高速鐵路板式無砟軌道CA砂漿灌注施工技術(shù)

（中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

高速鐵路建設(shè)時(shí)對(duì)路基及道床的施工有較嚴(yán)格的要求，為了確保軌道施工的平順、穩(wěn)定，經(jīng)常設(shè)計(jì)為板式無碴軌道的結(jié)構(gòu)形式，這也是高速鐵路發(fā)展的趨勢。板式無碴軌道結(jié)構(gòu)的彈性調(diào)整層為CA砂漿充填層，主要是為軌道提供一定的彈性，提高通車的舒適性。

1 工程概況

中鐵十六局哈齊客運(yùn)專線工程HQTJ-3標(biāo)段共設(shè)五個(gè)分部，四個(gè)軌道鋪設(shè)作業(yè)隊(duì)。本文重點(diǎn)研究第四分部，其軌道板鋪設(shè)作業(yè)施工范圍為DK140+110～DK156+762段，全長為雙線16.65km，共計(jì)需要鋪板數(shù)量6728塊。

2 CA砂漿的攪拌

選取SY9300TSJ500 瀝青水泥砂漿，利用半掛車在施工現(xiàn)場進(jìn)行攪拌，攪拌原材料添加順序?yàn)椋喝榛癁r青→P乳液→水→消泡劑→干粉（水泥→砂→鋁粉→膨脹劑）→引氣劑。在CA砂漿的配制過程中，應(yīng)結(jié)合原材料的性能及周圍環(huán)境情況等進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，從而合理確定攪拌時(shí)間與攪拌速度。經(jīng)試驗(yàn)可知，CA砂漿配制與施工時(shí)達(dá)到較好性能狀態(tài)的溫度在5～35℃，當(dāng)溫度超出該范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行降溫或保溫處理，嚴(yán)禁溫度不正常時(shí)進(jìn)行灌注，若氣溫一直處于零下或是雨水天氣，則應(yīng)暫停砂漿灌注作業(yè)。

該環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)如下：

1）考慮到瀝青乳劑與水泥接觸時(shí)會(huì)發(fā)生一定的反應(yīng)，因此為了提升砂漿的可工作時(shí)間，需要將干料以分散投入的方式最后添加到混合料中；

2）在攪拌機(jī)的投料口設(shè)置10cm×10cm的鋼絲網(wǎng)，混合料通過流槽逐漸進(jìn)入攪拌機(jī)中進(jìn)行充分的混合攪拌；

3）CA砂漿經(jīng)長時(shí)間運(yùn)輸后，需要在灌注前向其中加入鋁粉，然后高速旋轉(zhuǎn)1min，充分混合后用于灌注；

4）為保障CA砂漿的品質(zhì)，施工前提前作工藝性試驗(yàn)，模擬現(xiàn)場施工環(huán)境，結(jié)合原材料的性能及環(huán)境溫度等因素，測試砂漿混合料的性能，充分掌握CA砂漿灌注的工藝參數(shù)[1]；當(dāng)試驗(yàn)性能滿足施工要求后，通過SY9300TSJ500瀝青水泥砂漿半掛車進(jìn)行充分的拌合。

3 CA砂漿灌注

3.1 灌注工藝流程

灌注工藝流程見圖1。

圖1 砂漿灌注工藝流程

3.2 CA砂漿灌注環(huán)節(jié)

1）在灌注前，應(yīng)全面檢查注入點(diǎn)是否清潔、干凈，確保無積水、無殘?jiān)?。若存在積水或者灰塵等雜物，可以采取壓縮空氣吹掃的方式將雜物徹底清除，還可以設(shè)置排水孔將積水等排出[2]。在實(shí)施灌注作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)由專人負(fù)責(zé)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，并嚴(yán)格復(fù)核軌道板的標(biāo)高。

2）CA砂漿車將充分拌合的CA砂漿轉(zhuǎn)入中轉(zhuǎn)倉內(nèi)，通過吊裝設(shè)備將其放置在運(yùn)輸車上，并準(zhǔn)確推入需要灌注的場所，并有效連接下料軟管以及灌注漏斗，緊密固定。充分混合后的CA砂漿若未及時(shí)使用容易產(chǎn)生假凝狀態(tài)，且流動(dòng)性大大降低，因此，砂漿運(yùn)輸、灌注時(shí)應(yīng)不停攪拌，防止?jié){液假凝。在進(jìn)行CA砂漿的灌注前，還需要測定其流動(dòng)性是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)。

3）灌注時(shí)應(yīng)當(dāng)在較低的一側(cè)注入漿液，以不帶入空氣為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行連續(xù)勻速灌注。要注意的是，灌注時(shí)不能造成材料的離析，應(yīng)完全將空隙填滿。另外，還應(yīng)當(dāng)將注入口與CA砂漿注入袋口進(jìn)行有效連接，灌注時(shí)密切注意砂漿的情況，當(dāng)注入近一半時(shí)需要降低注入速度，有助于孔內(nèi)空氣順利排出；同時(shí)還應(yīng)當(dāng)隨時(shí)觀察砂漿的靜態(tài)位置，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)的灌注高度，使軌道板底部的漿液均勻、飽滿。

4）灌注作業(yè)時(shí)盡量將中轉(zhuǎn)倉內(nèi)的砂漿通過漏斗、軟管等逐漸流入灌注袋，避免漿液直接從中轉(zhuǎn)倉流入灌注袋。在灌注時(shí)，應(yīng)一次性連續(xù)流入灌注袋，防止流入時(shí)夾雜氣泡等雜質(zhì)。密切關(guān)注軌道板的狀態(tài)，防止軌道板發(fā)生拱起或上浮等情況；當(dāng)確認(rèn)灌注袋充滿后，可結(jié)束灌注，并將袋口緊密綁扎，并用45°的三角形墊塊將灌注口進(jìn)行有效支撐。

5）停止灌注20～45min后，需要將灌注口內(nèi)的砂漿充分?jǐn)D入灌注袋，若灌注口內(nèi)的砂漿不足，則需要補(bǔ)充擠入，然后利用U型夾具將灌注口的根部固定密封。當(dāng)砂漿層強(qiáng)度大于0.1MPa時(shí)，可以拆除軌道板的支撐螺桿，切斷灌注口，在滿足封閉的同時(shí)還應(yīng)確保切口整齊。

6）若灌注過程中發(fā)生降雨，應(yīng)及時(shí)停止施工，并對(duì)已經(jīng)灌注的砂漿層采取有效的防水措施。在縱坡及曲線地段進(jìn)行CA砂漿灌注時(shí)，應(yīng)按照低側(cè)注入高側(cè)排氣的原則施工。若灌注效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行二次灌注。灌注時(shí)需要進(jìn)行流動(dòng)度、含氣量、溫度試驗(yàn)，并準(zhǔn)確記錄膨脹率、泛漿率、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等性能值?，F(xiàn)場檢驗(yàn)項(xiàng)目及抽樣頻次見表1。

表1 現(xiàn)場檢驗(yàn)項(xiàng)目及抽樣頻次

7）當(dāng)另一側(cè)灌注口內(nèi)的CA砂漿超過7cm且與軌道板緊密貼合，注入袋邊緣飽滿圓順，則可以結(jié)束灌注，并將注入口扎緊，待漿液有效硬化后，將注入口截除。CA砂漿的灌注作業(yè)應(yīng)一次性連續(xù)完成，防止板下出現(xiàn)空隙；當(dāng)曲線地段超高時(shí)，可以分2～3次進(jìn)行灌注，避免板塊受到浮力的作用而漂浮。

3.3 CA砂漿灌注施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）充填層厚度：應(yīng)控制在40～100mm范圍內(nèi)，以40～60mm為宜。

2）充填飽滿度：灌注袋U型邊切線與軌道板平齊，誤差在±10mm范圍內(nèi)。

3）充填層均質(zhì)性：上下漿液均勻，分離度小于1%。

4）充填層密實(shí)性：無空隙，氣泡孔徑不大于200μm。

3.4 CA砂漿的養(yǎng)生

CA砂漿通常情況下是進(jìn)行自然養(yǎng)生，不需要采取其他措施。當(dāng)氣溫過高或過低時(shí)，則應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的溫度保護(hù)措施，用于降溫或保溫。砂漿灌注24h后，其強(qiáng)度可達(dá)到0.1MPa，但會(huì)產(chǎn)生一定程度的收縮。針對(duì)這種現(xiàn)象，為防止軌道板與砂漿填充層之間存在空隙，應(yīng)當(dāng)將支撐螺栓徹底拆除，使兩者可以充分接觸。當(dāng)砂漿的抗壓強(qiáng)度在0.7MPa以上時(shí)，才能在軌道板上進(jìn)行承重。

除此之外，還應(yīng)在支撐螺栓孔內(nèi)或者起吊螺母孔中加入一定的防銹潤滑劑，便于螺栓順利取出。支撐螺栓應(yīng)逆時(shí)針擰緊，嚴(yán)禁相反方向操作導(dǎo)致軌道板頂起。

3.5 砂漿廢棄物處理工藝

CA砂漿在灌注時(shí)以及結(jié)束灌注后會(huì)產(chǎn)生廢棄砂漿。由于CA砂漿中含有瀝青及乳化劑等成分，直接排放至外界會(huì)對(duì)環(huán)境造車破壞，因此需要對(duì)廢棄砂漿進(jìn)行處理，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后再排放至環(huán)境中。

考慮到CA砂漿具有較好的防水、彈性且富含表面活性劑，因此對(duì)廢棄物主要采取措施進(jìn)行重復(fù)利用，擴(kuò)大其價(jià)值。1）廢棄CA砂漿的處理：將各類廢棄砂漿進(jìn)一步配合攪拌，用于特定道路的路面施工。2）洗滌水處理：由于CA砂漿中的瀝青在乳化時(shí)會(huì)加入表面活性劑成分，與混凝土用減水劑為同類物質(zhì)，可以在施工現(xiàn)場設(shè)置專門的洗滌水沉淀池，在洗滌用水回收后可倒入沉淀池進(jìn)行有效沉淀處理，將上部的水用于其他工程的混凝土拌合使用，下部的沉淀物則定期清理，作為道路施工中的部分填料。

4 結(jié)語

采用CA砂漿灌注施工技術(shù)對(duì)無砟軌道的鐵路施工時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)控制砂漿的灌注質(zhì)量，嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行施工，灌注前做好試驗(yàn)，當(dāng)各項(xiàng)性能參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)后方能進(jìn)行正式的灌注作業(yè)，同時(shí)掌握各環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，確保施工質(zhì)量滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。