太焦鐵路CRTSⅠ型無砟軌道防裂措施淺析

于少柏

摘要：結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況，本文討論了CRTSⅠ型無砟軌道施工過程中裂縫常見的類型、裂縫形成原因、危害以及采取的措施，提高無砟軌道施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CRTSⅠ無砟軌道;裂縫類型; 采取的措施; 提高施工質(zhì)量

1 工程概況

由中鐵一局承建的新建太原至焦作鐵路（山西段）站前工程TJZQ-5標段位于山西省長治市境內(nèi)，本標段無砟軌道合計24.061雙線公里，正線無砟軌道道床板結(jié)構(gòu)均采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道由60kg/m鋼軌、彈性扣件、雙塊式軌枕、支承層（底座板）、道床板等部分組成。

2 無砟軌道常見裂縫類型

2.1 無砟軌道“八字”裂縫

此裂縫見于軌枕端部四角呈45°延道床板向外延伸，一直延伸到道床板邊沿，嚴重的甚至與道床板形成貫通裂縫。

2.2 無砟軌道離縫

此裂縫見于軌枕與道床板四周結(jié)合處，是新澆筑混凝土與原軌枕混凝土結(jié)合不良而造成的沿軌枕四周的裂縫，這種裂縫在后期運營后，時間久了會造成軌枕松動，影響行車安全。

2.3 無砟軌道橫向裂縫

此裂縫主要見于無砟軌道道床板與隧道仰拱填充的施工縫處，因隧道仰拱填充每12米設(shè)置一道貫通橫向施工縫，而道床板為全隧整體板式結(jié)構(gòu)，只在進出口明暗交接處設(shè)置沉降縫，仰拱填充施工縫兩側(cè)不均勻沉降導(dǎo)致上層整體道床板拉裂形成的反射裂縫，嚴重的會形成橫向的貫通裂縫。

2.4 無砟軌道表面干縮裂紋

此裂紋主要是因混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)而引起的表面網(wǎng)狀或線狀的裂紋，主要是因為混凝土收面時機把握不當、后期養(yǎng)護不及時、混凝土水灰比、水泥用量、集料的質(zhì)量以及外加劑的用量不當造成的。

3裂紋造成的危害

混凝土無砟軌道是剛性承載層，是高速列車運行安全的基礎(chǔ)保障，出現(xiàn)的裂紋如果不及時防治、處理，后期運行通車后，裂縫會因為行車荷載的作用進一步加大、加深，影響對道床板的受力及行車安全;且處于露天的橋梁段及路基段的無砟軌道在后期運營過程中，受雨水影響，雨水順著裂縫進入道床板內(nèi)部，侵蝕鋼筋，進而影響道床板耐久性。

4 無砟軌道裂紋的預(yù)防措施

無砟軌道裂紋是因為施工過程中各種綜合因素的影響引起的，是一種混凝土的質(zhì)量通病，目前無砟軌道采用的施工技術(shù)達不到徹底消除裂紋可能性，但我們可以通過無砟軌道施工過程中各個環(huán)節(jié)的科學(xué)組織、嚴格把控，降低無砟軌道裂紋發(fā)生的概率，尤其是降低那種影響行車安全的貫通裂紋發(fā)生的概率，保障后期行車安全及無砟軌道的耐久性。

下面我將從原材料的選擇、配合比的優(yōu)化以及施工過程控制三個方面介紹無砟軌道裂紋的預(yù)防。

4.1 原材料的選擇

原材料對無砟軌道裂縫的產(chǎn)生影響很大，我們在選擇原材料時，一定要對本地區(qū)施工現(xiàn)場的溫度、光照、干濕度等施工環(huán)境對材料進行合理選擇。為了降低水化熱帶來的溫差裂縫，我們可以選用低水化熱的水泥，在不影響施工質(zhì)量的前提下，盡量選擇粗粒水泥，加速混凝土的散熱作用。在選擇骨料時，要采用多級級配的方式，選用含泥量小于2.5 %的中粗砂，減小骨料的總體表面積;添加適量的減水劑及引氣劑，以減少水及水泥用量，提高混凝土的流變性和可塑性，減少混凝土的離析和泌水，提高混凝土質(zhì)量;施工過程中加強原材料進場驗收，確保進場材料合格。

4.2 配合比優(yōu)化

道床板配合比設(shè)計時首先要根據(jù)道床板設(shè)計標號、所處環(huán)境等級、道床板厚度、鋼筋間距、施工工藝來確定。根據(jù)標號和所處環(huán)境等級確定配合比所做的試驗參數(shù);根據(jù)道床板厚度、鋼筋間距、施工工藝來就可以確定碎石最大粒徑、坍落度大小。為了防止收縮裂紋，配合比必須采用低水膠比、大粒徑碎石，盡量減少水泥用量，在滿足規(guī)范要求的前提下粉煤灰摻量最大。

本項目道床板設(shè)計標號C40，板厚30Cm以上，鋼筋間距10Cm，混凝凝土采用罐車運輸和泵送，所處環(huán)境等級為T2碳化環(huán)境，H2化學(xué)侵蝕環(huán)境，Y1鹽類結(jié)晶破壞環(huán)境，L1氯鹽環(huán)境，D2凍融破壞環(huán)境。根據(jù)板厚和鋼筋間距取碎石最大粒徑31.5mm，即5～31.5mm碎石;采用罐車運輸和泵送，坍落度取160mm～200mm。

在滿足施工的條件下，配合比選定為避免裂紋盡量減小坍落度，盡量降低水膠比，施工中嚴格控制水膠比。配合比水泥用量不宜大于300Kg/m3且膠凝材料總和不宜大于430Kg/m3，在符合規(guī)范要求的情況下盡量加大粉煤灰摻量、減少水泥用量;項目實驗室在適配配合比時，根據(jù)TB10424-2018《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》的要求，強度等級C40，最大水膠比為0.45，取水膠比0.37做為基準配合比進行試配，另外增加水膠比0.35和0.39配合比一組進行比較，從下表可以看出，水膠比0.37的是水泥量最小，且試驗后符合各種性能指標，配合比最優(yōu)，故選定水膠比0.37的一組數(shù)據(jù)為實驗配合比，確定施工配合比。

施工規(guī)程中原材料質(zhì)量必須符合規(guī)范要求。嚴格控制拌合站混凝土出場坍落度，罐車運輸送混凝土?xí)r，必須先把罐車內(nèi)的水清倒干凈，混凝土運輸車到達現(xiàn)場時強制攪拌2min后，檢測拌和物指標符合要求后，混凝土坍落度到達現(xiàn)場為160mm～180mm。

4.3 施工過程控制

4.3.1 無砟軌道施工前，應(yīng)對基層進行鑿毛及沖洗處理，鑿毛宜采用大型鑿毛機（橋面基層不宜使用大型鑿毛機，以免對預(yù)埋套筒造成破壞），拉毛深度為1.8mm-2.2mm，如果不到位，需要補充鑿毛，鑿毛范圍見新面不應(yīng)小于90%;基層應(yīng)沖洗干凈，不能污染混凝土，且保證基層面不能有積水;有效的保證道床板于基層的新舊混凝土連接質(zhì)量。

4.3.2 鋼筋安裝應(yīng)嚴格控制鋼筋保護層，以免因保護層過大或過小造成混凝土表面出現(xiàn)龜裂;安裝過程中，在側(cè)模上標記出鋼筋保護層位置，培訓(xùn)作業(yè)人員嚴格按照標記位置進行上層鋼筋位置的安裝工作，安裝完成后，技術(shù)人員再一次根據(jù)側(cè)模上的標記拉線對保護層厚度進行檢查，不符合的進行調(diào)整，合格后進入下道工序。

4.3.3 混凝土出站及澆筑前實驗人員應(yīng)測定混凝土的坍落度及含氣量，確?；炷临|(zhì)量;混凝土澆筑應(yīng)在夜間或氣溫較低時進行，使混凝土凝固過程與周邊環(huán)境溫度一致，以免混凝土出現(xiàn)較大的內(nèi)外部溫差導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂紋。

4.3.4 混凝土混凝土布料時采用“之”字形澆筑順序進行均勻布料?；炷翉能壵硪粋?cè)經(jīng)軌枕底部漫流至另一側(cè)，以便排出軌枕底部的空氣，并確保道床板范圍內(nèi)粗骨料分部均勻，項目施工中采用二次振搗工藝，第一次采用Φ50 振搗棒在軌枕之間振搗，第二次采用Φ30振搗棒在軌枕四周進行振搗。振搗過程中，注意避免碰撞鋼筋網(wǎng)，防止道床板表面產(chǎn)生裂縫，且有專人盯控，確保振搗人員按規(guī)定操作。

4.3.5 針對軌枕八字裂紋及軌枕周邊離縫，項目在研討圖紙過程中發(fā)現(xiàn)，無砟軌道上層縱向鋼筋與軌枕橫向鋼筋綁扎形成整體，軌枕擋肩位置造成鋼筋保護層過大，容易造成軌枕四角形成八字裂紋，為解決保護層過大的問題，通過與設(shè)計及甲方溝通，項目提出在軌枕的四角延45°方向垂直加設(shè)防裂鋼筋或防裂網(wǎng)，保證保護層符合要求，通過施工驗證，有效減少了八字裂紋;軌枕周邊縫是因為新舊混凝土結(jié)合不良造成，通過在軌枕四周涂刷界面劑，增強新舊的結(jié)合，減少離縫的產(chǎn)生。

4.3.6 本項目無砟軌道為整體式無砟道床，而仰拱填充每隔12米有一道貫通的橫向施工縫，這就易造成因為填充面的不均勻沉降導(dǎo)致上層道床產(chǎn)生反射裂縫，嚴重的會造成橫向貫通裂紋，影響施工質(zhì)量及運營安全，為了解決此問題通過與設(shè)計研究，提出了在無砟軌道施工前，在每處隧道施工縫位置設(shè)置一層 0.3mm 厚的滑動膜進行隔離，滑動膜鋪設(shè)在道床板下，縱向長度 300mm，寬度與道床板等寬;有效解決了不均勻沉降引起的反射裂縫。

4.3.7 混凝土澆筑完成后，選擇合適的時機進行收面，項目多次總結(jié)施工經(jīng)驗后，采用“五次收面法”，即第一次在混凝土入模后半小時內(nèi)進行收面整平，第二次刮尺調(diào)整完頂面高程后再次進行收面、提漿，第三次抹面在混凝土表面出現(xiàn)晶瑩光澤時利用木抹進行收面，第四次抹面在混凝土澆筑完成后1～2小時內(nèi)進行，第五次壓光抹面在混凝土初凝前進行（混凝土澆筑完成后3～4小時，用中等力度指壓混凝土面有輕微痕跡時），減少因收面時機不準而產(chǎn)生的表面龜裂。

4.3.8 混凝土澆筑完成后，及時對其進行養(yǎng)護作業(yè)，養(yǎng)護時間不少于7天，養(yǎng)護采用“兩膜兩管自動噴淋系統(tǒng)”，兩膜指在道床板上鋪設(shè)一層土工布，一層塑料薄膜，土工布保濕、塑料薄膜鎖水;兩管指縱向沿軌枕擋肩位置鋪設(shè)兩道噴淋管，管身每隔30厘米兩側(cè)對稱打眼，保證噴淋覆蓋全部道床板，在水箱處安裝自動定時系統(tǒng)，調(diào)整好自動噴淋的時間間隔，保證混凝土隨時處于濕潤狀態(tài)，此方法簡單、有效，很好的解決了混凝土養(yǎng)護不到位而產(chǎn)生的裂紋。

綜上所述，無砟軌道施工工藝復(fù)雜，質(zhì)量要求高，過程控制尤為重要。施工前做好原材料的質(zhì)量把控，做好配合比的優(yōu)化，做好人員的培訓(xùn)工作;過程中加強工藝措施控制，努力降低各種無砟軌道裂紋產(chǎn)生的機率，確保無砟軌道施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》

[2]JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》

[3]劉延濤 分析無砟軌道裂紋原因與整治技術(shù) 科學(xué)時代 2015