葉鵬勇

摘要：中國(guó)正處于高速鐵路和客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)高速發(fā)展階段，伴隨著大量無(wú)砟軌道的施工。CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道道床板為現(xiàn)澆連續(xù)板式結(jié)構(gòu)，裂紋問(wèn)題尤為突出。本文結(jié)合成貴鐵路施工實(shí)例，通過(guò)實(shí)地統(tǒng)計(jì)調(diào)查，闡述了道床板混凝土的各種裂紋形式及其成因，從材料、施工等方面提出了降低和減小裂紋出現(xiàn)的相應(yīng)措施。以期能夠降低混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)道床板耐久性，提高列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全。

Abstract： China is in the high-speed development stage of high-speed railways and passenger dedicated lines， accompanied by a large number of ballastless track construction. The CRTS-Ⅰ type double-block ballastless track bed slab is a cast-in-place continuous slab structure， and the crack problem is particularly prominent. This article combines Chengdu-Guiyang Railway construction example， through field statistical investigation， expounds various crack forms and causes of concrete of track bed slab， and proposes corresponding measures to reduce the occurrence of cracks in terms of materials and construction， in order to reduce the risk of concrete cracking， enhance the durability of the track bed， and improve the safety of train operation.

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn);道床板裂縫;成因分析;預(yù)防措施

Key words： passenger dedicated line; track bed cracks; cause analysis; preventive measures

中圖分類(lèi)號(hào)：U213.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）10-0194-03

0? 引言

隨著社會(huì)建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多高速鐵路項(xiàng)目得以修建，雙塊式無(wú)砟道床板作為野外、反復(fù)承受列車(chē)荷載的條帶連續(xù)式鋼筋砼結(jié)構(gòu)物，在列車(chē)荷載、溫度變化、基礎(chǔ)變形以及砼自身收縮變形的影響下容易產(chǎn)生裂紋，預(yù)防難度大。裂紋一旦形成并大面積擴(kuò)展，會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕發(fā)生銹脹、砼保護(hù)層脫落，同時(shí)會(huì)降低無(wú)軌道的絕緣，削弱軌道的承載能力，影響軌道的正常使用壽命，因此加強(qiáng)無(wú)砟軌道裂紋控制意義重大。

1? 項(xiàng)目概況

新建成都至貴陽(yáng)鐵路10標(biāo)經(jīng)云南省威信縣及鎮(zhèn)雄縣兩個(gè)縣區(qū)，全長(zhǎng)26.65km。其中：路基1.407km，橋梁14座-4.344km，隧道8.5座-20.899km，車(chē)站1座（威信車(chē)站），全線(xiàn)均采用CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道。主要工程數(shù)量路基土石方74.5萬(wàn)m3（挖方61.1萬(wàn)m3，填方13.4萬(wàn)m3），鋼筋3.7萬(wàn)t，砼93.3萬(wàn)m3，制枕24.93萬(wàn)根。采用CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道，C40混凝土道床板。

2? 道床板裂紋成因

2.1 施工期間道床裂紋產(chǎn)生

道床板開(kāi)裂主要有以下幾種典型情況。（圖1）

2.2 裂紋產(chǎn)生原因分析

2.2.1 CRTS-Ⅰ雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)影響產(chǎn)生裂紋

成貴鐵路雙塊式無(wú)砟軌枕，提前預(yù)制，再鋪設(shè)澆筑道床板，為方便雙塊式軌枕在預(yù)制過(guò)程中脫模，軌枕周?chē)ǔＴO(shè)計(jì)為光滑面，但在施工中無(wú)法將軌枕周?chē)徝_保黏結(jié)質(zhì)量，給軌枕四周的開(kāi)裂留下隱患，另在澆筑道床板砼時(shí)，軌枕強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在道床板砼強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)過(guò)程中，道床板砼強(qiáng)度低于軌枕強(qiáng)度。

2.2.2 砼性能與外界氣候條件影響形成裂紋

CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟道床板為連續(xù)條狀結(jié)構(gòu)，砼前期受溫度變化、砼性能品質(zhì)及外部氣候等產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不能得到很好地釋放，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)砼抗拉容許應(yīng)力時(shí)，很容易產(chǎn)生裂紋。例如溫差產(chǎn)生裂紋、砼配合比不當(dāng)影響裂紋、砼骨料塑性沉落引起的裂紋、砼材料的不均勻引起的裂紋。

2.2.3 外界環(huán)境影響形成裂紋

道床板均采用連續(xù)式帶狀砼結(jié)構(gòu)與干燥、多風(fēng)氣候條件的矛盾誘發(fā)砼表面出現(xiàn)干縮裂紋，主要包括干燥收縮和塑性收縮兩類(lèi)。

2.2.4 基床的微小差異造成道床裂紋

隧道軟弱圍巖地段及不同圍巖交界面，路基設(shè)置的過(guò)路、過(guò)水、框架涵、路基端梁、路基支撐層與路基底座板等構(gòu)造物存在沉降差異，同時(shí)路基受填料質(zhì)量、含水量、壓實(shí)度差異性引起的不均勻沉降都會(huì)產(chǎn)生裂紋。

2.2.5 施工工藝不當(dāng)造成的裂紋

比較常見(jiàn)的裂紋有砼布料工藝不當(dāng)產(chǎn)生裂紋、砼抹面、壓光工藝不當(dāng)產(chǎn)生裂紋、鋼軌應(yīng)力釋放不及時(shí)產(chǎn)生裂紋等。

3? 道床板裂紋預(yù)防措施

3.1 路基施工質(zhì)量及沉降評(píng)估控制（沉降觀(guān)測(cè)周期路基不少于6個(gè)月、隧道及橋梁不少于3個(gè)月）

3.1.1 路基質(zhì)量控制

路基施工質(zhì)量直接影響到無(wú)砟軌道裂紋控制，合格的路基是無(wú)砟軌道施工的基礎(chǔ)

3.1.2 沉降評(píng)估控制

路基施工過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及時(shí)布設(shè)沉降觀(guān)測(cè)標(biāo)記，并按規(guī)定頻次及時(shí)開(kāi)展觀(guān)測(cè)，觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)要真實(shí)、客觀(guān)。無(wú)砟軌道施工前由建設(shè)單位組織，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、評(píng)估單位參加，對(duì)路基沉降觀(guān)測(cè)資料進(jìn)行分析評(píng)估，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)及《客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估指南》（鐵建設(shè)[2006]158號(hào)）后方可進(jìn)行無(wú)砟軌道施工。

3.2 優(yōu)化道床板與支撐層施工間隔

優(yōu)化施組，支撐層設(shè)計(jì)為水硬性砼，通常應(yīng)與道床板施工間隔30天以上，吸收可能發(fā)生的變形，然后再施做道床板，可有效防止道床板開(kāi)裂。

3.3 道床板施工過(guò)程控制

道床板施工是無(wú)砟軌道實(shí)體構(gòu)筑物最后一道工序，也是控制砼裂紋的重點(diǎn)。

3.3.1 合理選擇砼澆筑時(shí)間

為保證軌道精度和控制砼最高溫度，各作業(yè)面應(yīng)對(duì)作業(yè)面長(zhǎng)度、粗調(diào)和精調(diào)區(qū)長(zhǎng)度、砼澆筑區(qū)段長(zhǎng)度等參數(shù)進(jìn)行匹配性研究，保證在一天中氣溫變化最小的時(shí)間段澆筑砼。以往施工經(jīng)驗(yàn)確定每作業(yè)面每天澆筑砼約160m，避免在干熱時(shí)間段施工;春秋季節(jié)施工，理論上安排在全天任何一個(gè)時(shí)間段澆筑砼，但必須保證溫度變化不超過(guò)15度，且入模溫度在5度～30度范圍內(nèi)。同時(shí)應(yīng)密切關(guān)注天氣情況，特殊天氣，需謹(jǐn)慎澆筑砼。

3.3.2 重視工作面清理

道床板模板安裝前，必須用高壓風(fēng)、高壓水將灰塵、浮渣等雜物吹干凈。

砼澆筑前，應(yīng)采用噴霧器對(duì)模板周?chē)?、雙塊式軌枕周邊進(jìn)行充分濕潤(rùn)，確保新老砼面接觸良好。

3.3.3 加強(qiáng)砼品質(zhì)控制

①?lài)?yán)格砂石料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制。

加強(qiáng)石料進(jìn)場(chǎng)檢查，要保證砂石料的均勻性，即水含率和級(jí)配要基本一致。

②控制原材料和未加劑的相容性。

加強(qiáng)原材料進(jìn)場(chǎng)檢查，保證原材料質(zhì)量。相容性不好的外加劑，要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)廠(chǎng)家重新調(diào)配，符合要求后方可使用。

③拌合站要嚴(yán)格按照施工配合比和攪拌工藝拌制砼。

④道床板砼要有很好的流動(dòng)性、和易性和工作性，同時(shí)在施工均勻布料。配合比設(shè)計(jì)盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。膠凝材料的用量，除滿(mǎn)足必須的強(qiáng)度，過(guò)多的引入易造成水化熱的增大，而外界環(huán)境溫度的急劇變化會(huì)引起內(nèi)外溫差加大導(dǎo)致道床板開(kāi)裂。根據(jù)《鐵路混凝土施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB1042-2010）要求，C40砼膠材用量宜小于400kg/m3，成貴鐵路應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行試驗(yàn)選定配合比，含氣量大于2.0%，坍落度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求建議控制在140±20mm為宜。

3.3.4 加強(qiáng)施工工序質(zhì)量控制

①控制鋼筋保護(hù)層厚度。

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)施工，鋼筋保護(hù)層滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，避免產(chǎn)生裂紋。

②砼布料。

道床板砼布料應(yīng)采用吊斗一端向另一端連續(xù)“之”行進(jìn)行，將每根軌枕下布滿(mǎn)砼，不可以從一側(cè)自流到另一側(cè)，確保砼澆筑斷面內(nèi)均勻布料，防止砼離析產(chǎn)生干縮裂紋（縫）。

③砼振搗。

建議振搗棒配置數(shù)量滿(mǎn)足2臺(tái)50型和2臺(tái)30型。2臺(tái)50型振搗棒按順序均勻振搗，2臺(tái)30型振搗棒隨后對(duì)模板附近、軌枕周?chē)跋虏康燃?xì)部進(jìn)行加強(qiáng)振搗，確保砼振搗效果，防止50棒再次振搗引起砼離析。砼振搗應(yīng)安排專(zhuān)人盯崗作業(yè)，固定工人、分區(qū)段振搗。振搗棒的移動(dòng)間距，不應(yīng)超過(guò)振搗棒作用半徑（40～50cm）1.5倍，振搗時(shí)間要合適，一般為25～40s，避免漏振、過(guò)振。如果出現(xiàn)浮漿過(guò)厚時(shí)，應(yīng)立即用原漿砼進(jìn)行置換，否則道床裂紋在所難免。（圖3）

④砼抹面。

完成砼振搗后，首先坡度尺刮平;然后采用木抹子提漿、整平，并由技術(shù)負(fù)責(zé)人檢測(cè)平整度等各項(xiàng)指標(biāo)合格;砼有一定強(qiáng)度（砼不隨木抹移動(dòng)），再用鋼抹進(jìn)行抹平壓實(shí)、技術(shù)負(fù)責(zé)人檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)合格。

為防止砼表面產(chǎn)生細(xì)小裂紋，在砼初凝前進(jìn)行第四次抹面，抹面時(shí)禁止灑水潤(rùn)面或撒干水泥。雙塊軌枕四周、45度角位置極易開(kāi)裂，在砼初凝前要重點(diǎn)壓實(shí)抹光。（圖4）

⑤拆模時(shí)間掌控。

道床板砼強(qiáng)度達(dá)到5MPa方可拆模，拆模過(guò)早容易引起砼表面產(chǎn)生拉裂裂紋。

⑥松放扣件時(shí)機(jī)選擇要合適。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼球（D=75mm，2kg）壓痕試驗(yàn)結(jié)構(gòu)（≤ 30mm）確定道床板砼的初凝時(shí)間。在初凝后，盡快松開(kāi)支撐螺桿，避免溫度變化時(shí)鋼軌伸縮對(duì)砼造成破壞，產(chǎn)生裂紋。

3.3.5 加強(qiáng)砼養(yǎng)護(hù)控制

砼養(yǎng)護(hù)防止裂紋產(chǎn)生起著極其關(guān)鍵的作用。

①壓光砼面后立即開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，這時(shí)的養(yǎng)護(hù)不能直接將水灑于砼表面，否則會(huì)導(dǎo)致砼表面起皮，應(yīng)采用土工布覆蓋，噴霧器對(duì)土工布表面進(jìn)行噴霧，使砼處于濕潤(rùn)環(huán)境，防止砼表面水分過(guò)快蒸發(fā)，導(dǎo)致開(kāi)裂。

②砼終凝后嚴(yán)格采用土工布+塑料布覆蓋灑水保濕的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行。

4? 結(jié)束語(yǔ)

CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道道床板裂紋問(wèn)題成因多種多樣，為了確保無(wú)砟軌道能達(dá)到其使用壽命，避免裂紋產(chǎn)生，因此必須在無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)中給予充分重視，并采取各種有效措施來(lái)減少裂紋產(chǎn)生，在產(chǎn)生裂紋后，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況認(rèn)真研究，及時(shí)分析原因，制定措施，避免再次發(fā)生，確保CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。

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