CRTSⅠ型板式無砟軌道砂漿充填層施工工藝研究

趙海瑞

(中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西西安 720021)

0 引言

寧安鐵路是長江三角洲城際客運鐵路網(wǎng)的延伸，地處華東蘇皖南地區(qū)，居長江以南，走向基本平行于長江，東起江蘇省南京，經(jīng)安徽省馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州等長江南岸沿江地帶，跨長江后至安慶，全長約258.163 km。

由中鐵十二局集團負(fù)責(zé)施工的寧安鐵路Ⅰ標(biāo)段位于安徽省銅陵市、池州市境內(nèi)，起點銅陵東站，終點池州站。寧安鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道的主要結(jié)構(gòu)由底座板及凸臺、水泥乳化瀝青砂漿充填層、軌道板、扣件及鋼軌組成。水泥乳化瀝青砂漿充填層是一項技術(shù)難度大、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高的新型施工工藝，如何又好又快的施工無砟軌道，是我們重點研究的課題。經(jīng)過寧安鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道首件工程的施工，總結(jié)出一套水泥乳化瀝青砂漿施工各個環(huán)節(jié)的施工技術(shù)工藝。

1 CA砂漿充填層施工特點

水泥乳化瀝青砂漿(簡稱CA砂漿)是由乳化瀝青、水泥、砂、聚合物乳液、消泡劑、膨脹劑、引氣劑、鋁粉、減水劑、水等多種組分以一定的比例混合攪拌而成的流動狀乳液，其固化后形成的填充層即為CA砂漿填充層，它具有一定的強度和彈性，還具有良好的穩(wěn)定性和耐久性。CA砂漿作為軌道板和底座之間的調(diào)整層，可為軌道結(jié)構(gòu)提供適當(dāng)?shù)膭偠群蛷楉g性。CA砂漿的性能直接影響到軌道結(jié)構(gòu)的平順性、列車運行的舒適性與安全性、軌道結(jié)構(gòu)耐久性和運營維護(hù)成本，是板式無砟軌道的關(guān)鍵工程材料之一。

2 CA砂漿充填層施工工藝

CA砂漿灌注要在5℃～35℃環(huán)境條件下組織開展，其施工應(yīng)緊隨軌道板精調(diào)之后進(jìn)行，并堅持“隨調(diào)隨灌”的原則。

2.1 施工前期準(zhǔn)備工作

2.1.1 CA砂漿配合比的確定

CA砂漿的初始配比、基本配比及施工配比要根據(jù)乳化瀝青、砂漿攪拌設(shè)備進(jìn)行選擇確定;并且全部CA砂漿配比要滿足各種環(huán)境溫度(5℃ ＜t＜35℃)條件下的施工需要。CA砂漿Ⅲ級試驗師需在咨詢單位CA砂漿Ⅱ級試驗師的指導(dǎo)下，集中相關(guān)技術(shù)及試驗人員進(jìn)行理論配合比的驗證、原材料試驗、初始配合比的確定(在理論配合比的基礎(chǔ)上，綜合考慮原材料、作業(yè)環(huán)境等因素，通過試驗確定初始配合比)以及砂漿性能的日常檢驗等室內(nèi)試驗。按照室內(nèi)試驗的檢測結(jié)果，線外試驗段采用初始配合比進(jìn)行灌揭板試驗，對比灌揭板效果(飽滿度、密實度、勻質(zhì)性等)，確定聚合物乳液摻量，得出CA砂漿基本配合比，提出砂漿配比調(diào)整范圍(即材料誤差范圍)。有關(guān)CA砂漿配比選定流程見圖1。

圖1 CA砂漿配合比選定流程圖

2.1.2 CA砂漿原材料的確定

砂漿配比確定后，嚴(yán)格掌控所用原材料品質(zhì)的穩(wěn)定性，如乳化瀝青、干料、減水劑、消泡劑等。原料采購前考察供應(yīng)商穩(wěn)定生產(chǎn)、供應(yīng)原材料的能力，并與其簽訂專門約束性協(xié)議，明確穩(wěn)定原材料品質(zhì)的責(zé)任及義務(wù)。

2.1.3 CA砂漿原材料供應(yīng)站的建立

施工時，砂漿原材料要確保供應(yīng)。原則上，至少設(shè)置滿足3 d～5 d生產(chǎn)需要的倉儲能力，每10 km左右建立一處倉儲基地，其功能設(shè)置按鐵道部工管技(2009)12號《關(guān)于印發(fā)〈板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿施工材料儲存管理辦法〉的通知》要求執(zhí)行。

2.1.4 砂漿攪拌的穩(wěn)定性確認(rèn)

每類型(主要設(shè)備完全一致的)砂漿車及每組砂漿施工配比在正式灌注施工前均應(yīng)進(jìn)行砂漿攪拌的穩(wěn)定性試驗，要求連續(xù)拌和6塊板所需砂漿進(jìn)行灌板試驗，并揭板檢查，以確認(rèn)攪拌工藝及材料的穩(wěn)定性。全部合格時方可正式進(jìn)行砂漿灌注施工。

2.1.5 砂漿材料的進(jìn)場檢驗

對每批進(jìn)場的砂漿材料均按規(guī)定進(jìn)行抽檢，對有疑問的材料不能使用并取樣送檢確定是否合格。

2.2 CA砂漿施工工藝

2.2.1 CA砂漿灌注前準(zhǔn)備工作

1)鋪設(shè)灌注袋。a.板腔清理:采用手持式鼓風(fēng)機清理底座板混凝土表面，保證底座板混凝土表面無雜物、積水。b.灌注袋選擇:根據(jù)鋪板類型、板腔厚度(精調(diào)后測量記錄)，選擇對應(yīng)尺寸灌注袋，檢查灌注袋質(zhì)量是否符合《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿和凸臺樹脂用灌注袋暫行技術(shù)條件》科技基［2008］74號文規(guī)定。c.灌注袋鋪設(shè):將灌注袋按Z形平折，塞入板腔后四角拉伸并用尺量外露長度保持一致，保證縫紉邊朝上，最后用木楔四角固定，直線灌注袋每邊采用四個木楔固定，曲線灌注袋固定木楔采用高六低四。

2)軌道板幾何位置的確認(rèn)。CA砂漿灌注前對軌道板空間位置采用隔板抽檢方式進(jìn)行復(fù)測，對精調(diào)完的段落進(jìn)行平順性檢測，合格后方可進(jìn)行砂漿灌注。

3)壓緊裝置狀態(tài)檢查。壓緊裝置采用鉆眼打孔，孔內(nèi)注入少許植筋膠并植入膨脹套筒，利用專用工具將套筒內(nèi)“彈頭”錘緊，直至聽到觸底回聲即可，后續(xù)采用特定配方填料回填。采用φ14 mm螺桿，長度50 cm，周轉(zhuǎn)使用，扣壓裝置采用［10槽鋼焊接成L形，壓緊裝置在直線地段兩邊各設(shè)置3個，曲線地段采取高三低四進(jìn)行設(shè)置。

壓緊裝置安裝前對預(yù)埋孔深度、清潔度、植筋膠注入量以及套筒打入深度進(jìn)行檢查確認(rèn)，合格后方可安裝壓緊裝置，壓緊裝置施工前應(yīng)進(jìn)行抗拔試驗。CA砂漿灌注前對軌道板壓緊裝置壓緊狀態(tài)進(jìn)行檢查確認(rèn)，確保壓緊裝置安裝位置、扭矩滿足受力要求。

2.2.2 CA砂漿攪拌與運輸

1)砂漿攪拌。攪拌工藝:先加入乳化瀝青、P乳劑、水，然后加入消泡劑，加完后慢速攪拌0 s～30 s(轉(zhuǎn)速20 r/min～40 r/min);再加入干粉料(轉(zhuǎn)速50 r/min～70 r/min);干粉料加完后延遲20 s～40 s進(jìn)入高速攪拌狀態(tài);高速攪拌2min～4.5min(轉(zhuǎn)速80 r/min～120 r/min);高速攪拌80 s～120 s后投入引氣劑;投料完畢后低速攪拌60 s～100 s(轉(zhuǎn)速20 r/min～40 r/min)后卸料進(jìn)入中轉(zhuǎn)倉。每個工班施工前均要進(jìn)行0.2m3砂漿試拌，檢測其溫度、流動度、含氣量等指標(biāo)，用以微調(diào)并確定砂漿配合比，各項指標(biāo)滿足驗標(biāo)要求(溫度:5℃～35℃，流動度:18 s～26 s，含氣量:8%～12%)后方可進(jìn)行砂漿灌注，每次施工均應(yīng)留取試件。

2)砂漿運輸。a.便道式CA砂漿攪拌車:砂漿攪拌完成后，將砂漿導(dǎo)入中轉(zhuǎn)倉并由吊車吊至線間，由3 t叉車運至砂漿灌注點進(jìn)行灌注。b.跨線行走式CA砂漿攪拌車:砂漿攪拌完成后，將砂漿導(dǎo)入中轉(zhuǎn)倉由3 t叉車直接運至砂漿灌注點進(jìn)行灌注。

2.2.3 CA砂漿灌注施工

1)CA砂漿灌注。a.線間利用中轉(zhuǎn)倉直接進(jìn)行灌注，另一側(cè)采用10 cm鋼絲軟管導(dǎo)入漏斗，液面高差控制在60 cm～100 cm之間，視砂漿流動度值進(jìn)行控制，灌注速度控制在4 min～6 min，精調(diào)爪有松動即停止灌注，液面持續(xù)時間氣溫高時控制在20 s～30 s，氣溫低時控制在30 s～60 s，液面停止下降后關(guān)閉漏斗控制閥門。b.灌注結(jié)束20 min后將灌注口根部用V形夾夾緊并將灌注袋四角手壓回頂。待砂漿強度達(dá)到0.1 MPa后拆除精調(diào)爪及壓緊裝置。c.待砂漿凝固后，用裁紙刀切斷灌注口，用小型燃燒器將灌注袋封口條加熱使表面膠有一定粘度后進(jìn)行粘貼，采用鋼板將封口邊壓實，用手將中間部分摁緊即可。

2)防污染措施。砂漿灌注完成后及時用濕抹布將底座板散水坡面預(yù)濕，然后采用預(yù)濕過的海綿墊至灌注袋縫紉邊下沿，每隔1 m處將海綿引至底座板外的小桶上方，灌注后約1 h即可去除海綿，最后將海綿下污水擦干凈即可。

3)廢料處理。配置一臺廢料轉(zhuǎn)運車及兩個廢料儲存罐，在棄渣場處設(shè)置污水坑及廢料儲存區(qū)，對CA砂漿廢料及洗車污水進(jìn)行統(tǒng)一收集、集中處理。

3 結(jié)語

通過寧安鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道首件工程的施工，我們認(rèn)識到砂漿充填層的質(zhì)量不但取決于砂漿的組成材料與配比，而且更重要的是取決于砂漿的灌注工藝。所以必須認(rèn)識到砂漿灌注的重要性，嚴(yán)格按施工操作規(guī)程進(jìn)行施工、控制灌注過程中各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，確保CA砂漿充填層的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

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

［2］高速鐵路無砟軌道質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)［S］.