滬昆高鐵CRTSⅡ型軌道板離縫上拱病害整治方法

鄭余良，李 波，吳 旭

(上海鐵路局杭州工務(wù)段，杭州 310009)

滬昆高鐵CRTSⅡ型軌道板離縫上拱病害整治方法

鄭余良，李 波，吳 旭

(上海鐵路局杭州工務(wù)段，杭州 310009)

以滬昆高速鐵路浙江段下行K183+780～K183+858處CRTS II型板式無(wú)砟軌道板離縫上拱病害整治的實(shí)際情況為實(shí)例，闡述了高速鐵路CRTSII型軌道板在高溫條件下軌道板離縫上拱病害的整治方法及施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)，為今后高速鐵路同類病害整治提供參考。

CRTSII型軌道板；離縫上拱；整治

0 引 言

我國(guó)高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)主要采用了有砟軌道和無(wú)砟軌道2種形式[1]。無(wú)砟軌道由于取消了傳統(tǒng)的碎石道床結(jié)構(gòu)，軌道保持幾何狀態(tài)的能力提高，軌道穩(wěn)定性強(qiáng)，維修工作量少，成為了高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)新的發(fā)展方向[2]。然而CRTSII型板式無(wú)砟軌道的大面積采用，其病害也逐漸產(chǎn)生，高速鐵路無(wú)砟軌道的養(yǎng)護(hù)維修工作面臨巨大考驗(yàn)[3]。

滬昆高鐵設(shè)計(jì)時(shí)速為350km/h,開(kāi)通運(yùn)營(yíng)速度300km/h,軌道結(jié)構(gòu)為CRTSII型板式無(wú)砟軌道，扣件類型為WJ-8C型，浙江段于2014年12月開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。運(yùn)營(yíng)2年多來(lái)在夏季均發(fā)生軌道板脹板上拱現(xiàn)象。2015年杭州工務(wù)段金華高鐵線橋車間管轄范圍發(fā)現(xiàn)軌道板脹板25處，2016年軌道板排查時(shí)發(fā)現(xiàn)軌道板脹板有50處，其中軌道板間寬窄接縫擠碎的嚴(yán)重病害問(wèn)題有5處。針對(duì)上述檢查發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)病害，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)病害的情況，會(huì)同設(shè)計(jì)院制定了整治方案并進(jìn)行了整治。

1 整治方法

1.1 現(xiàn)場(chǎng)病害情況及原因分析

滬昆高鐵下行K183+780～K183+858處軌道板離縫上拱，該處為位于橋上曲線地段，具體病害為：L03657～L03658寬接縫處軌道板與CA砂漿層存在離縫，左股鋼軌一側(cè)離縫達(dá)7 mm，右股鋼軌一側(cè)無(wú)離縫，左股鋼軌高低為4 mm(10 m弦測(cè)量)，右股鋼軌高低良好；L03661～L03662寬接縫處軌道板與CA砂漿層存在貫通的離縫，離縫最大值6 mm。鋼軌高低最大值6 mm(10 m弦測(cè)量)，鋼軌軌向正常，窄接縫混凝土存在破損現(xiàn)象，如L03665～L03666寬接縫處軌道板與CA砂漿層存在離縫，離縫最大值3 mm。鋼軌高低最大值2 mm(10 m弦測(cè)量)，鋼軌軌向正常；L03669～L03670寬接縫處軌道板與CA砂漿層存在貫通的離縫，離縫最大值6 mm。鋼軌高低最大值6 mm(10 m弦測(cè)量)，鋼軌軌向正常，窄接縫混凝土存在破損現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查的情況來(lái)看，產(chǎn)生病害的主要原因是在前期軌道板鋪設(shè)鎖定時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，如軌道板縱連不及時(shí)、低溫鎖定、張拉不到位、張拉鎖件扭力矩不足、張拉鎖件缺失、寬窄接縫混凝土澆筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等，導(dǎo)致軌道板在持續(xù)高溫的作用下，聚集了大量的應(yīng)力無(wú)法釋放導(dǎo)致軌道板的穩(wěn)定性下降，造成軌道板上拱。

1.2 人員配置

根據(jù)軌道板上拱整治的工作量要求，整治人員配置如表1所示。

表1 施工人員配置

1.3 機(jī)具設(shè)備及材料

施工所需的各種工機(jī)具如表2所示。

1.4 施工條件

軌道板植筋錨固、板底注漿、小車測(cè)量、軌道精調(diào)利用維修天窗進(jìn)行，確保每天封鎖不小于4h，軌道板解鎖利用施工天窗進(jìn)行，確保封鎖時(shí)間5h。

1.5 施工流程

高速鐵路CRTSⅡ型軌道板離縫上拱病害整治的具體處理順序?yàn)椋哄^固區(qū)軌道板鉆孔植筋錨固(利用2個(gè)維修天窗完成)→軌道板解鎖、軌道板張拉、板間接縫澆筑、寬接縫相鄰軌道板植筋(利用1個(gè)施工天窗)→軌道板底注膠、小車測(cè)量(利用1個(gè)維修天窗完成)→軌道精調(diào)(1個(gè)維修天窗完成)。具體需要植筋錨固處理的軌道板如圖1所示。

表2 施工所需工機(jī)具

圖1 植筋錨固處理的軌道板示意圖

(1)軌道板植筋錨固。1號(hào)(L03655)、10號(hào)(L03664)、13號(hào)(L03667)和18號(hào)(L03672)軌道板植筋8根/塊，2號(hào)(L03656)、5號(hào)(L03659)、6號(hào)(L03660)、9號(hào)(L03663)、14號(hào)(L03668)、17號(hào)(L03671)軌道板植筋16根/塊，如圖2、3所示。

圖2 8根軌道板植筋布置圖

圖3 16根軌道板植筋布置圖

根據(jù)標(biāo)識(shí)用鉆機(jī)鉆孔，鉆孔直徑為35mm，鉆孔深度L=390mm，誤差±20mm；植筋采用HCC-DCTΦ27銷釘，銷釘長(zhǎng)L=350mm(底座內(nèi)160mm，軌道板內(nèi)160mm)，誤差為±5mm。植筋膠應(yīng)采用適應(yīng)開(kāi)裂混凝土的RE500SD植筋膠。鉆孔應(yīng)垂直于軌道板板面進(jìn)行，允許偏差1°。

鉆孔放樣尺寸：中心距離軌道板橫向中心線205 mm，距離擋肩166.6 mm(需現(xiàn)場(chǎng)再次測(cè)量確定)。鉆孔時(shí)必須嚴(yán)格控制鉆孔位置和鉆孔深度，鉆孔后立即將孔內(nèi)雜物清除，確?？變?nèi)潔凈和干燥。植筋完成并植筋膠完全固化后才能進(jìn)行后續(xù)工程施工。

(2)軌道板解鎖。錨固區(qū)軌道板植筋完成并達(dá)到強(qiáng)度后，鑿除7號(hào)(L03661)和8號(hào)(L03662)板間以及15號(hào)(L03669)和16號(hào)(L03670)板間的寬、窄接縫混凝土(板縫下砂漿不鑿除)，解開(kāi)張拉鎖件。

(3)軌道板張拉、板間接縫澆筑。降溫后從中間至兩邊對(duì)稱張拉軌道板(張拉力50kN/根，扭矩450N·m)，采用聚合物混凝土澆注軌道板窄接縫、寬接縫，澆筑前必須對(duì)接縫處清理干凈并進(jìn)行潤(rùn)濕處理。

(4)寬接縫相鄰軌道板植筋。傷損寬接縫相鄰軌道板，3號(hào)～4號(hào)、7號(hào)～8號(hào)、11號(hào)～12號(hào)、15號(hào)～16號(hào)，軌道板植筋10根/塊，如圖4所示。

圖4 10根軌道板植筋布置圖

(5)板底注膠。軌道板植筋后，1號(hào)～18號(hào)軌道板底注漿，修補(bǔ)軌道板與砂漿的離縫。

(6)小車測(cè)量。軌道板整治完畢后當(dāng)天利用軌道測(cè)量小車對(duì)整治地段及前后300米范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。

(7)軌道精調(diào)。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，制定精調(diào)作業(yè)方案，并上報(bào)相關(guān)部門審核，批準(zhǔn)后根據(jù)制定精調(diào)作業(yè)方案，對(duì)線路進(jìn)行軌道精調(diào)，使線路的平順度達(dá)到修規(guī)要求。

(8)逐級(jí)提速。線路精調(diào)作業(yè)結(jié)束后，用小車對(duì)線路重新進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)線路幾何尺寸狀態(tài)良好后，開(kāi)始逐級(jí)提速，直至恢復(fù)常速為止。

2 注意事項(xiàng)

(1)錨固區(qū)板底注膠過(guò)程中，砂漿與軌道板下表面和底座板上表面之間確保干燥，無(wú)積水和潮濕現(xiàn)象，注膠管插入深度不少于150mm,兩孔間距不應(yīng)超過(guò)50cm，插入注膠管前必須對(duì)管的外側(cè)均勻封邊膠，遇到側(cè)向擋塊時(shí)必須在側(cè)向擋塊兩端各增加一根注膠管，封邊前必須對(duì)注膠范圍軌道板兩側(cè)浮漿進(jìn)行打磨清掃處理，以確保封邊膠的強(qiáng)度。

(2)軌道板解鎖以前，確保錨固區(qū)軌道板植筋錨固已完成；寬接縫相鄰軌道板鉆孔已完成，但不植筋。

(3)軌道板解鎖，軌道板張拉、板間接縫澆筑，相鄰軌道板植筋(鉆孔在前一天窗已完成)，鋼軌精調(diào)工作，要求在一個(gè)天窗內(nèi)完成。板底注漿根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可安排在下一個(gè)天窗時(shí)間內(nèi)完成。

(4)施工應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)步驟工作配備足夠的人員和設(shè)備，確保在每個(gè)天窗內(nèi)完成所要求的工作。

(5)每日施工結(jié)束后必須對(duì)所有作業(yè)地段的前后線路進(jìn)行全面排查清點(diǎn)確認(rèn)，確保無(wú)工機(jī)具、材料及雜物遺漏在線路上。

(6)軌道板鉆孔采用無(wú)震動(dòng)鉆孔設(shè)備及專用鉆頭進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔前應(yīng)在植筋位置使用雷達(dá)或其他設(shè)備探測(cè)軌道板及底座內(nèi)的鋼筋布置情況，嚴(yán)禁鉆斷軌道板和底座內(nèi)鋼筋，嚴(yán)禁在同一個(gè)軌枕上重復(fù)鉆孔，鉆孔深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

(7)植筋前確?？變?nèi)干燥潔凈，植筋膠孔內(nèi)上下膠要涂均勻，頂面要飽滿，植筋完成后并植筋膠完全固化后才能進(jìn)行后續(xù)工程施工。

(8)現(xiàn)場(chǎng)使用的各項(xiàng)材料應(yīng)得到相關(guān)單位的認(rèn)可。通車前，寬接縫修補(bǔ)材料的性能指標(biāo)應(yīng)不低于C40混凝土相應(yīng)指標(biāo)。

(9)鑿除接縫混凝土應(yīng)精細(xì)操作，接縫混凝土鑿前先用切割機(jī)在接縫與軌道板之間切割一條縱向分割線，防止電鎬在鑿除過(guò)程中傷到軌道板，還應(yīng)采用棉絮或膠帶對(duì)板端及側(cè)面進(jìn)行封堵，注意混凝土雜物等不得進(jìn)入軌道板下的離縫中，對(duì)兩股鋼軌用橡膠皮進(jìn)行包扎，防止鋼軌扎傷。

3 結(jié) 語(yǔ)

CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道是一種較為復(fù)雜的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式，給鐵路維修養(yǎng)護(hù)等帶來(lái)一系列革命性變化，尚未形成較為成熟的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)化的工藝、工裝。由于產(chǎn)生病害原因比較復(fù)雜，整治方法國(guó)內(nèi)外沒(méi)有整治先例，尤其是在運(yùn)營(yíng)高鐵線路上進(jìn)行整治，實(shí)現(xiàn)“維修天窗”短時(shí)性目標(biāo)，技術(shù)難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)大、時(shí)間緊。制定整治方案需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究、試驗(yàn)驗(yàn)證和運(yùn)營(yíng)實(shí)踐的檢驗(yàn)，整治方法不能盲目套用，必須具備有相當(dāng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)部門根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制定，整治后要加強(qiáng)對(duì)線路的檢查，建立病害問(wèn)題臺(tái)賬并做好跟蹤。滬昆高鐵下行K183+780～K183+858處軌道板離縫地段經(jīng)過(guò)2016年的整治，經(jīng)一年多的運(yùn)營(yíng)和2017年7月份連續(xù)40℃以上天氣的考驗(yàn)，目前該地段高低、軌向正常，無(wú)離縫，整治效果良好。

[1]余澤西.客運(yùn)專線固定設(shè)備綜合維修管理模式研究[D]．成都：西南交通大學(xué),2009.

[2]趙國(guó)堂.高速鐵路無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社,2006.

[3]楊德明.高速鐵路線路軌道工務(wù)維修養(yǎng)護(hù)研究[D]．成都：西南交通大學(xué),2014.

RepairingMethodonCRTSⅡTrackSlabSplittingandArchingDiseaseofShanghai-KunmingHigh-speedRailway

ZHENG Yu-liang，LI Bo，WU Xu

(Hangzhou Permanent Way District Shanghai Railway Administration,Hangzhou 310009，China)

This paper takes the actual situation of the CRTSⅡTrack Slab splitting and arching diseases for example in Zhejiang section of shanghai-kunming high-speed railway from K183+780 to K183+858.It expounds the repairing methods of CRTⅡ Track Slab splitting and arching disease in the condition of high temperature and the attentions in the construction process.This can be provide reference for similar disease treatment of high speed railway in the future.

CRTSⅡtrack slab；splitting and arching；repairing

U238

A

10.3969/j.issn.1671-234X.2017.03.006

1671-234X(2017)03-0027-04

2017-08-21

鄭余良(1969-)，男，浙江金華人，高級(jí)技師，E-mail：1113192265@qq.com。