CTRSⅢ型無(wú)砟軌道自密實(shí)混凝土側(cè)面單邊灌注施工技術(shù)

劉志中

(中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司,湖北 武漢 430074)

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CTRSⅢ型無(wú)砟軌道自密實(shí)混凝土側(cè)面單邊灌注施工技術(shù)

劉志中

(中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司,湖北 武漢 430074)

摘要：為了加快CRTSⅢ型板的安裝速度和效果，在武漢至孝感城際鐵路無(wú)砟軌道工程中，采用自密實(shí)混凝土的灌注工藝，采用側(cè)面單邊灌注方法，在自密實(shí)混凝土填充層線路內(nèi)側(cè)邊模中部預(yù)留混凝土灌注孔，采用以叉車為主的灌注設(shè)備，叉車在兩條底座板中間行走運(yùn)輸混凝土進(jìn)行灌注，模板內(nèi)空氣由原來(lái)預(yù)留的灌注孔和4個(gè)邊角排氣孔排出，混凝土最終充填滿整個(gè)填充層，達(dá)到自密實(shí)。設(shè)備簡(jiǎn)單，走行方便，混凝土灌注速度快。揭板試驗(yàn)證明了工藝的可靠性。

關(guān)鍵詞：CTRSⅢ型無(wú)砟軌道；自密實(shí)混凝土；側(cè)面單邊；灌注

1 單邊灌注CRTSⅢ型無(wú)砟軌道技術(shù)

CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道是我國(guó)自主研發(fā)并具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式[1]，由鋼軌、彈性不分開(kāi)式扣件、預(yù)制有擋肩軌道板、自密實(shí)混凝土填充層、中間隔離層和鋼筋混凝土底座或支承層等部分組成，其中自密實(shí)混凝土的填充是軌道板安裝定位的關(guān)鍵工序。現(xiàn)行自密實(shí)混凝土灌注均采用中間預(yù)留孔灌注，灌注設(shè)備橫跨軌道板，需特殊加工，拆裝不便且走行速度慢，灌注效果不佳。為了加快CRTSⅢ型板的安裝速度和效果，改進(jìn)工藝，通過(guò)研究和試驗(yàn)，決定改進(jìn)自密實(shí)混凝土的灌注工藝，采用側(cè)面單邊灌注方法，在自密實(shí)混凝土填充層線路內(nèi)側(cè)邊模中部預(yù)留混凝土灌注孔，采用叉車在兩條底座板中間行走運(yùn)輸混凝土進(jìn)行灌注。自密實(shí)混凝土由側(cè)模預(yù)留孔入模后，因側(cè)向模板抵擋灌注壓力，混凝土向線路外側(cè)及縱向流動(dòng)，模板內(nèi)空氣由原來(lái)預(yù)留的灌注孔和4個(gè)邊角排氣孔排出，混凝土最終充填滿整個(gè)填充層，達(dá)到自密實(shí)。

本技術(shù)改中間預(yù)留孔灌注混凝土為側(cè)面邊模預(yù)留孔灌注，使得自密實(shí)混凝土入模后的流向受限，模內(nèi)壓力較中間預(yù)留孔灌注大，且自密實(shí)混凝土流動(dòng)方向?yàn)閱蜗蛄鲃?dòng)，灌注效果更好。

2 工藝操作要點(diǎn)

在線路內(nèi)側(cè)邊模中部預(yù)留砼灌注孔，預(yù)留孔尺寸為5 cm×25 cm，橫向模板兩端預(yù)留4個(gè)(每條2個(gè))8 cm×5 cm條形小孔作為排氣孔和觀察孔，原設(shè)計(jì)混凝土灌注孔作為排氣孔和觀察孔。采用叉車加大料斗、下料管、小料斗、送料盒的灌注設(shè)備，叉車在兩條線路中間行走灌注。軌道板自密實(shí)混凝土單邊灌注施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　施工工藝流程圖

2.1 自密實(shí)混凝土模板安裝

用14 cm高槽鋼制作成縱向模板，橫向模板使用2 500 mm×140 mm×8 mm鋼板。模板內(nèi)側(cè)使用模板布包裹模板，并粘接牢靠。模板按照順序依次安裝到位，頂部緊貼軌道板混凝土面，底部和中間隔離層壓貼密實(shí)，根據(jù)壓緊裝置處的兩個(gè)螺栓頂緊模板。中間橫向模板在縱向模板拼裝完成后采用專用頂緊件雙向頂緊。

在軌道板橫向模板處預(yù)留4個(gè)(每個(gè)角1個(gè))排氣孔，且排氣孔口上邊緣要高于軌道板。

模板安裝前檢查軌道板是否精調(diào)到位，模板預(yù)埋件是否安裝齊備，預(yù)埋螺栓是否松動(dòng)。模板安裝完成后應(yīng)注意檢查模板接縫是否嚴(yán)密、頂緊螺栓是否頂緊模板、扣壓是否滿足要求，檢查合格后方可進(jìn)行下步工序施工。

2.2 軌道板壓緊裝置

壓緊裝置由錨桿、L型鋼架及翼形螺母組成。直線段每個(gè)軌道板設(shè)置10個(gè)壓緊裝置，曲線段每個(gè)軌道板設(shè)置12個(gè)壓緊裝置。設(shè)置壓緊裝置間距為直線段(600+1 040×4+600)cm，曲線地段(600+830×5+600)cm。固定扣壓裝置底部采用膨脹螺絲或預(yù)埋套筒固定，膨脹螺絲或預(yù)埋套筒的抗拔力應(yīng)滿足要求，確保在自密實(shí)混凝土灌注時(shí)軌道板不發(fā)生上浮和位移。

在底座板施工時(shí)就應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢孟阮A(yù)埋好?16 mm套筒，預(yù)埋套筒質(zhì)量要符合相關(guān)要求，便于軌道板精調(diào)后安裝抗上浮裝置。當(dāng)采用膨脹螺栓固定壓緊裝置時(shí)，應(yīng)采用沖擊鉆打?20 mm、深度為70 mm的孔洞，并采用氣筒吹出粉塵，接著預(yù)埋膨脹螺栓，再安裝錨桿錨固，錨固完成的錨桿應(yīng)確保處于垂直狀態(tài)。軌道板精調(diào)完成后安裝L型鋼架，先將翼形螺母用手?jǐn)Q緊，然后使用緊固扳手上緊扣壓，保證已充分壓緊，但不得引起軌道板的變形。可以在壓緊時(shí)，在附近安裝百分表進(jìn)行觀察。自密實(shí)混凝土膨脹已經(jīng)完成后，一般應(yīng)控制在模板拆除2 h后(此時(shí)間根據(jù)溫度變化適當(dāng)延長(zhǎng))拆除壓緊裝置，擰出錨固螺桿。

2.3 自密實(shí)混凝土拌制

攪拌時(shí)，宜先向攪拌機(jī)投入粗骨料、細(xì)骨料、水泥和礦物摻和料和其他材料，干粉攪拌1 min，再加入所需用水量和外加劑，并繼續(xù)攪拌2 min。總攪拌時(shí)間3 min。

冬期施工時(shí)，直接與水泥接觸的水加熱溫度不宜高于 80 ℃，自密實(shí)混凝土攪拌時(shí)間宜較常溫施工延長(zhǎng) 50%左右。夏(熱)期施工時(shí)，水泥進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度不宜大于 50 ℃。

自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度控制在700±50 mm，拌制的混凝土方量要以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要的方量為依據(jù)，同時(shí)考慮罐車運(yùn)輸混凝土的來(lái)回時(shí)間。

正式生產(chǎn)前必須對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物進(jìn)行開(kāi)盤鑒定，檢測(cè)其工作性能。

2.4 自密實(shí)混凝土運(yùn)輸

選用能確保澆筑工作連續(xù)進(jìn)行、運(yùn)輸能力與混凝土攪拌機(jī)的攪拌能力相匹配的混凝土專用運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸自密實(shí)混凝土。自密實(shí)混凝土運(yùn)輸便道應(yīng)平坦暢通，以確保混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中的均勻性，在運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)不發(fā)生分層、離析和泌漿等現(xiàn)象，并具有相應(yīng)的自密實(shí)性和含氣量等。當(dāng)罐車到達(dá)澆筑現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)使罐車高速旋轉(zhuǎn)20～30 s方可卸料。在灌注現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)確保不要出現(xiàn)有罐車等待灌注現(xiàn)象，應(yīng)保證灌注等待運(yùn)輸，確保每罐混凝土均在2 h灌注完成，不得采用機(jī)動(dòng)翻斗車、手推車等工具長(zhǎng)距離運(yùn)輸混凝土[1]。

運(yùn)輸自密實(shí)混凝土過(guò)程中，應(yīng)對(duì)運(yùn)輸設(shè)備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高(夏季)或受凍(冬季)。

2.5 自密實(shí)混凝土灌注

灌注過(guò)程中，位于橫橋向模板上、靠近灌注孔的兩個(gè)預(yù)留孔會(huì)先溢出混凝土，待混凝土均勻溢出后，用木楔將該2孔堵塞牢固，剩余2孔按此方法操作。位于軌道板中部的預(yù)留孔，待混凝土將要溢出時(shí)，套上高25 cm鋼管，混凝土停灌以鋼管內(nèi)混凝土面高出軌道板面3～5 cm為準(zhǔn)，停灌后即可將鋼管拔除；鋼管拔除不宜過(guò)快，以免造成空鼓，多余的少量混凝土讓其自然攤鋪在軌道板上，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后采用手持式打磨機(jī)打磨掉[2]。

自密實(shí)混凝土灌注采用專用灌注小車，灌注小車由叉車、大料斗、下料管、小料斗、送料盒組成，如圖2所示。

具體灌注操作如下：

(1)灌注時(shí)應(yīng)通過(guò)料倉(cāng)及連接料倉(cāng)的下料管注入，自由傾落高度不宜大于1.0 m 。自密實(shí)混凝土灌注速度不宜過(guò)快，宜采取慢—快—慢方式灌注，應(yīng)保證下料的連續(xù)性和混凝土拌合物在軌道板下的連續(xù)流動(dòng)。

(2)通過(guò)觀察下料管口模板內(nèi)混凝土下降情況和其他灌注孔觀測(cè)混凝土流動(dòng)到的部位，隨時(shí)檢查混凝土在軌道板下的流動(dòng)情況，當(dāng)流動(dòng)情況不良時(shí)及時(shí)調(diào)整混凝土下料速度。灌注完畢后，灌注漏斗內(nèi)多余混凝土應(yīng)及時(shí)清除。

圖2　自密實(shí)砼灌注專用小車

(3)在炎熱季節(jié)灌注自密實(shí)混凝土?xí)r，入模前的混凝土溫度應(yīng)控制在5～30℃、模板和模腔的溫度不得超過(guò)40 ℃。自密實(shí)混凝土入模前，應(yīng)檢測(cè)混凝土拌合物的溫度、坍落擴(kuò)展度、T50和含氣量。

(4)一塊軌道板灌注結(jié)束后，推移料倉(cāng)進(jìn)行下一塊軌道板灌注。當(dāng)澆注時(shí)間間隔大于2 h時(shí)，應(yīng)及時(shí)清洗料倉(cāng)及送料管道。

(5)在溫度較高時(shí)，自密實(shí)混凝土灌注完成后，用濕潤(rùn)的土工布覆蓋在混凝土上部，不得與混凝土表面接觸,并用塑料薄膜覆蓋，以防止水分過(guò)快流失。為避免混凝土污染軌道板，灌注時(shí)，在灌注口表面覆蓋一層彩條布。

2.6 拆模

(1)軌道板兩側(cè)精調(diào)爪的拆除在自密實(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到3.0 MPa后進(jìn)行。

(2)軌道板兩側(cè)模板的拆除在自密實(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到10.0 MPa上進(jìn)行，表面及棱角不因拆模而受損。

(3)軌道板兩扣壓裝置的拆除在自密實(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%(12 MPa)后進(jìn)行。

(4)拆模后，若天氣產(chǎn)生驟然變化，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋馗魺岽胧?，防止混凝土開(kāi)裂。

2.7 軌道板復(fù)測(cè)

軌道板自密實(shí)混凝土灌注完成后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量復(fù)測(cè)，全站儀在CPⅢ網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行自由設(shè)站，一般采用8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，最低不低于6個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。測(cè)站精度一般不小于0.5 mm，軌道板灌注完成后板位置偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 自密實(shí)砼灌注完后軌道板位置允許偏差

3施工注意事項(xiàng)

(1)檢查軌道板四周模板的密封情況、軌道板之間橫向邊縫的密封情況，不得漏漿，不得污染基礎(chǔ)工程。

(2)泵車操控人員注意控制混凝土出料速度，料倉(cāng)有專人觀察混凝土面高度，發(fā)現(xiàn)泵車送料速度過(guò)快或過(guò)慢時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知泵車操控人員調(diào)整泵送速度。應(yīng)有專人控制閥門流速，防止局部混凝土溢出。

4 灌注效果分析

武漢至孝感城際鐵路HXSG-3標(biāo)段位于黃陂區(qū)天河鎮(zhèn)及孝感的閔南區(qū)，里程范圍為：DK23+800～DK39+846，線路全長(zhǎng)16.046 km，其中DK24+450～DK39+846段設(shè)計(jì)為CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道。白水湖特大橋無(wú)砟軌道鋪設(shè)安裝過(guò)程中，采用CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道自密實(shí)混凝土側(cè)面單邊灌注施工技術(shù)，單個(gè)工作日的最多灌板數(shù)量達(dá)28塊，每公里的無(wú)砟軌道板可節(jié)約時(shí)間約5 d，大大縮短工期。

武漢至孝感城際鐵路HXSG-3全長(zhǎng)16.046 km，目前已施工CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道3 km，起訖里程為DK36+846～DK39+846，共進(jìn)行揭板驗(yàn)證3次:第1次為場(chǎng)外CRTSⅢ型板灌注試驗(yàn)，共從側(cè)面灌注10塊CRTSⅢ型板;第2次為DK36+846～DK27+846段，隨機(jī)選取5塊進(jìn)行揭板驗(yàn)證;第3次為DK38+846～DK39+846段，隨機(jī)選取5塊進(jìn)行揭板驗(yàn)證。拆模后外觀質(zhì)量良好，揭板后發(fā)現(xiàn)混凝土飽滿，無(wú)氣泡、分層、離縫、裂紋等現(xiàn)象，效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]章健華，李榮飛，劉贊群. CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道自密實(shí)混凝土充填層施工技術(shù)研究[J].中國(guó)鐵路，2013(12)：33

[2]白 羽，胡明文.自密實(shí)混凝土在京滬高速鐵路道岔板充填層中的應(yīng)用[J].高速鐵路技術(shù)，2013(6)：79-84

On the Lateral Single-Sided Pouring Technique for the Self-Densified Concrete for Type-CTRS Ⅲ Non-Ballasted Tracks

Liu Zhizhong

(Fourth Engineering Co. Ltd. of the 11th Bureau Group of China Railway,Wuhan 430074,China)

Abstract:To quicken the fixing speed and improve the fixing effect of Type-CRTS Ⅲ section slabs,the concrete-self-densifying pouring process is adopted for the project of the non-ballasted track of the inter-municipal railway between Wuhan and Xiaogan, in which case the lateral single-sided pouring method is applied. In the internal side forms for the internal side of the self-densified-concrete-filled layer of the route pre-provided are concrete-pouring holes,with chief trucks used as the main pouring equipment,which move between the two bottom slabs,and move concrete for pouring.The air inside the forms will be discharged out of the original pre-provided pouring holes and the air-discharging holes at the four corners so that concrete will fully fill the whole filled layer and achieve the effect of being self-densified.Being simple in equipment and convenient in moving,the concrete-pouring speed of this construction process is great. The reliability of the process is fully proved after the forms are removed.

Key words:Type-CTRS Ⅲ non-ballasted track;self-densified concrete;lateral single-sided;pouring

中圖分類號(hào)：U213.244

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-3953(2016)02-0064-04

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.02.018

作者簡(jiǎn)介：劉志中(1982—)，男，工程師，主要從事軌道與橋梁施工管理工作

收稿日期：2015-11-18