CRTSII型板式無砟軌道低塑性混凝土路基支承層施工技術(shù)

張強(qiáng)

摘 要：結(jié)合滬昆高速鐵路DK318+498.525-DK318+917.705段路基支承層工程實(shí)例，分析了高速鐵路路基支承層低塑性混凝土性能特點(diǎn)，針對(duì)低塑性混凝土與普通混凝土的不同特點(diǎn)，通過對(duì)混凝土配合比、模板施工及澆注工藝重點(diǎn)研究，形成了系統(tǒng)的低塑性混凝土支承層配合比設(shè)計(jì)、施工方法、工藝流程等成套技術(shù)，并成功運(yùn)用，效果良好。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；低塑性混凝土；路基支承層；施工技術(shù)

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)情況

滬昆高速鐵路全線采用CRTSII型板式無砟軌道，路基地段無砟軌道結(jié)構(gòu)自上而下為：CRTSII型板+3cmCA砂漿+30cm低塑性混凝土支承層。混凝土支承層橫向?qū)挾?.25m，厚度30cm；軌道板下2.55m范圍內(nèi)采用拉毛處理，外露部分設(shè)置2～4%的橫向排水坡。混凝土由細(xì)骨料、粗骨料、少量膠凝材料和少量水等配制，試驗(yàn)指標(biāo)采用測(cè)定增實(shí)因數(shù)控制其稠度。

1.2 低塑性混凝土技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 低塑性水泥混凝土28d抗壓強(qiáng)度控制在12-18MPa，在配合比選定時(shí)采用較少的膠凝材料和水用量，盡量不用減水劑，減少漿體用量、提高混凝土的密實(shí)度，從而降低支承層收縮開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2 為了科學(xué)準(zhǔn)確的控制低塑性混凝土的施工質(zhì)量，試驗(yàn)室選定配合比時(shí)增實(shí)因數(shù)JC宜大于1.2，拌合站及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的增實(shí)因數(shù)應(yīng)滿足JC±0.10的指標(biāo)要求測(cè)定其稠度，完善混凝土拌合物性能。

1.2.3 混凝土配制時(shí)水泥用量較少，強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢，試驗(yàn)室檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下28d抗折強(qiáng)度大于等于2.0MPa，（對(duì)應(yīng)2.0MPa抗折強(qiáng)度，彎拉彈性模量約為18000MPa）；28天現(xiàn)場(chǎng)以鉆芯取樣抗壓強(qiáng)度平均值大于10MPa。

1.3 研究目的

由于低塑性混凝土與普通混凝土的技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)特點(diǎn)上的不同，導(dǎo)致在試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)、施工工藝和機(jī)具配置方面發(fā)生變化，因此通過低塑性混凝土施工技術(shù)的研究，制定形成配合比設(shè)計(jì)、施工工藝、機(jī)具配置等一套完整的施工工藝意義重大。通過該施工技術(shù)的研究，達(dá)到保證低塑性混凝土施工質(zhì)量、確保支承層施工精度及實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)的目的。

2 低塑性混凝土配合比

根據(jù)低塑性混凝土特有的技術(shù)要求，參照鐵路混凝土設(shè)計(jì)試驗(yàn)程序，經(jīng)過多次適配驗(yàn)證及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，總結(jié)形成適宜的低塑性混凝土配合比。如表1所示。

表1 無砟軌道低塑性混凝土配合比

3 施工方法及流程

3.1 施工方法

支承層按左右幅單幅施工，混凝土采用拌合站集中拌合，3～6m3自卸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。模筑法施工，高頻振動(dòng)棒振搗，平板振動(dòng)器提漿，整平機(jī)整平，人工拉毛收光。

3.2 施工流程

路基表層表面清理→測(cè)量放線→模板安裝→標(biāo)高測(cè)量→模板調(diào)整→澆注混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆?！锌p。

4 施工工藝

4.1 施工先決條件

路基支承層施工在路基沉降評(píng)估、CPⅢ評(píng)估及基床表層施工并驗(yàn)收合格后進(jìn)行。

4.2 測(cè)量放樣

利用已評(píng)估通過的CPⅢ點(diǎn)，采用1"級(jí)萊卡或拓普康全站儀放樣，橫縱向放樣誤差控制在0-10mm。直線段10～20m放一個(gè)斷面，曲線段3～5m放樣一個(gè)斷面。支承層放樣前，數(shù)據(jù)必須經(jīng)3個(gè)人獨(dú)立計(jì)算，復(fù)核無誤方可使用，最好是用普羅米新布板軟件進(jìn)行校核，應(yīng)特別注意的是曲線段外矢偏移量必須考慮，以防中線偏位。

4.3 模板施工

4.3.1 模板安裝

模板安裝前，對(duì)支承層邊線測(cè)量放樣并定樁拉線。

支承層施工模板根據(jù)施組設(shè)計(jì)及工藝要求，現(xiàn)場(chǎng)采用普通定型鋼模進(jìn)行拼裝，模板每2米一塊，通過螺栓連接固定，錯(cuò)臺(tái)不大于2mm，且拼裝嚴(yán)密。為了避免混凝土側(cè)面出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、接縫，模板內(nèi)側(cè)加墊電光板，電光板頂面與鋼模板頂平齊，使用透明膠帶水平、豎向使電光板與模板密貼，特別模板頂部用膠帶順模板黏貼，保證兩板之間無縫隙。

模板加固采用內(nèi)拉外撐式，即內(nèi)側(cè)模板頂每2m～4m撐一道φ45mm鋼管和φ20mm鋼筋加工的簡(jiǎn)易對(duì)拉桿；外側(cè)每2m間距設(shè)置三角形支撐架，支撐架由2個(gè)“滑欄”組成，一端用螺母直接擰固在鋼模板預(yù)留孔上，另一端套固在φ25mm鋼筋地錨上，形成既撐又拉的三角穩(wěn)固支撐架；標(biāo)高采用模板底部預(yù)設(shè)的可調(diào)螺桿調(diào)節(jié)，可調(diào)高度5cm。本支撐加固體系即方便快捷，又穩(wěn)固可靠。

4.3.2 模板調(diào)整

模板調(diào)整，主要是為了確保砼支撐層成品線形順直，無明顯接縫，避免支撐層過低或過高，灌板CA砂漿過厚或洗刨，埋下質(zhì)量隱患，造成效益流失。

模板左右調(diào)時(shí)，根據(jù)測(cè)量班放樣的基點(diǎn)，直線段20m拉一道線，外伸或收縮“滑欄”將模板調(diào)整到設(shè)計(jì)位置，然后安裝簡(jiǎn)易對(duì)拉桿；高程調(diào)整，通過擰緊或放松每1m的可調(diào)螺母，實(shí)行微調(diào)，由于模板制作時(shí)，有意的預(yù)留了2cm的可調(diào)量，即30cm模板僅按28cm制作，所以，模板位置和高程調(diào)整后，模板底部會(huì)留有空隙，為避免砼少注時(shí)漏漿，必須采用高標(biāo)號(hào)的砂漿進(jìn)行封堵。

4.4 混凝土施工

4.4.1 混凝土供應(yīng)

砼采用3～6m3自卸車汽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)送車輛必須封閉嚴(yán)密，避免運(yùn)輸過程中，砼因顛簸離析而出漿，污染道路。砼坍落度控制，在溫度20～300C之間時(shí)，運(yùn)距在3km之內(nèi)的，按2～3cm控制；運(yùn)距在3～5km之內(nèi)的，按3～4cm控制；運(yùn)距5～10km，按5cm控制；根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，坍落度一般不能超過5cm，否則運(yùn)輸過程中砼離析嚴(yán)重，析漿明顯。

砼運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)后，基本屬于干硬性砼，人工用鐵鍬等工具，既費(fèi)力進(jìn)度又慢，很容易造成砼未攤鋪開就初凝，振搗不出漿，為此，砼攤鋪采用PC150型挖掘機(jī)進(jìn)行攤鋪整平，效果理想，每小時(shí)攤鋪約20m。

4.4.2 振搗

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，低塑性混凝土若采用單點(diǎn)震動(dòng)器振搗，會(huì)出現(xiàn)進(jìn)度慢，提漿、振搗不充等現(xiàn)象，施工中，先采用高頻振動(dòng)器排組，高頻振動(dòng)器按0.5m間距，按2排分別固定在振動(dòng)架上，振動(dòng)架利用固定在模板頂?shù)能壍狼昂笞杂梢苿?dòng)，往返充分振搗低塑性砼；再緊跟振動(dòng)梁，對(duì)振搗完的砼表面進(jìn)行整平，填補(bǔ)或鏟平；最后，待砼快初凝時(shí)，用圓盤式提漿整平機(jī)往返作業(yè)，直至支承層頂面平整光滑為止。對(duì)振動(dòng)過后的混凝土面要及時(shí)觀察，若混凝土表面光滑說明混凝土充盈度較好，若出現(xiàn)麻面、坑洼說明混凝土充盈度不足，要及時(shí)補(bǔ)漿并進(jìn)行再次振搗。在混凝土初凝前采用鐵抹子人工收面。

4.4.3 拉毛

為確保支承層與軌道板間摩擦力及粘結(jié)力，對(duì)軌道板范圍內(nèi)的支承層進(jìn)行拉毛處理。拉毛在二次收面后，混凝土初凝前（手按易出痕跡但不粘手），采用長(zhǎng)柄尼龍塑料刷進(jìn)行橫向拉毛，拉毛采用限位板定位，人工從一側(cè)向另一側(cè)拉動(dòng)，拉毛深度1.5～2mm。

支承層混凝土兩側(cè)的35cm范圍內(nèi)收成光面，并帶有2%的傾斜角，起坡點(diǎn)位于軌道板下5cm。整平機(jī)整平振搗后，在觀測(cè)混凝土不流動(dòng)時(shí)，人工采用鐵鏟將40cm范圍內(nèi)超出光面的混凝土鏟除，并采用35cm長(zhǎng)模成型。收光在支承層頂面收光后采用35cm鐵抹子進(jìn)行收面。

4.5 養(yǎng)護(hù)及拆模

拉毛后及時(shí)覆蓋土工布，壓一定的重物防止風(fēng)吹開（小方木或者鋼管），專人灑水養(yǎng)護(hù)，始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)；養(yǎng)護(hù)周期不少于7d。拆模強(qiáng)度以砼不缺棱掉角為宜。

4.6 切縫

在支承層澆注24小時(shí)內(nèi)，每5m（不大于5m）進(jìn)行切峰，縫深不小于支承層厚度的1/3，直線段10～15cm，且不得與軌道板板縫重疊。

5 質(zhì)量控制

5.1 模板安裝必須穩(wěn)定牢靠，接縫嚴(yán)密，不得漏漿。澆注混凝土前，模板內(nèi)雜物應(yīng)清理干凈，確保模板與混凝土的接觸面干凈。

5.2 根據(jù)低塑性混凝土的特點(diǎn)，混凝土布料完成后及時(shí)進(jìn)行機(jī)械振搗，避免混凝土水分喪失。

5.3 振搗時(shí)間應(yīng)根據(jù)設(shè)備功率試驗(yàn)確定，以混凝土表層出現(xiàn)液化狀態(tài)為宜，不得過振。

5.4 混凝土表面應(yīng)密實(shí)、平整、顏色均勻，不得有蜂窩、疏松和缺掉角等缺陷。

5.5 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。無砟軌道支承層施工模板及外觀尺寸驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如表2、表3所示。

6 結(jié)束語

本施工技術(shù)以滬昆高速鐵路DK318+498.525-DK318+917.705支承層施工為依托，通過實(shí)際施工中探索和實(shí)踐，總結(jié)出了一整套低塑性砼施工的工藝，按此工藝完成的支承層頂面標(biāo)高滿足+5mm，-15mm、平整度滿足7mm/4m要求的達(dá)到98%，能為今后無砟軌道及類似工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]科技基[2008]74號(hào).客運(yùn)專線鐵路無砟軌道支承層暫行技術(shù)條件[S].

[2]鐵建設(shè)[2010]241號(hào).鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南[S].

[3]鐵建設(shè)[2006]158號(hào).客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南[S].

[4]TB10601-2009.高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].

[5]鐵建設(shè)[2010]241號(hào).高速鐵路軌道工程施工技術(shù)指南[S].

[6]TB10754-2010.高速鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].