壁可法在無砟軌道道床板裂紋修復(fù)中的運用

李清油

(中鐵二局股份有限公司，四川成都 610031)

1 工程概況

大西鐵路客運專線站前9標(biāo)無砟軌道起訖里程DK596+633～DK653+500。正線為CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，自上而下依次由:鋼軌、扣件、軌枕、道床板和21 cm厚的底座板(30 cm厚的支承層)構(gòu)成(見圖1)。

圖1 無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

道床板用C40混凝土分塊現(xiàn)澆而成，頂面橫向設(shè)0．7%的排水坡，塊間間距100 mm，塊長5．0 m ～7．0 m，寬2．80 m，厚 0．260 m。橋上每塊道床板設(shè)兩個凸形限位擋臺，限位擋臺高110mm，上、下口尺寸分別為1 022mm×700mm，1 000mm×678mm。底座板與道床板間設(shè)隔離層。底座板上設(shè)有與道床板凸形限位擋臺相匹配限位凹槽。

2 裂紋危害

在無砟軌道道床板施工過程中，雖進行了事前預(yù)控，事中管控，但還是不可避免的在工程實體上出現(xiàn)不同程度的裂紋。早期的表面裂紋在后期氣溫驟降時形成的溫度應(yīng)力和外力作用下，可發(fā)展成具有破壞結(jié)構(gòu)的整體性的貫穿裂縫和深層裂縫，改變混凝土的受力條件，從而有使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，為此做好裂紋缺陷修補尤為重要。

3 修復(fù)作用

修復(fù)裂縫是為了恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，防止有害物質(zhì)滲入影響結(jié)構(gòu)使用的安全性和耐久性。

4 修復(fù)方案

大西客專公司邀請鐵路局工務(wù)處、質(zhì)監(jiān)督站、監(jiān)理及施工單位，對負(fù)責(zé)采用壁可法進行道床板裂縫修補的試驗段(運城北站Ⅳ道DK643+000～DK643+050段)的施工工藝及修復(fù)效果進行現(xiàn)場調(diào)研，決定按試驗工藝進行全線無砟軌道道床板裂縫修復(fù)。

5 修復(fù)工藝

5．1 工藝流程圖

工藝流程圖見圖2。

5．2 主要料具配置

JGN-Ⅱ型混凝土裂縫修補膠A和B、小型空壓機、小型移動發(fā)電機、手提小型表面打磨機、防塵口罩、裂縫讀數(shù)鏡、護眼鏡和自動注膠器(自動注膠器由壓膠底座、橡膠管、壓膠器組成，見圖3)。

圖2 工藝流程圖

圖3 自動注膠器

5．3 裂紋修復(fù)方法

裂紋處理方法分為壓力注膠法和表面直接封閉法:對于裂紋寬度大于0．2 mm的裂紋采用壓力注膠法;裂縫寬度在0．2 mm以下的裂縫采用直接封閉法。本文重點介紹壓力注膠法。

5．3．1 壁可法壓膠原理

壁可法壓膠原理:適用于寬度不小于0．2 mm裂縫。通過橡膠管自動完成注膠。因注膠橡膠管具有較強的收縮性，用注膠器向橡膠管壓入結(jié)構(gòu)膠時，橡膠管會在壓力作用下逐漸膨脹，管內(nèi)空間增大，橡膠管的外徑達(dá)到規(guī)定的值時，從注膠器上取下橡膠管，插入注膠嘴，并扭入掛扣內(nèi)，使之連接牢固而自動完成注膠過程。

由于橡膠管具有較強的收縮性，借助收縮產(chǎn)生的壓力及向內(nèi)注膠時形成的內(nèi)外壓力差，把流動性較強的結(jié)構(gòu)膠(A，B組分)壓向裂縫末端。同時緩慢均勻的壓力可以將裂縫中積存的空氣壓入混凝土的毛細(xì)孔中，多余的氣體從注膠嘴排出，有效地避免了氣阻阻止膠體流動，從而保證裂紋修復(fù)質(zhì)量。

5．3．2 結(jié)構(gòu)膠性能

JGN-Ⅱ型混凝土裂縫修補膠為雙組分(A，B組分)室溫固化，改性環(huán)氧樹脂膠粘劑、粘度低、流動性好、滲透性強，具有固化條件寬松的優(yōu)越性。

JGN-Ⅱ型混凝土裂縫修復(fù)膠A，B性能指標(biāo):抗拉強度不小于20 MPa、受拉彈性模量不小于 1 500 MPa、抗彎強度不小于30 MPa、抗壓強度不小于50 MPa、不含揮發(fā)物含量(固體物含量99%)。

5．3．3 壁可法施工步驟

1)裂縫檢查。

清凈裂縫及周邊雜物、浮塵、油污。詳細(xì)地對裂縫貫穿部位進行檢查。用裂縫讀數(shù)鏡觀察縫寬，做好縫寬和長度記錄并進行標(biāo)識，對裂縫做出定量和定性分析、判斷，確認(rèn)采用壓力注膠法還是表面直接封閉法。

2)裂縫基層處理。

a．縫口清理:縫口處基面要平整、干凈、密實。在裂縫兩側(cè)30 mm～50 mm范圍內(nèi)進行基層表面打磨、清洗，除去表面灰塵及油污，直至露出清凈的基層。b．在埋壓膠器底座處擴寬縫口:用小型切割機沿縫切深2 mm～3 mm，寬3 mm～5 mm的V形小槽，用以底座出膠口與裂縫中心對齊，使膠體能充分滲透到裂縫中。c．用氣壓為0．2 MPa以上的壓縮空氣，清除縫口表面雜物。d．沿縫長范圍內(nèi)用丙酮進行洗刷，擦凈表面。

3)固定壓膠器底座。

按寬縫可稀、窄縫可密的原則，在裂縫清洗后，用封口膠(用快速固化的環(huán)氧類粘結(jié)膠)粘貼注膠座(見圖4)，注膠座的間距沿縫方向以10 cm～20 cm為宜(見圖5)。在縫的末端和縫的交叉處增設(shè)注膠嘴，埋設(shè)時，灌膠座出膠口一定要對準(zhǔn)縫口中心。

圖4 注膠座埋設(shè)圖

圖5 封閉注膠底座及裂縫

4)裂縫封閉。

對壓漿區(qū)域內(nèi)的所有裂縫，無論縫的寬窄，均要清除表面水泥浮漿、松散物、油污等，露出清潔的混凝土基層，采用封縫膠同時進行閉封，以防裂縫相互貫通而跑氣跑膠。

5)密封檢查(氣檢)。

封縫材料固化后，沿縫涂刷一層肥皂水，并從注膠嘴中通入氣壓為0．2 MPa的壓縮空氣，檢查縫的密封效果，對漏氣部位進行補封處理。

6)結(jié)構(gòu)膠配制。

配置結(jié)構(gòu)膠根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行:配膠量盡量做到一次性用完。配合比按A∶B=2∶1的重量比進行，每次配量不超過2 kg。將稱量好的A，B膠低速攪拌倒入配料容器中，攪拌時確保攪拌器中所有部位接觸到，以便得到最佳混合效果，直至色澤完全均勻為止，否則會影響粘結(jié)強度。A，B組分取膠工具不能混用，包裝桶蓋不能混蓋，取完膠后必須密封剩料，以免影響下次使用效果。

7)灌注結(jié)構(gòu)膠。

a．注膠前先清洗注膠器，把橡膠管接入注膠器口，倒入配制好的結(jié)構(gòu)膠后向橡膠管內(nèi)緩慢注入膠體(見圖6)。因壓力作用橡膠管逐漸膨脹，橡膠管的外徑達(dá)到規(guī)定的尺寸時停止注膠。注膠完后注膠器用丙酮或酒精洗干凈。b．在橡膠管的外徑達(dá)到規(guī)定的尺寸后，從注膠器上取下橡膠管，擰入固定好的注膠底座上(底座上有卡口，有密封圈，足以保證其穩(wěn)定性和流體不溢出)，自動完成注膠(見圖7)。c．注膠壓力以0．1MPa～0．3 MPa為宜，做到低壓、低速度注入。防止驟然加壓使裂縫內(nèi)進入空氣。d．注膠順序自下而上，由一端向另一端依次連續(xù)進行。e．無論是從正面壓入膠體還是從側(cè)面壓入的膠體，壓膠口側(cè)一定要有一個溢膠口，待膠體溢出5 s后，方可停止壓膠。用棉簽堵塞壓膠口，把橡膠管擰在溢膠口處繼續(xù)壓膠，從而保證縫內(nèi)膠體飽滿(見圖8)。f．當(dāng)最后一個溢膠口出膠連續(xù)而均勻時，持壓2 min后，即可停止該縫的壓膠。

圖6 向橡膠管壓膠

圖7 從側(cè)面壓入，膠從正面溢出

圖8 溢膠處理示意圖

8)表面處理。

待結(jié)構(gòu)膠完全固化后(24 h后)，用打磨機打磨掉壓膠底座及封縫材料，使縫口表面平整。

5．4 修復(fù)效果

對壓膠封閉裂縫點進行隨機鉆芯取樣，芯樣裂縫內(nèi)結(jié)構(gòu)膠飽滿、膠結(jié)好、整體性完整(見圖9)。

圖9 鉆芯取樣檢查壓膠效果

6 結(jié)語

該方法操作方便，投入勞動力和機械少，裂縫修補效果較好。

實踐證明，用科學(xué)的技術(shù)方法對裂紋進行修復(fù)，預(yù)防混凝土裂紋缺陷的危害，能保證結(jié)構(gòu)的整體性和使用的安全性。