CRTSⅡ型板水泥乳化瀝青灌漿施工技術(shù)

王正壽

(中鐵十六局集團(tuán)有限公司,北京 100018)

1 概況

CRTSⅡ型板式無砟軌道整個系統(tǒng)由滑動層、底座板、水泥乳化瀝青砂漿墊層及Ⅱ型軌道板 4大部分組成,其中,軌道板的鋪設(shè)施工包括軌道板的運(yùn)輸?shù)跹b、粗鋪、精調(diào)、灌漿以及張拉連接等幾大工序。

2 技術(shù)準(zhǔn)備

2.1 材料確認(rèn)工藝性試驗(yàn)

為考查水泥乳化瀝青砂漿整體質(zhì)量和灌注效果,避免偶然因素的出現(xiàn)對乳化瀝青、干粉料生產(chǎn)單位的選擇,根據(jù)《高速鐵路無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場工藝性試驗(yàn)管理實(shí)施細(xì)則》要求,至少需連續(xù)灌注 6塊板(4塊直線板,2塊標(biāo)段內(nèi)最高曲線板)。

2.2 鋪板單位工藝性試驗(yàn)

為確保水泥乳化瀝青砂漿灌注施工質(zhì)量,考查鋪板單位的施工工藝是否滿足施工質(zhì)量和施工進(jìn)度要求,鋪板單位在線上正式施工前,至少在線路上連續(xù)灌注 10塊板。

2.3 施工過程中的揭板檢查

監(jiān)理人員應(yīng)對每塊板的水泥乳化瀝青砂漿灌注施工過程進(jìn)行見證和確認(rèn)。

咨詢?nèi)藛T對每個水泥乳化瀝青砂漿灌注作業(yè)面的現(xiàn)場施工過程進(jìn)行抽查,并做好記錄。

2.4 施工配合比的驗(yàn)證

施工單位在揭板試驗(yàn)現(xiàn)場按型式檢驗(yàn)的要求取樣,監(jiān)理見證,送指定的單位檢驗(yàn)。

2.5 崗前培訓(xùn)

所有參建人員進(jìn)場,必須進(jìn)行崗前培訓(xùn),經(jīng)考試合格后持證上崗。

3 材料、設(shè)備準(zhǔn)備

(1)做好材料的招標(biāo)采購、進(jìn)場驗(yàn)收和存放工作。必須滿足施工圖紙要求,各類材料供應(yīng)方須按規(guī)定批量出具產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn),存放符合相關(guān)規(guī)定。

(2)施工前根據(jù)質(zhì)量控制需要設(shè)置檢測機(jī)構(gòu),并配備相應(yīng)的檢測設(shè)備。各施工檢測設(shè)備必須在使用前校驗(yàn)并鑒定,不合格者不得使用。

4 CRTSⅡ型軌道板進(jìn)場驗(yàn)收技術(shù)要點(diǎn)

通過大量的 CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿的灌注試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),軌道板底面的質(zhì)量影響砂漿的灌注質(zhì)量。軌道板底面坑洼不平,容易造成砂漿灌注不充盈;軌道板底面拉毛過深,會增大砂漿與軌道板底面摩擦,從而產(chǎn)生大量氣泡;軌道板缺棱掉角,造成封邊不嚴(yán)從而造成砂漿灌注漏漿等等。

4.1 軌道板外形尺寸驗(yàn)收、檢驗(yàn)方法

軌道板進(jìn)場時,要對其外形尺寸進(jìn)行檢查,外形尺寸應(yīng)符合表1規(guī)定。

表1 軌道板外形尺寸偏差要求

4.2 軌道板外觀質(zhì)量驗(yàn)收、檢查方法

軌道板進(jìn)場時,要對其外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查,外觀質(zhì)量應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2 CRTSⅡ型軌道板外觀質(zhì)量要求

5 CRTSⅡ型軌道板壓緊裝置

精調(diào)完成后設(shè)置 CRTSⅡ型軌道板壓緊裝置(防止灌注水泥乳化瀝青砂漿時板上浮)。一般情況下,固定裝置安裝于軌道板的兩端中間,當(dāng)曲線位置超高達(dá)到 45mm及以上時軌道板兩側(cè)中間部位增加設(shè)置固定裝置。壓緊裝置由錨桿、L形鋼架及翼形螺母組成,錨桿錨固深度應(yīng)為 100～150mm,錨固劑錨固,錨固完成的錨桿必須保證處于垂直狀態(tài)。壓緊裝置施工前,要進(jìn)行錨桿抗拔試驗(yàn)。水泥乳化瀝青砂漿灌注并硬化后壓緊裝置拆除。

6 CRTSⅡ型軌道板水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝流程

工藝流程:軌道板填充縫潤濕→軌道板封邊、排氣孔設(shè)置→向砂漿攪拌車內(nèi)加料→砂漿車水平調(diào)整、檢查→砂漿車配合比輸入→選擇攪拌方量試拌→砂漿均質(zhì)性目測、性能檢測→水泥乳化瀝青砂漿攪拌→水泥乳化瀝青砂漿灌注→養(yǎng)護(hù)、拆模。

6.1 軌道板填充縫潤濕

水泥乳化瀝青砂漿灌注時,如底座板過于干燥,底座板會吸收砂漿自身的水分,從而在底座板和填充層之間形成貫穿性的氣孔(貫狀孔),貫狀孔的出現(xiàn)是水泥乳化瀝青砂漿填充層的最大質(zhì)量弊害。底座板過于干燥,會增大底座板的摩擦力,水泥乳化瀝青砂漿的流動面積減小、流動速度減緩,會形成漿體分層,嚴(yán)重影響水泥乳化瀝青砂漿的灌注質(zhì)量。如軌道板底面過于干燥,軌道板同樣會吸收漿體自身的水分,從而在填充層上表面和軌道板的接觸面之間形成大面積的氣泡,大面積氣泡的產(chǎn)生也嚴(yán)重影響水泥乳化瀝青砂漿的灌注質(zhì)量。

因此,CRTSⅡ型軌道板填充縫的潤濕是決定水泥乳化瀝青砂漿灌注質(zhì)量的重要因素,軌道板填充縫的潤濕至關(guān)重要。CRTSⅡ型軌道板鋪設(shè)前,利用高壓水槍將底座板和軌道板表面灰塵沖洗干凈。軌道板精調(diào)完畢,利用高壓水槍的噴霧裝置將底座板頂面和軌道板底面,充分潤濕、潤透,至混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡。

6.2 表面明水的去除

填充縫內(nèi)的明水過多,會造成水泥乳化瀝青砂漿水灰比超標(biāo),從而影響砂漿的力學(xué)性能、黏結(jié)性能和不均勻性,不均勻性又會產(chǎn)生應(yīng)力集中,破壞了填充砂漿均勻受力的狀態(tài)。因此填充縫內(nèi)的明水必須除去。

6.3 CRTSⅡ型軌道板填充層封邊施工工藝要點(diǎn)

6.3.1 封邊材料選擇

采取厚度 5cm、高度 10cm的木板 +土工布 +塑料薄膜的方式進(jìn)行封邊。

優(yōu)點(diǎn):使用方便、快捷,軌道板精調(diào)后 0.5h內(nèi)即可完成水泥乳化瀝青砂漿的灌注,對精調(diào)結(jié)果影響小?？芍貜?fù)使用,拆除、轉(zhuǎn)移便利。解決使用砂漿在氣溫低的環(huán)境下強(qiáng)度增長慢、污染外觀、鑿除時現(xiàn)場亂的問題。與潤濕銜接好,避免過早干燥或補(bǔ)水存水。

缺點(diǎn):木板在潮濕環(huán)境下容易變形,影響封邊質(zhì)量。

6.3.2 封邊施工

(1)軌道板兩側(cè)封邊

將 5mm厚的土工布粘接在木板與底座板和軌道板接觸面一側(cè),并壓緊塑料薄膜,利用夾緊裝置夾緊木板。夾緊裝置由通長的無縫鋼管、鋼板固定端和螺桿加固端構(gòu)成,使用時將螺桿擰緊夾緊木板。

(2)軌道板窄接縫封邊(圖1)

充分利用窄接縫的寬度,5cm厚的木板 +1cm的土工布 +塑料薄膜,用錘子將其輕輕敲入窄接縫內(nèi)(使勁敲打會造成軌道板縱向位移)。

圖1 軌道板窄接縫封邊

(3)排氣孔的設(shè)置

排氣孔設(shè)置于軌道板的 4個端角處,封邊時木板端頭與軌道板端頭預(yù)留 1cm作為排氣孔。利用潮濕的砂子在排氣孔的周圍圍成槽形,槽高超過軌道板底面高度,灌注砂漿時砂漿從排氣孔流出,當(dāng)砂漿充滿砂槽時利用木塞塞緊即可。當(dāng)流出的砂漿凝固后進(jìn)行清理,由于排氣孔處被一層薄薄的砂覆蓋,砂漿流出時直接流在了砂層上,既有利于清理又不會污染底座板且多余的砂可繼續(xù)使用。

6.4 CRTSⅡ型軌道板水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝要點(diǎn)

6.4.1 水泥乳化瀝青砂漿材料的運(yùn)輸

水泥乳化瀝青砂漿攪拌車由倉儲地點(diǎn)加料,運(yùn)輸至施工地點(diǎn)并拌和。原材料供應(yīng)采用專用車輛運(yùn)輸,現(xiàn)場供料的組織方式。要求運(yùn)輸車輛設(shè)有相應(yīng)的降溫及保溫措施,同時砂漿拌和現(xiàn)場應(yīng)設(shè)有快速加料等配套設(shè)備或倒裝措施。

水泥乳化瀝青砂漿拌和完成后,將砂漿倒裝于砂漿中轉(zhuǎn)倉(或灌漿斗)中,吊車吊運(yùn)上橋并置于專用平車上,移動至灌注地點(diǎn)進(jìn)行灌漿作業(yè)。砂漿中轉(zhuǎn)倉(或灌漿斗)與平車的組合配置確保出料口高于軌道板 0.5～1.0m。

6.4.2 水泥乳化瀝青砂漿的拌和

每次灌注施工前均應(yīng)進(jìn)行砂漿的試拌和,測量新拌砂漿的擴(kuò)展度、流動度、含氣量、砂漿溫度等指標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,微調(diào)并最終確定砂漿配合比。各項(xiàng)指標(biāo)合格后,即可進(jìn)行軌道板墊層灌注施工。水泥乳化瀝青砂漿的性能指標(biāo)見表3。

表3 水泥乳化瀝青砂漿的性能指標(biāo)要求

6.4.3 水泥乳化瀝青砂漿的灌注

在水泥乳化瀝青砂漿灌注地點(diǎn),將灌注軟管與砂漿中轉(zhuǎn)倉(或灌漿斗)進(jìn)行連接,灌注軟管另一端作為出口對準(zhǔn)灌漿孔,通過中間的灌漿孔完成灌漿施工,兩側(cè)孔為觀測孔,開啟出料調(diào)節(jié)閥進(jìn)行灌漿施工。灌漿過程中,嚴(yán)格控制灌注速度,灌注速度越快漿體產(chǎn)生的氣泡越多,灌注速度過慢又會造成漿體分層,從灌注開始到灌注結(jié)束時間宜控制在 210～270s。由于漿體與軌道板底面摩擦產(chǎn)生大量氣泡,通過觀察孔觀察氣泡產(chǎn)生多少控制灌注速度,發(fā)現(xiàn)觀察孔內(nèi)砂漿產(chǎn)生較多氣泡時,可通過出料調(diào)節(jié)閥減緩出料速度。另外灌注砂漿時,砂漿要順著灌注孔壁流入填充縫內(nèi),通過 4個排氣孔進(jìn)行觀測,排氣孔冒出砂漿且漿體沒有氣泡產(chǎn)生,用木塞或泡沫材料塞住排氣孔,同時觀察灌漿孔和觀測孔內(nèi)砂漿表面高度的變化情況,為防止砂漿溢出,灌漿孔和觀測孔均插入 20cm長、同口徑 PVC管,砂漿面應(yīng)高于軌道板的底邊且不能回落時,灌漿過程才可告結(jié)束。砂漿中轉(zhuǎn)倉運(yùn)回地面清洗后方可再次使用。

砂漿處于初凝狀態(tài)(不具流動能力)時,將灌漿孔中多余的砂漿掏出,使砂漿表面距軌道板頂面保持在15cm位置。為保證后續(xù)封孔混凝土與墊層砂漿的良好連接,在墊層砂漿處于稠化狀態(tài)時將一根 S形鋼筋從灌漿孔插入至墊層砂漿中,S形鋼筋由長約 23cm(φ6mm)的圓鋼制成。

6.4.4 水泥乳化瀝青砂漿車攪拌機(jī)的清洗

砂漿車攪拌機(jī)由于加料等原因不能連續(xù)拌和施工時,應(yīng)及時對攪拌倉進(jìn)行清洗。清洗可利用加料等待時間進(jìn)行。清洗時應(yīng)注意清洗污水的排放。

6.4.5 精調(diào)調(diào)節(jié)裝置拆除

墊層砂漿抗壓強(qiáng)度至少達(dá)到 1MPa后,方可拆除軌道板下精調(diào)校正裝置。

7 機(jī)具設(shè)備

7.1 主要機(jī)具設(shè)備(表4)

表4 主要機(jī)具設(shè)備

7.2 試驗(yàn)機(jī)具設(shè)備(表5)

7.3 測量儀器設(shè)備(表6)

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8 結(jié)論

采用該灌漿施工技術(shù)進(jìn)行了大量的軌道板乳化瀝青砂漿灌注和揭板試驗(yàn),縮短了軌道板精調(diào)與砂漿灌注的時間間隔(25min即可完成砂漿灌注),克服了因此造成的軌道板下沉,可大大縮短施工工期;揭板檢驗(yàn)乳化瀝青砂漿灌注質(zhì)量優(yōu)良,合格率達(dá)到 100%。該施工技術(shù)的使用降低了作業(yè)勞動強(qiáng)度,提高了工作效率,加快了施工進(jìn)度,大大提高乳化瀝青砂漿的灌注質(zhì)量。2009年 10月 7日順利通過了乳化瀝青砂漿灌注和揭板試驗(yàn)的驗(yàn)收。

[1] 鐵建設(shè)[2009]90號,客運(yùn)專線鐵路無砟軌道充填層施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 科技基[2008]74號,客運(yùn)專線鐵路 CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件[S].

[3] 劉世安,劉東紅.客運(yùn)專線鐵路 CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿疑難問題解答[M].北京:中國鐵道出版社,2009.

[4] 鐵建設(shè)[2007]85號,客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] 杜永昌,王曉州,辛維克,等.高速與客運(yùn)專線鐵路施工工藝手冊[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2006.

[6] 鐵道科學(xué)研究院高速鐵路技術(shù)研究總體組.高速鐵路技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,2008.