CRTSⅡ型水泥乳化瀝青砂漿灌注質(zhì)量通病及防治措施

譚鳳吉

(中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410004)

1 工程概況

京滬高速鐵路土建工程四標(biāo)段起止里程為DK665+100—DK950+039(楊郢大橋)，全長(zhǎng) 286.124 km。含橋梁54座，計(jì)222.527 km;路基56段，計(jì)62.937 km，隧道1座，計(jì)230 m，明洞1座，計(jì)430 m。全部鋪設(shè)CRTSⅡ型板式無砟軌道，全標(biāo)段共鋪設(shè)軌道板88 013塊，灌注水泥乳化瀝青砂漿約58 290 m3。

水泥乳化瀝青砂漿為軌道板與橋梁底座板或路基支承層之間的充填層，由乳化瀝青、水泥、細(xì)骨料、水和外加劑經(jīng)專用砂漿攪拌車按特定工藝拌制而成。設(shè)計(jì)厚度為2～4 cm，主要起填充、承載、減震等作用。

2 常見的幾種質(zhì)量通病

2.1 灌注后軌道板翹曲變形導(dǎo)致承軌槽搭接超限

水泥乳化瀝青砂漿灌注后，復(fù)測(cè)軌道板搭接承軌槽頂面相對(duì)高程及相對(duì)平面位置誤差均超過0.6 mm，造成相鄰軌道板搭接不平順，導(dǎo)致后期軌道精調(diào)困難，需要通過更換扣件調(diào)整。

2.2 軌道板與水泥乳化瀝青砂漿層產(chǎn)生離縫現(xiàn)象

軌道板與水泥乳化瀝青砂漿產(chǎn)生離縫現(xiàn)象，離縫寬度一般在0.2 mm以內(nèi)，軌道板端部四個(gè)角的離縫寬度有個(gè)別超過0.5 mm，離縫的發(fā)生一般在軌道板灌注后一周內(nèi)形成。產(chǎn)生離縫后，外界雨水容易浸入軌道板底面，容易因凍融導(dǎo)致水泥乳化瀝青砂漿破壞，具體見圖1。

圖1 軌道板與水泥乳化瀝青砂漿離縫

2.3 水泥乳化瀝青砂漿灌注不飽滿現(xiàn)象

因灌注工藝不當(dāng)或材料性質(zhì)的變化、氣候等原因?qū)е滤嗳榛癁r青砂漿灌注不飽滿，影響結(jié)構(gòu)功能。具體有以下3種類型:

1)軌道板下有較大區(qū)域未灌滿水泥乳化瀝青砂漿，缺陷區(qū)域橫向深入軌道板下最大達(dá)30 cm，長(zhǎng)度不大于3 m。見圖2。

圖2 水泥乳化瀝青砂漿缺陷類型1

2)軌道板下有較大區(qū)域出現(xiàn)軌道板與水泥乳化瀝青砂漿脫離，脫離的縫隙較小(＜15 mm)，有脫離的區(qū)域橫向深入軌道板下最大30 cm，具體見圖3。

3)軌道板下灌漿基本飽滿，僅在軌道板角部至精調(diào)爪處有部分缺損。缺損范圍從板邊緣向內(nèi)橫向延伸最大30 cm。具體見圖4。

圖3 水泥乳化瀝青砂漿缺陷類型2

2.4 軌道板灌注后水泥乳化瀝青砂漿層厚度＜2 cm。

2.5 漏漿及污染

灌注過程中因漏漿造成軌道板、底座板、梁面等污染，硬化后清理困難，影響外觀質(zhì)量。

圖4 水泥乳化瀝青砂漿缺陷類型3(單位:cm)

3 原因分析及防止措施

3.1 灌注后軌道板翹曲變形導(dǎo)致承軌槽搭接超限

1)原因分析:①軌道板壓緊裝置未與精調(diào)工序同步，即軌道板精調(diào)后安裝壓緊裝置時(shí)導(dǎo)致軌道板變形;②壓緊裝置安裝位置不正確，導(dǎo)致軌道板上浮;③軌道板中間的精調(diào)爪安裝位置不正確，導(dǎo)致中部起拱，兩端變形;④軌道板精調(diào)后在板上堆放重物或行走導(dǎo)致軌道板變形。

2)防治措施:①軌道板壓緊裝置必須與精調(diào)工序同步，即軌道板精調(diào)后未移站前立即安裝壓緊裝置，然后再次進(jìn)行精調(diào)復(fù)測(cè)，確保安裝壓緊裝置后軌道板搭接符合規(guī)范要求;②軌道板壓緊裝置要求:直線段每塊軌道板采用4個(gè)壓緊裝置(L型2個(gè)，一字型2個(gè))，其中軌道板縱向每側(cè)設(shè)置一個(gè)L型壓緊裝置，安裝在中間定位調(diào)整器位置附近(距定位調(diào)整器約10 cm)，軌道板接縫處利用定位錐的錨桿安裝一個(gè)一字型壓緊裝置，橫向鋼板與軌道板搭接長(zhǎng)度為8 cm左右;曲線段共設(shè)置壓緊裝置8個(gè)(L型6個(gè)，一字型2個(gè))，軌道板縱向每側(cè)壓緊裝置安裝在定位調(diào)整器內(nèi)側(cè)(距定位調(diào)整器約10 cm)，具體如圖5所示;③軌道板中間的精調(diào)爪必須安裝在第5道預(yù)裂縫處，有利于保護(hù)精調(diào)成果，防止軌道板起拱;④軌道板精調(diào)后，設(shè)置作業(yè)通道，嚴(yán)禁板上載重物或走人，減小人為造成軌道板變形。軌道板灌注后及時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整軌道板封邊、灌注等方案。

圖5 軌道板壓緊裝置示意

3.2 軌道板與水泥乳化瀝青砂漿層的離縫

1)原因分析:①封邊裝置及精調(diào)爪拆除不及時(shí)，軌道板在約束條件下不能隨溫度變化而與水泥乳化瀝青砂漿一起運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離縫;②壓緊裝置拆除過早，導(dǎo)致軌道板上浮;③軌道板與水泥乳化瀝青砂漿兩種不同材料因膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生離縫。

2)防治措施:①每灌完一塊軌道板現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員在軌道板承軌槽擋肩上標(biāo)識(shí)灌注時(shí)間，以便掌握后續(xù)拆除封邊裝置、精調(diào)爪、壓緊裝置的時(shí)間。當(dāng)砂漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到1 MPa后，及時(shí)拆除精調(diào)爪及縱向和橫向封邊裝置，夏天一般8～10 h即可拆除(橫縫采用砂漿封邊時(shí)，一定要徹底清除)。②當(dāng)砂漿充分膨脹完畢才能拆除壓緊裝置。夏天約需20 h方可拆除。③橫縫的水泥乳化瀝青砂漿灌注要在軌道板灌注一周后進(jìn)行(夏天一般3 d后水泥乳化瀝青砂漿基本穩(wěn)定)，橫縫一旦灌注，水泥乳化瀝青砂漿隨溫度變化膨脹會(huì)產(chǎn)生向上的力。

3.3 水泥乳化瀝青砂漿灌注不飽滿缺陷

3.3.1 缺陷類型1處置方案

1)原因分析:①水泥乳化瀝青砂漿灌注時(shí)砂漿出現(xiàn)早凝，導(dǎo)致流動(dòng)過程完全終止;②一次灌注一塊軌道板所需的水泥乳化瀝青砂漿量不夠;③縱向封邊失效導(dǎo)致砂漿外溢，并且沒有補(bǔ)充灌漿;④排氣孔封堵過早。

2)防治措施:①根據(jù)氣候變化選擇合適的灌注時(shí)間，當(dāng)氣溫＞40℃或＜5℃不允許進(jìn)行灌注施工。當(dāng)天最低氣溫＜－5℃時(shí)，全天不允許進(jìn)行砂漿灌注。砂漿灌注前必須按照規(guī)范要求進(jìn)行擴(kuò)展度、流動(dòng)度、含氣量等指標(biāo)試驗(yàn)，符合要求后才能進(jìn)行灌注，灌注過程中每灌注10塊軌道板必須進(jìn)行擴(kuò)展度、流動(dòng)度等指標(biāo)試驗(yàn)。中轉(zhuǎn)倉(cāng)裝料后必須加蓋，防止流動(dòng)度及擴(kuò)展度的損失，砂漿拌制后0.5 h內(nèi)必須灌注完，灌注時(shí)必須嚴(yán)格按照灌注工藝實(shí)施。②灌注前計(jì)算軌道板所需灌漿量，做到“一斗一板”。③加強(qiáng)濕潤(rùn)和封邊質(zhì)量控制。封邊前必須充分濕潤(rùn)軌道板板腔(不得有明水)，濕潤(rùn)后立即進(jìn)行封邊并將排氣孔和灌漿孔采用土工布進(jìn)行封閉，防止水分蒸發(fā)，灌注前采用塞尺檢查封邊效果，發(fā)現(xiàn)縫隙用土工布等填塞密實(shí)。④灌注時(shí)必須待所有的排氣孔充分排漿后才能堵塞(每個(gè)排氣孔排漿時(shí)間約為5 s)。

3)修復(fù)方案分4步完成:①在砂漿不飽滿區(qū)域及承載層表面采用通常清洗設(shè)備進(jìn)行清洗。對(duì)砂漿形成的楔塊采用鑿子或其它合適的工具仔細(xì)地進(jìn)行鑿除。②在整修區(qū)域內(nèi)對(duì)承載層或底座板表面、軌道板底面進(jìn)行預(yù)濕。對(duì)軌道板下空間的積水采用鼓風(fēng)機(jī)吹出。③在距軌道板側(cè)面3 cm處整個(gè)缺陷范圍內(nèi)全長(zhǎng)設(shè)置鋼模，端部設(shè)15 cm×15 cm的灌入口。安裝后的模板高度需高出軌道板底面至少15 cm。由于支承層或底座板上表面不平整，需在模板外側(cè)采用砂漿楔塊封邊。灌入口應(yīng)設(shè)在砂漿缺損最深處的側(cè)邊。④灌漿時(shí)水泥乳化瀝青砂漿首先流入軌道板下，再沿側(cè)向填滿缺損縫。在軌道板與模板之間灌滿砂漿，當(dāng)高出軌道板底面10 cm時(shí)灌漿結(jié)束。

3.3.2 缺陷類型2處置方案

1)原因分析:①同缺陷類型1原因;②在超高區(qū)段沒有灌入足夠的水泥乳化瀝青砂漿;③灌漿口砂漿高度不夠，或過早將灌漿口中高出的砂漿舀出，導(dǎo)致灌注口砂漿壓力不夠。

2)防治措施:①針對(duì)超高地段注意超高側(cè)排氣孔的排漿情況，發(fā)現(xiàn)排氣孔堵塞，立即采用小鋼釬等工具進(jìn)行疏通;②超高地段的導(dǎo)管高度必須高于超高處灌漿層高度;③灌漿結(jié)束，待水泥乳化瀝青砂漿失去流動(dòng)性后才能舀出3個(gè)灌漿孔中多余的砂漿。

3)修復(fù)方案:與缺陷類型1同。

3.3.3 缺陷類型3處置方案

1)原因分析:①排氣管插入過低，致使砂漿中氣體還未完全排盡時(shí)，排氣管已完全流滿了砂漿;②在精調(diào)爪區(qū)域灌漿已結(jié)束，水泥乳化瀝青砂漿從精調(diào)爪封邊處溢出。

2)防治措施:①排氣管應(yīng)插入軌道板底面(不得侵入砂漿層)，并與水平面的夾角為15°，以利于排氣;②精調(diào)爪安裝前必須采用塑料袋包裹防止污染，并在精調(diào)爪位置采用聚氨酯泡沫劑進(jìn)行密封，防止該部位漏漿。

3)修復(fù)方案:與缺陷類型1同。

3.4 軌道板灌注后水泥乳化瀝青砂漿層厚度＜2 cm

1)原因分析:①底座板或支承層高程正誤差超限;②軌道板厚度超限;③精調(diào)爪損壞或過早拆除導(dǎo)致軌道板下塌。

2)防治措施:①軌道板粗鋪前必須復(fù)測(cè)軌道板或支承層高程，并在精調(diào)爪安裝位置加密測(cè)量，發(fā)現(xiàn)正誤差超限的情況，立即進(jìn)行全斷面打磨處理;②軌道板上道前，必須檢查軌道板的厚度，發(fā)現(xiàn)厚度超限的軌道板立即要求制板場(chǎng)進(jìn)行處理;③灌板前，由專人負(fù)責(zé)采用直徑2 cm長(zhǎng)3 m的PVC管檢查板腔厚度，發(fā)現(xiàn)厚度＜2 cm的立即進(jìn)行處理;④精調(diào)爪安裝前、后必須檢查其受力情況，發(fā)現(xiàn)損壞，立即進(jìn)行更換處理，另外軌道板灌注后，砂漿強(qiáng)度必須達(dá)到1 MPa后才能拆除精調(diào)爪，防止過早拆除精調(diào)爪因砂漿強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致軌道板下塌。

3.5 漏漿及污染

1)原因分析:①封邊不密實(shí)，產(chǎn)生漏漿而污染結(jié)構(gòu)物;②中轉(zhuǎn)倉(cāng)運(yùn)輸時(shí)未設(shè)置防護(hù)措施漿液外溢而污染結(jié)構(gòu)物;③灌漿導(dǎo)管設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致灌漿孔漿液外溢污染結(jié)構(gòu)物。

2)防治措施:①優(yōu)化封邊工藝，封邊時(shí)注意在靠軌道板底部側(cè)面貼一層雙面膠，防止?jié){液外溢污染軌道板;②在中轉(zhuǎn)倉(cāng)運(yùn)輸線路上鋪一層土工布，防止軌道板污染;③灌漿前對(duì)灌漿導(dǎo)管進(jìn)行檢查，如有損壞立即更換;④灌漿前備用高壓水槍和土工布足量到位，發(fā)現(xiàn)漏漿，應(yīng)立即進(jìn)行封堵，并用高壓水和土工布將污染物清理干凈。

4 結(jié)語

本文結(jié)合京滬高速鐵路四標(biāo)段無砟軌道先導(dǎo)段的施工實(shí)踐，對(duì)水泥乳化瀝青砂漿灌注過程中遇到的軌道板翹曲變形、離縫、灌漿不飽滿、灌漿厚度不夠等質(zhì)量通病進(jìn)行了原因分析，并制定了有效的防治措施。為指導(dǎo)水泥乳化瀝青砂漿灌注施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但是關(guān)于軌道板與砂漿層的離縫問題尚需在材料性質(zhì)方面做進(jìn)一步的研究和探討。

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［2］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(guó)鐵道出版社，2009．

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