输作业时，所述钢轨的受力能够有效地分散至所述道床内，能较好的保持轨道的几何形位，使轨道的稳定性、平顺性良好。且所述道床为混凝土结构，其相比于有砟轨道道床稳定性更好，且不易变形。斜井采用有轨施工时，一般为牵引移动运输作业，采用本发明所述的斜井无砟轨道代替现有技术的斜井有砟轨道，牵引有轨运输时，其稳定性、平顺性良好，减少了牵引移动过程中跳轨、颠簸、偏位等安全隐患，提高斜井有轨运输作业效率并降低有轨运输的安全隐患率；且所述斜井无砟轨道刚度均匀性更好，使用寿命更长，结构耐久性强，还有效的减少了钢轨的残余变形累积量。在斜井常规工程施工工期时间内，能够持续的保证所述钢轨的正常使用，避免了有轨运输作业过程中道床变形、钢轨变形引起的不定期维修工作，降低了有轨运输作业的轨道投入成本。

优选的，所述轨枕为架立筋，所述架立筋包括两个支撑部，所述支撑部的下端连接所述斜井底板，两个所述支撑部之间连接有横筋，所述横筋连接所述钢轨，所述横筋的长度适配所述钢轨的宽度。

所述横筋长度与所述钢轨的宽度适配，所述架立筋通过两个支撑部之间的横筋将钢轨支撑起来，使所述轨道在两个所述支撑部之间，两个所述支撑部用于承接所述横筋，并将所述钢轨上的力传导至斜井底板。所述架立筋结构简单，便于制作，且承接能力良好，能够很好的将所述钢轨支撑起来，相比于需要长时间工作的铁路轨枕采用木枕或钢筋混凝土枕，因斜井有轨运输的使用年限较短，采用所述架立筋作为轨枕，在满足支撑钢轨的作用的同时，节约了成本。

优选的，所述支撑部包括立筋和斜撑筋，所述立筋的上部连接于所述斜撑筋的上部，所述立筋和所述斜撑筋的夹角为30-60°，所述横筋连接于所述立筋与所述斜撑筋的连接处，且所述立筋的上端面高于所述横筋。

所述支撑部采用立筋作为主要支撑，采用所述斜撑筋作为辅助支撑，形成30-60°夹角的三角支撑，支撑能力更好；且所述立筋的上端面高于所述横筋，能够更好地限制所述钢轨的位置，避免所述钢轨向两侧偏移，进而避免钢轨变形。

优选的，所述立筋的下端和所述斜撑筋的下端皆设于所述斜井底板的内部。

将所述架立筋的支撑部的下半部分嵌入连接于所述斜井底板内，所述架立筋上部设置于道床内，有助于加强道床和所述斜井底板的连接关系，同时便于架立筋上方的钢轨将受力传递至道床和斜井底板内，使整个轨道的整体性和稳定性更好。

优选的，所述限位件和所述轨枕均沿所述钢轨的长度方向均匀设置。

将所述轨枕均匀的支撑在所述钢轨下，同时将所述限位件均匀的布置在所述钢轨的长度方向，用于限制所述钢轨的上下变形，使钢轨能够很好的分散运输作业时的受力，有助于保护钢轨，避免钢轨受损，减少轨道的维护以及有轨运输作业的危险性。

优选的，相邻两个所述轨枕之间设有两组所述限位件。

每组所述限位件包括两个，设置于钢轨的两侧，如采用：沿斜井纵向的相邻两个所述轨枕之间间隔为3m，两个相邻轨枕之间每隔1m设置一组限位件，每组的两个限位件分别设置在所述钢轨两侧，限制住所述钢轨下翼板的两端，采用上述设计，能够很好地保证轨道的受力均匀，避免轨道的变形。

优选的，所述限位件为工字钢道钉，工字钢道钉一般采用隧道钢架制作后的边角料，为废料利用，节约了成本。

优选的，两个所述钢轨之间连接有若干连接筋，所述连接筋也设于所述道床内。

所述连接筋用于保证两个钢轨之间的横向间距，避免钢轨的间距变化，导致钢轨的损坏，使轨道无法进行运输作业。通过将所述连接筋也设于浇筑的道床内，避免连接筋在斜井有轨运输时受损，进而避免钢轨的横向变形，同时能够加强钢轨与道床之间的稳定性，使所述斜井无砟轨道更稳定。

一种斜井无砟轨道的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：根据设计在斜井底板上放样轨道线，依据所述轨道线在所述斜井底板上设置轨枕；

步骤二：将两个钢轨分别铺设在对应的所述轨枕上；

步骤三：在所述钢轨和所述斜井底板之间连接若干限位件；

步骤四：关道床模，浇筑道床，使所述钢轨下部、所述轨枕以及所述限位件皆置于所述道床内，所述斜井无砟轨道施工完成。

采用所述斜井无砟轨道的施工方法，为保证道床的浇筑质量，需要先清理斜井底面虚渣及垃圾物等，使斜井底面露出基岩面，即是露出所述斜井底板的上表面；然后根据斜井轨道的预设计，在所述斜井底板上表面进行划线标记，标出轨道线、轨枕位置、以及限位件位置；然后按照预先标出的轨枕位置将所有轨枕铺设在所述斜井底板上，使轨枕作为钢轨的支撑；然后将两条钢轨分别铺设在两排轨枕上，；然后使用限位件连接钢轨，对所述钢轨进行高度方向的限位，减少钢轨的上下变形；最后进行关道床模浇筑，关道床模时，将所述钢轨下部、所述轨枕以及所述限位件皆置于道床模中，在道床模内的斜井底板上浇筑混凝土，混凝土布料捣固过程中，钢轨底范围应以人工布料振捣抹压，确保钢轨底部范围混凝土充填密实。采用本发明所述斜井无砟轨道的施工方法，其施工原理简单，制作和安装所述斜井无砟轨道比较方便，易于操作，能够有序且高质量的将所述钢轨下部、所述轨枕以及所述限位件都浇筑在道床内，使整个轨道的下部嵌入道床内，减少了无砟轨道施工过程中的钢轨以及道床的变形，保证了所述斜井无砟轨道的施工质量，且节约了斜井有轨运输的施工时间，节约了施工成本。

优选的，所述轨枕为架立筋，所述架立筋包括两个支撑部，两个所述支撑部之间连接有横筋，所述支撑部包括立筋和斜撑筋，所述立筋的上部连接于所述斜撑筋的上部，所述立筋和所述斜撑筋的夹角为30-60°，且所述立筋的上端面高于所述横筋，且所述限位件为工字钢道钉，两个所述钢轨之间还连接有若干连接筋，所有所述连接筋皆置于所述道床内；

在所述步骤一中，根据所述轨道线在所述斜井底板上确定所述架立筋的位置，然后在所述架立筋的位置处开孔，再将所述立筋和所述斜撑筋的下端插入对应的孔中；

在所述步骤二中，将所述钢轨铺设在对应的所述横筋上，然后将所述横筋与所述钢轨点焊连接；

在所述步骤三中，先在两侧所述钢轨之间点焊连接若干所述连接筋，然后将所有所述工字钢道钉的上端点焊在所述钢轨上，再将所有所述工字钢道钉的下端连接于所述斜井底板。

所述轨枕为架立筋，故安装架立筋前，在所述步骤一中，需要根据轨枕的预设计位置，在所述斜井底板上打洞，然后将架立筋的立筋与斜撑筋嵌入洞中，即是嵌入所述斜井底板；在所述步骤二中，将钢轨铺设于架立筋上的横筋时，还需要将横筋和钢轨点焊固定。以及在步骤三中，先根据轨枕位置以及限位件位置在两个钢轨之间连接若干连接筋，保证两个钢轨之间的横向间距，避免两个钢轨之间的距离发生改变，减少轨道的横向变形，再在所述钢轨上进行限位件的连接，限位件采用工字钢道钉，工字钢道钉的上翼板的下表面搭接与所述钢轨的下翼板的上表面，并进行点焊连接，能够有效的对钢轨进行高度上的限位，减少钢轨的上下变形；采用工字钢道钉作为限位件、以及采用架立筋作为轨枕，在满足保护轨道受力、使轨道不变形的前提下，节约了材料，节约了施工成本。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、斜井采用有轨施工时，一般为牵引移动运输作业，采用本发明所述的斜井无砟轨道代替现有技术的斜井有砟轨道，牵引有轨运输时，其稳定性、平顺性良好，减少了牵引移动过程中跳轨、颠簸、偏位等安全隐患，提高斜井有轨运输作业效率和降低有轨运输的安全隐患率；且所述斜井无砟轨道刚度均匀性更好，使用寿命更长，结构耐久性强，还有效的减少了钢轨的残余变形累积量，在斜井常规工程施工工期时间内，能够持续的保证所述钢轨的正常使用，避免了有轨运输作业过程中道床变形、钢轨变形引起的不定期维修工作，降低了有轨运输作业的轨道投入成本。

2、采用本发明所述斜井无砟轨道的施工方法，其施工原理简单，制作和安装所述斜井无砟轨道比较方便，易于操作，能够有序且高质量的将所述钢轨下部、所述轨枕以及所述限位件都浇筑在道床内，使整个轨道的下部嵌入道床内，减少了无砟轨道施工过程中的钢轨以及道床的变形，保证了所述斜井无砟轨道的施工质量，且节约了斜井有轨运输的施工时间，节约了施工成本。

附图说明

图1是实施例1中所述斜井无砟轨道的结构示意图；

图2是实施例1中所述斜井无砟轨道的断面图；

图3是实施例1中所述斜井无砟轨道浇筑道床前的结构示意图；

图4是实施例1中所述斜井无砟轨道浇筑道床前的俯视图；

图5是实施例1中所述斜井无砟轨道浇筑道床前的正视图；

图6是实施例1中所述斜井无砟轨道浇筑道床前的的侧视图；

图7是实施例1中所述轨枕的结构示意图；

图8是实施例2中所述步骤一的示意图；

图9是实施例2中所述步骤二的示意图；

图10是实施例2中安装所述连接筋后展示图。

图标：1-斜井底板；2-道床；3-轨枕；31-支撑部；311-立筋；312-斜撑筋；32-横筋；4-钢轨；41-连接筋；5-限位件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种斜井无砟轨道，参见图1-6，为方便观看，图1-6皆展示的轨道节段，所述斜井无砟轨道包括道床2，所述道床2采用混凝土浇筑，所述道床2设于斜井底板1上，所述斜井底板1是斜井的下底坡面，所述道床2内设有若干轨枕3和若干限位件5，所有所述轨枕3用于支撑所述钢轨4，所述钢轨4的下部嵌入所述道床2，所述限位件5一端连接所述斜井底板1、另一端连接所述钢轨4。

本实施例中，所有所述轨枕3包括对称设置的两排，每排所述轨枕3沿斜井纵向间隔连接于所述斜井底板1，每排所述轨枕3上连接所述钢轨4，所有所述轨枕3用于支撑所述钢轨4，并保持所述钢轨4的位置，同时将所述钢轨4所受作用力传递至所述道床2。所述限位件5用于限制所述钢轨4的上下移动，本实施例中，所述限位件5优选为工字钢道钉，用于减少所述钢轨4的上下变形，工字钢道钉一般采用隧道钢架制作后的边角料，为废料利用，节约了成本。

通过将所述钢轨4的下半部分、所述轨枕3、以及所述限位件5都浇筑在所述道床2内部，使整个轨道的下半部分与所述道床2结合在一起，在使用所述轨道运输作业时，所述钢轨4的受力能够有效地分散至所述道床2内，能较好的保持轨道的几何形位，使轨道的稳定性、平顺性良好。且所述道床2为混凝土结构，其相比于有砟轨道所述道床2稳定性更好，且不易变形。斜井采用有轨施工时，一般为牵引移动运输作业，采用本发明所述的斜井无砟轨道代替现有技术的斜井有砟轨道，牵引有轨运输时，其稳定性、平顺性良好，减少了牵引移动过程中跳轨、颠簸、偏位等安全隐患，提高斜井有轨运输作业效率并降低有轨运输的安全隐患率；且所述斜井无砟轨道刚度均匀性更好，使用寿命更长，结构耐久性强，还有效的减少了所述钢轨4的残余变形累积量。在斜井常规工程施工工期时间内，能够持续的保证所述钢轨4的正常使用，避免了有轨运输作业过程中所述道床2变形、所述钢轨4变形引起的不定期维修工作，降低了有轨运输作业的轨道投入成本。

具体的，参见图3-5，所述斜井底板1上表面均匀架设有两排沿斜井长度方向的所述轨枕3，图3中示出四个所述轨枕3，分为两排，两排的所述轨枕3对称设置，每排两个所述轨枕3，每排所述轨枕3的上方架设有一个所述钢轨4。每排的两个所述轨枕3之间还均匀设有两组所述限位件5，每组所述限位件5为两个，参见图4，每组的所述限位件5设在所述钢轨4的两侧。如图4所示，每个所述限位件5的上端连接所述钢轨4，下端连接与所述斜井底板1的上表面。

作为一个较优的实施方式，两个所述钢轨4之间连接有若干连接筋41，所述连接筋41也埋设于所述道床2内。所述连接筋41用于保证两个所述钢轨4之间的横向间距，避免所述钢轨4的间距变化，导致所述钢轨4的损坏，使轨道无法进行运输作业。本实施例中，一共设有四个连接筋41，每个连接筋41对应于所述轨枕3或所述限位件5设置，如图3所示。

本实施例中，所述轨枕3采用所述架立筋，所述架立筋如图7所示，其包括两个支撑部31，所述支撑部31的下端连接所述斜井底板1，如图6所示，所述支撑部31包括立筋311和斜撑筋312，所述立筋311的上端和所述斜撑筋312的上端按30-60°夹角连接，且所述立筋311和所述斜撑筋312均嵌入连接于所述斜井底板1的内部，即是所述立筋311的下端和所述斜撑筋312的下端皆设于所述斜井底板1的内部。两个所述支撑部31之间连接有横筋32，具体的，如图7所示，所述横筋32连接于所述立筋311与所述斜撑筋312的连接处，且所述立筋311的上端面高于所述横筋32，所述横筋32用于连接所述钢轨4。

参见图1，所述道床2在所述斜井底板1的上方，且所述钢轨4的下部分是嵌入所述道床2内，以及所述钢轨4和所述斜井底板1之间的所述轨枕3、所述限位件5以及两个所述钢轨4之间的连接筋41都完全嵌入所述道床2内。本实施例中，所述限位件5、所述连接筋41以及所述轨枕3三者分别与所述钢轨4之间采用点焊连接。

实施例2

本实施例提供一种如实施例1中所述的斜井无砟轨道的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：根据设计在斜井底板1上放样轨道线，依据所述轨道线在所述斜井底板1上设置轨枕3；

步骤二：将两个钢轨4分别铺设在对应的所述轨枕3上；

步骤三：在所述钢轨4和所述斜井底板1之间连接若干限位件5；

步骤四：关道床模，浇筑道床2，使所述钢轨4下部、所述轨枕3以及所述限位件5皆置于所述道床2内，所述斜井无砟轨道施工完成。

具体的，先凿平并清理斜井底面，形成所述斜井底板1；为保证所述道床2的浇筑质量，需要先将斜井底面进行凿平、清砂等工序，使斜井底面变成平整的所述斜井底板1。

然后根据斜井轨道的预设计，在所述斜井底板1上表面进行划线标记，标出轨道线、所述轨枕3的位置、以及工字钢道钉的位置，所述轨枕3为所述架立筋，所述架立筋包括两个支撑部31，两个所述支撑部31之间连接有横筋32，所述支撑部31包括立筋311和斜撑筋312，所述立筋311的上部连接于所述斜撑筋312的上部，所述立筋311和所述斜撑筋312的夹角为30-60°，且所述立筋311的上端面高于所述横筋32，然后在所述架立筋的位置开孔，再将所述立筋311的下端和所述斜撑筋312的下端均嵌入孔中，使所述架立筋连接于所述斜井底板1，使所述架立筋作为所述钢轨4的支撑，如图8所示。

再将两侧的所述钢轨4分别铺设在两排所述架立筋上，即是将所述钢轨4放置在所述架立筋的横筋32上，并将横筋32与所述钢轨4点焊，使所述钢轨4在所述斜井底板1上空，进而使所述钢轨4与所述斜井底板1之间预留出所述道床2的浇筑区，如图9所示。

然后再根据所述轨枕3的预设位置以及所述限位件5的预设位置先在两侧所述钢轨4之间点焊连接若干连接筋41，保证两个所述钢轨4之间的横向间距，避免两个所述钢轨4之间发生改变，所述连接筋41连接后如图10所示；然后在所述钢轨4和所述斜井底板1之间连接所述限位件5，所述限位件5为工字钢道钉，即是将所述工字钢道钉的上端点焊在所述钢轨4上，再将所述工字钢道钉的下端连接于所述斜井底板1，减少所述钢轨4的上下变形，如图3所示。

最后再关所述道床模，关所述道床模时，将所述钢轨4下部、所有所述轨枕3、所有所述连接筋41以及所述限位件5皆置于所述道床模的里面，然后在所述道床模内的所述斜井底板1上浇筑如C20的混凝土，混凝土布料捣固过程中，所述钢轨4底范围应以人工布料振捣抹压，确保所述钢轨4底部范围混凝土充填密实，所述道床2浇筑成型，如图1所示，所述斜井无砟轨道施工完成。

采用本发明所述斜井无砟轨道的施工方法，其施工原理简单，制作和安装所述斜井无砟轨道比较方便，易于操作，能够有序且高质量的将所述钢轨4下部、所述轨枕3以及所述限位件5都浇筑在所述道床2内，使整个轨道的下部嵌入所述道床2内，减少了无砟轨道施工过程中的所述钢轨4以及所述道床2的变形，保证了所述斜井无砟轨道的施工质量，且节约了斜井有轨运输的施工时间，节约了施工成本。且采用工字钢作为所述限位件5、以及采用所述架立筋作为所述轨枕3，在满足保护轨道受力、使轨道不变形的前提下，节约了材料，节约了施工成本。

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。

Claims (5)

1.一种斜井无砟轨道，其特征在于，包括道床（2），所述道床（2）设于斜井底板（1）上，所述道床（2）内设有若干轨枕（3）和若干限位件（5），所述轨枕（3）用于支撑钢轨（4），所述钢轨（4）的下部嵌入所述道床（2），所述限位件（5）一端连接所述斜井底板（1）、另一端连接所述钢轨（4）；

所述轨枕（3）为架立筋，所述架立筋包括两个支撑部（31），两个所述支撑部（31）之间连接有横筋（32），所述支撑部（31）包括立筋（311）和斜撑筋（312），所述立筋（311）的上部连接于所述斜撑筋（312）的上部，所述立筋（311）和所述斜撑筋（312）的夹角为30-60°，且所述立筋（311）的上端面高于所述横筋（32），且所述限位件（5）为工字钢道钉，两个所述钢轨（4）之间还连接有若干连接筋（41），所有所述连接筋（41）皆置于所述道床（2）内；

还包括斜井无砟轨道的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：根据设计在斜井底板（1）上放样轨道线，依据所述轨道线在所述斜井底板（1）上设置轨枕（3）；在所述步骤一中，根据所述轨道线在所述斜井底板（1）上确定所述架立筋的位置，然后在所述架立筋的位置处开孔，再将所述立筋（311）和所述斜撑筋（312）的下端插入对应的孔中；

步骤二：将两个钢轨（4）分别铺设在对应的所述轨枕（3）上；在所述步骤二中，将所述钢轨（4）铺设在对应的所述横筋（32）上，然后将所述横筋（32）与所述钢轨（4）点焊连接；

步骤三：在所述钢轨（4）和所述斜井底板（1）之间连接若干限位件（5）；在所述步骤三中，先在两侧所述钢轨（4）之间点焊连接若干所述连接筋（41），然后将所有所述工字钢道钉的上端点焊在所述钢轨（4）上，再将所有所述工字钢道钉的下端连接于所述斜井底板（1）；

步骤四：关道床模，浇筑道床（2），使所述钢轨（4）下部、所述轨枕（3）以及所述限位件（5）皆置于所述道床（2）内，所述斜井无砟轨道施工完成。

2.根据权利要求1所述的斜井无砟轨道，其特征在于，所述支撑部（31）的下端连接所述斜井底板（1），所述横筋（32）的长度适配所述钢轨（4）的宽度。

3.根据权利要求2所述的斜井无砟轨道，其特征在于，所述横筋（32）连接于所述立筋（311）与所述斜撑筋（312）的连接处。

4.根据权利要求1-3任一所述的斜井无砟轨道，其特征在于，所述限位件（5）和所述轨枕（3）均沿所述钢轨（4）的长度方向均匀设置。

5.根据权利要求4所述的斜井无砟轨道，其特征在于，相邻两个所述轨枕（3）之间设有两组所述限位件（5）。