Способ укладки сплошных подрельсовых оснований в двухтрубных туннелях

Способ предназначен для укладки сплошного подрельсового основания в туннелях, в частности рельсовых путей на плиту из железобетона. Способ включает последовательность этапов, выполняемых по порядку с помощью временного рельсового пути, состоящих из проектирования строительной площадки, строительства рельсовых приобъектных складов, сборки временного пути с эвакуационной платформы, формирования основания фундамента, сборки рельсового пути на плитах, формирования переходных участков сплошного подрельсового основания - рельсовый путь на щебне, и укладки длинномерных балок и сварки. Установку временного пути с обеспечением запасных путей на одном или более пунктах, установленных на заданных расстояниях друг от друга, осуществляют из зоны технического обслуживания одновременно со строительством рельсовых приобъектных складов. Бурение, предназначенное для установки штырей в позициях, в которых фиксирующие болтовые крепления временного пути будут применены позже, выполняют в зонах технического обслуживания. Повышается эффективность способа. 12 з.п. ф-лы.

 

Настоящее изобретение относится к способу укладки сплошных подрельсовых оснований в двухтрубных туннелях, способу, который вносит существенные признаки новизны и ощутимые преимущества по сравнению с другими известными из уровня техники способами.

Точнее говоря, согласно изобретению предложен способ, задающий ряд последовательных стадий или этапов укладки сплошных подрельсовых оснований во внутренней части туннеля, причем каждый из этих этапов оптимизирован в части их конструкции, выполнения и рабочих характеристик, с использованием приспособленных мини-составов, которые движутся вдоль временного бокового пути, продолжающегося на участках, на которых выполняется работа, непосредственно не вторгаясь в них.

Область применения изобретения - промышленный сектор, включающий в себя укладку рельсовых путей вообще и, в частности, железобетонного сплошного подрельсового основания.

Как хорошо известно специалисту в данной области, сплошные подрельсовые основания или рельсовые пути на железобетонной плите являются типом рельсового пути, который располагается на железобетонных или асфальтобетонных основаниях, причем эти материалы заменяют обычный щебень. Условия для их строительства являются намного более жесткими, чем при строительстве традиционного рельсового пути, так как они требуют большей точности в части, касающейся выравнивания, выверки прямолинейности и ширины колеи, так как любое последующее устранение возможных ошибок является дорогостоящим. Вдоль таких линий особенно важно обеспечить эффективный водоотвод для того, чтобы исключить возможные будущие проблемы при эксплуатации, как, например, в обычных рельсовых путях, в которых для этого есть щебень, который обеспечивает такую функцию водоотвода.

Сплошные подрельсовые основания имеют недостаток по сравнению с обычными путями, заключающийся в том, что стоимость строительства выше, чем для последних, но с другой стороны, они имеют ряд значительных преимуществ по сравнению с обычными рельсовыми путями с различных точек зрения: с одной стороны, они гарантируют правильное расположение каждого из элементов, которые составляют путь, таких как рельсы и шпалы, удерживая геометрические параметры неизменными с течением времени, и, с другой стороны, требует меньше работ по текущему содержанию, чем обычные пути, с понижением, которое согласно некоторым оценкам приблизительно на уровне ниже 20%, что таким образом позволяет времени вмешательства быть сниженным и, следовательно, повышает эксплуатационную готовность инфраструктуры.

Кроме того, сплошные подрельсовые основания также имеют немало других положительных аспектов, среди которых могут быть упомянуты в качестве примеров следующие: большая безопасность и надежность их эксплуатационных качеств и восстановление в случае крушений поезда, которые в свою очередь менее вероятны вследствие того факта, что сплошные подрельсовые основания имеют две защиты: одна активная, которая уменьшает образование поперечных дефектов, что приводит к большей устойчивости поезда, а другая защита пассивная, основанная на их прочности, которая делает их более цельными с точки зрения структуры.

В соответствии с известными способами строительства сплошное подрельсовое основание может иметь или утопленные рельсы, то есть рельс вводится внутрь канала, выполненного в железобетонной плите таким путем, что рельс поддерживается на всей своей длине, в результате имея уменьшение напряжения и улучшенное распределение нагрузок, как статических, так и динамических, или рельс, установленный на шпалах. В любом случае отличительные особенности в сплошном подрельсовом основании следующие:

- Основная плита: выполнена из железобетона, и рельсы закреплены на ней.

- Эластомерная составляющая: это изделие на основе каучука, которое помещается между рельсом и основной плитой таким способом, что соединение, составленное из главной плиты и эластомера, выполняет функции, эквивалентные функциям щебня и шпалам на обычных путях.

- Фундаментная плита: расположена между главной плитой и платформой, ее задача состоит в том, чтобы распределять давление равномерно по платформе, и обычно приблизительно 15 см толщиной.

- Платформа: сконструирована и выполнена таким образом, чтобы обеспечить хорошие дренирующие свойства.

- Шпалы: как было указано, они используются только в некоторых типах сплошных подрельсовых оснований.

- Рельс: такого же типа, как и в обычных путях, но с уменьшенным поперечным сечением.

Вышеупомянутое - обобщенное описание различных элементов, которые используются в строительстве сплошного подрельсового основания, вместе с некоторыми рабочими характеристиками таковых.

Учитывая высокое число преимуществ, полученных от укладки сплошных подрельсовых оснований по сравнению с обычными рельсовыми путями на щебне, желательно иметь доступные способы, которые позволяют блоку быть используемым в тех случаях, в которых его использование целесообразно, или которые подходят при любых условиях. Настоящее изобретение было разработано с учетом вышеупомянутой потребности, и его результат нацелен на обеспечение способа укладки сплошного подрельсового основания, который усовершенствует обычные способы, во внутренней части туннелей, где доступное пространство намного более ограничено, чем на открытой местности, и поэтому была разработана данная последовательность технологических операций для различных стадий строительства. Эта последовательность стадий процесса составляет сущность изобретения, относящегося к способу, и будет описана более подробно ниже.

Как было упомянуто выше, подробное описание способа укладки сплошного подрельсового основания будет сделано ниже с конкретным приложением к случаю двухтрубного туннеля, что означает туннель, составленный из двух отдельных труб, причем в каждой из них имеется одноколейный путь. Объяснение делается на основе одной из труб, будучи идентичным для случая второй трубы.

В способе, согласно настоящему изобретению, укладка сплошного подрельсового основания включает следующие стадии:

1. Формирование строительного участка

2. Проектирование и возведение рельсовых приобъектных складов

3. Установка временного пути в зоне обслуживания

4. Складирование шпал на эвакуационной платформе

5. Укладка основания фундамента

6. Установка сплошного подрельсового основания

7. Участки перехода сплошное подрельсовое основание - щебень.

8. Оснащение длинномерными балками и выполнение сварки.

Далее объясняются особенности, которые характеризуют каждый из различных этапов.

1. Формирование строительного участка

Строительный участок был спроектирован таким образом, чтобы строительство осуществлялось с двух платформ, по одной на каждой стороне, между которыми расположено основание фундамента так же как и сплошное подрельсовое основание. Свободная горизонтальная ширина очень уменьшена, тем самым не допуская одновременного движения грузовиков и других механических устройств, что означает очень длинные циклы и поэтому отрицательно влияет на окончательные показатели работы. Поэтому в настоящем изобретении предусмотрено использование мини-составов, приспособленных к производственным потребностям, связанным с каждым из этапов технологического процесса, и способных к передвижению по временному пути, построенному для этой цели, одновременно с выполнением каждого из упомянутых этапов, описанных ниже. Строительные участки склонны иметь отклонения и могут содержать узкую зону обслуживания, широкую зону обслуживания или очень широкую обычную площадку в соответствии с потребностями различных участков вдоль туннеля.

2. Рельсовые приобъектные склады

В соответствии со вторым этапом изобретенного способа определяется участок для строительства рельсового приобъектного склада, причем это основная характеристика для развертывания работ, которые будут выполняться. Рельсовый приобъектный склад имеет количество рельсовых путей, которого достаточно для выполнения функций погрузки и разгрузки материалов, также центр управления и производственные участки.

3. Установка временного пути в зоне обслуживания

Как указано выше, установка временного пути для обеспечения обслуживания в отношении различных работ, которые выполняются, продолженного за пределы участков, в которых работы проводятся, может быть предпринята вдоль зоны обслуживания одновременно со строительством железнодорожного приобъектного склада, описанного в предыдущем разделе. Поэтому бурение площадки и установка штырей выполняются в местах, в которых позже будут помещены болтовые крепления временного пути. Кроме того, на определенных, заданных расстояниях (например, каждые 3.5 км в случае предпочтительного практического осуществления в соответствии с настоящим изобретением) запасной путь будет сформирован с целью упорядочения передвижений и выбора первоочередной задачи различных работ, выполняемых параллельно. Рельсы для прокладки рельсовых путей могут быть транспортированы до пункта сборки посредством прицепных кранов или мини-составов в зависимости от условия работ, движимых по установленной временной линии.

4. Складирование шпал на эвакуационную платформу

Эта рабочая операция предшествует укладке бетона основания фундамента доставляемого мини-составом с бетоном, которому требуется больше перемещений, чем мини-составу со шпалами, так как последний перевозит ограниченное число шпал в каждом рейсе. Операция состоит из размещения мини-состава со шпалами впереди мини-состава с бетоном, и с помощью механизма типа задненавесного мини-погрузчика шпалы складываются в штабеля и распределяются в партии для их последующего использования на этапе укладки плиты.

5. Укладка основания фундамента

После этого заливка бетона и его выравнивание с вибрирующими рамами и вибрационными уплотнителями, для того чтобы достичь однородного и точного уровня, который соответствует стандартам, действующим в этом случае, продолжается посредством мини-состава с бетоном.

6. Установка сплошного подрельсового основания

Необходимо иметь заданную длину временного пути для выполнения этого этапа в соответствии с требуемым окончательным результатом и при условии, что система поставок тоже позволяет.

Этап включает несколько стадий технологического процесса, которые указаны

ниже:

6.1: Размещение шпал на основании фундамента.

6.2: Укрепление рельсового пути и 1-е выравнивание.

6.3: 2-е выравнивание.

6.4: Укладка бетонной смеси.

6.5: Перемещение вперед сборки линии или прокладка рельсового пути.

6.1: Размещение шпал на основании фундамента

Процесс размещения шпал состоит из выполнения последовательной раскладки шпал равнодистантно вдоль по туннелю и на расстоянии, установленном в проекте. Процесс включает определение меток на площадке и выполнение расстановки вех по оси, которые могут быть использованы для точного выравнивания шпал, при этом задненавесной мини-погрузчик, предоставленный несущей платформой, выполняет раскладку шпал, например 4 к 4, которые предварительно были размещены вдоль площадки.

6.2: Укрепление пути и 1-е выравнивание

Далее со шпалами, расположенными на основании фундамента, выполняется операция укрепления рельсового пути и 1-е выравнивание. Чтобы сделать это, укладка рельсового пути продолжается с помощью мини-состава, который движется вдоль по временному пути с вместимостью для определенного числа рельсов, в зависимости от длины вышеупомянутого, и оснащенного рядом синхронизированных козловых кранов, например 8 кранов в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения. После этого продолжается перпендикулярная установка шпал, затем скрепление рельсов и фиксация шпал с подходящим заданным моментом затяжки так, чтобы обеспечить контакт рельса со шпалами, но без достижения величин, которые подвергли бы риску целостность болтов.

После этого размещение выравнивающих звеньев и гидравлических согласующе-выравнивающих устройств возобновляется, и точная установка выполняется вдоль отрезков рельсового пути при заданных длинах, согласуясь с метками, оставляя рельсовый путь, поддерживаемый на нужном уровне винтами выравнивающего инструмента.

6.3: Второе выравнивание

Такое выравнивание и подгонка элементов составляет процесс регулирования и проверки рельсового пути, переданного рабочей группой. Это время ожидания бетонирования.

Окончательное регулирование выполняется с топографическим оборудованием, например с цифровым топографическим оборудованием, которое поступательно перемещается вдоль по рельсовому пути. Оборудование включает автоматический тахеометр с измерительной вагонеткой, в которой имеется компьютер, с помощью которого анализируются в реальном времени геометрические параметры пути. Для переустановки пути используются инструменты, такие как коловороты с трещотками и разводные гаечные ключи.

6.4: Бетонирование сплошного подрельсового основания

Если закончены ранее описанные операции выравнивания, следующий этап технологического процесса заключается в бетонировании рельсового пути, выполняемом из расположения временного рельсового пути, чтобы сделать это в первую очередь для надлежащей защиты и рельсового пути и в равной степени закреплений; далее выполняется заливка бетонной смеси с помощью трубы или распределением и вибрационным уплотнением, и в заключение, выполняются операции заглаживания бетона и очистки шпал и закреплений.

6.5: Перемещение вперед сборки линии или прокладка рельсового пути

После того как бетон, залитый на предыдущем этапе, разошелся, выполняется демонтаж выравнивающего оборудования и отцепление временного пути с целью погрузки его на мини-состав, который должен транспортировать бетон к этапу размещения шпал, вновь начиная цикл.

7. Участки перехода сплошное подрельсовое основание - щебень

Таким образом, в зависимости от изменения требуемой жесткости определяются длина и тип шпал и закреплений, которые будут использоваться.

Вдоль обычных линий соединение рельсового пути на щебневых слоях выполняется посредством прокладки небольшой швеллерной плиты, например длиной приблизительно около 10 метров, которая ограничивает щебень и меняет толщину в зависимости от некоторых заданных величин, например от 20 до 35 см под шпалой. Перед канавкой на участке забетонированного рельсового пути помещаются сдвоенные закрепленные шпалы совершенно одинаковые с канавкой, чтобы разместить два крепежных узла.

8. Оснащение длинномерными балками и электрической сваркой

Длинномерные балки могут иметь переменные длины от 60 до 90 метров или другие в зависимости от ограничений для каждого конкретного применения. Они обычно перевозятся по рельсовому пути мини-составом с двумя возможностями для разгрузки: мини-состав с боковой разгрузкой, или в равной мере мини-состав с обычной разгрузкой, движущийся задним ходом.

В части, касающейся сварки, предпочтительна электрическая сварка, хотя другие подходящие техники сварки допустимы.

Как будет понятно, способ укладки сплошных подрельсовых оснований для использования в железнодорожных туннелях, который был описан выше, оптимизирует различные строительные фазы процесса и обеспечивает значительное повышение эффективности способа до производственных величин, которые намного выше, чем эти величины для обычных способов в современном уровне техники.

Не считается необходимым указывать подробности этого представленного описания, чтобы специалист в этой области был способен понять его объем и преимущества, которые вытекают из вышеупомянутого, так же как и выполнить практическое воплощение его цели.

Несмотря на вышеупомянутое и если учесть, что описание соответствует только одному примеру предпочтительного выполнения настоящего изобретения, будет понятно, что в пределах сущности упомянутого выполнения здесь может быть введено множество модификаций и изменений деталей, также содержащихся внутри объема настоящего изобретения, и это будет в состоянии затронуть особенности, относящиеся к различным этапам процесса при условии, что это не изменяет ни одного из основных принципов настоящего изобретения в соответствии с тем, что было уже описано, и в соответствии с тем, что определено в формуле изобретения.

1. Способ укладки сплошных подрельсовых оснований в двухтрубных туннелях, а именно: способ укладки одноколейного пути на плитах в каждой из труб двухтрубного туннеля, отличающийся тем, что содержит ряд рабочих этапов, выполняемых в порядке следования в каждой из труб туннеля и в котором:
- формируют строительный участок,
- возводят рельсовые приобъектные склады,
- устанавливают временный рельсовый путь в зоне технического обслуживания,
- складируют шпалы на эвакуационной платформе,
- укладывают основание фундамента,
- устанавливают сплошное подрельсовое основание,
- формируют участки перехода сплошное подрельсовое основание - щебень,
- оснащают длинномерными балками и выполняют сварку,
- установку временного пути с обеспечением запасных путей на одном или более пунктах, установленных на заданных расстояниях друг от друга, осуществляют из зоны технического обслуживания одновременно со строительством рельсовых приобъектных складов, причем бурение, предназначенное для установки штырей в позициях, в которых фиксирующие болтовые крепления временного пути будут применены позже, выполняют в зонах технического обслуживания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют строительный участок с двумя площадками, которые расположены по боковым границам основания фундамента, с максимально уменьшенной шириной, но достаточной для эксплуатации мини-составов, допускающий движение по временным путям, приспособленным к производственным нуждам во время развертывания каждой из отличающихся стадий процесса.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что возводят рельсовый приобъектный склад на участке, который соответствует тому, чтобы включать в себя различное число путей, причем это число путей достаточно для того, чтобы разрешать выполнение всех операций погрузки и разгрузки материалов, а также диспетчерский пункт и производственный участок.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию складирования шпал на эвакуационную платформу выполняют перед операцией укладки бетонной смеси основания фундамента с помощью мини-состава со шпалами для транспортировки бетонной смеси и посредством механизма обратного мини-погрузчика, который используется для транспортировки запаса и распределения шпал в партии.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию укладки основания фундамента осуществляют посредством мини-состава для бетонной смеси, с которого выполняют укладку бетонной смеси, которую распределяют вибрационным выравниванием и вибрационными уплотнителями для достижения однородного и точного уровня, который соответствует допускам, установленным стандартами.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию установки рельсового пути на бетонных плитах осуществляют посредством последовательности подэтапов, в которых: распределяют шпалы на основании фундамента, укрепляют рельсовый путь и выполняют первое выравнивание, второе выравнивание, бетонирование и передвижение вперед балки в сборке или укладку рельсов.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что при распределении шпал на основании фундамента выполняют эквидистантное распределение шпал вдоль по длине туннеля, устанавливают заданное расстояние с помощью вспомогательной оси, получаемой по меткам, расположенным на площадке, и в котором распределение шпал выполняют с использованием механизма типа обратного погрузчика.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что на подэтапе установки рельсового пути и выравнивания выполняют укладку рельса на шпалы, расположенные на основании фундамента, посредством мини-состава и последующие операции укладки и выверки на перпендикулярность шпал, скрепления рельсов и подтягивания шпал, после этого укладывают выровненные звенья и собирают рельсовый путь участками относительно меток с использованием гидравлических выравнивателей-профилировщиков.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что операцию второго выравнивания дополняют этапом подгонки и проверки рельсового пути, переданного рабочей группой, посредством топографического оборудования, которое содержит автоматический тахеометр вместе с измерительной тележкой, несущей компьютер, который анализирует геометрические параметры пути в реальном времени.

10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что операция бетонирования рельсового пути на плитах содержит операцию защиты рельса и креплений, а также операцию укладки бетонной смеси с помощью трубы или устройствами распределения и вибрации и операцию затирки бетона и очистки шпал и креплений.

11. Способ по п. 6, отличающийся тем, что операцию передвижения вперед балки в сборке или укладку рельсов выполняют после того, как бетонная смесь в предыдущем подэтапе разошлась, и для этого отцепление временного пути продолжают после удаления выравнивающих болтов, упомянутый рельсовый путь загружают на мини-состав для перевозки к новому этапу распределения шпал для начала нового цикла.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на участках перехода сплошное подрельсовое основание - щебень выполняют укладку небольшой швеллерной плиты заданной длины, которая ограничивает слой щебня с глубиной под шпалой заданной величины, размещают перед укладкой плоской плиты на участке, оснащенном бетоном, шпалы с двойным креплением для размещения крепежных звеньев.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку длинномерных балок и сварку выполняют с помощью мини-состава, используемого для транспортировки балок заданной длины, из которого их выгружают или боковой выгрузкой или в равной степени посредством обычной разгрузки с составом, работающим в обратном направлении, в зависимости от используемого мини-состава, причем сварку выполняют затем посредством электрической сварки или другими подходящими видами сварки.