一種預(yù)制軌道板表面破損掉塊修補工藝技術(shù)研究

沈國芳

中鐵一局集團新運工程有限公司 陜西 咸陽 712000

1 工程概況

某城市地鐵3號線一期工程均為地下線，設(shè)計鋪設(shè)預(yù)制板式整體道床3.215km，預(yù)制軌道浮置板板塊設(shè)計強度為C50，板塊設(shè)計尺寸為4.7m×2.6m×0.325m，預(yù)制軌道板根據(jù)曲線半徑不同，分為曲線板和直線板兩種類型。預(yù)制軌道板在吊裝、鋪設(shè)、頂升、精調(diào)等施工過程中，部分道床板發(fā)現(xiàn)側(cè)面及邊角有裂縫和缺棱掉塊病害。

2 病害原因調(diào)查分析

項目部發(fā)現(xiàn)預(yù)制軌道板表面出現(xiàn)了局部鼓裂及破損掉塊問題后，項目技術(shù)負責(zé)人組織技術(shù)和生產(chǎn)部門負責(zé)人進行全面詳細調(diào)查，并協(xié)同業(yè)主、設(shè)計、運營公司共同分析病害產(chǎn)生的原因，并制定相關(guān)處理措施如下：

2.1 現(xiàn)場調(diào)查情況

經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員對全線預(yù)制板地段進行詳細踏勘、調(diào)查、分類型統(tǒng)計，預(yù)制軌道板塊外觀破損問題大致有以下三種情況：

1）預(yù)制軌道板側(cè)面及上表面鼓裂；2）預(yù)制軌道板側(cè)面細小裂縫；3）預(yù)制軌道板邊角破損缺棱掉角。

2.2 調(diào)查統(tǒng)計分析結(jié)果

2.2.1 預(yù)制軌道板側(cè)面及上表面局部鼓裂調(diào)查分析結(jié)果

1）外觀質(zhì)量檢查：在盾構(gòu)區(qū)間發(fā)現(xiàn)的2處預(yù)制板局部鼓裂均出現(xiàn)在區(qū)間小半徑曲線地段內(nèi)股側(cè)面，有頂壓的痕跡。2）板塊強度檢查：委托檢測機構(gòu)試驗人員采用回彈儀對預(yù)制浮置板中部受力區(qū)域進行強度回彈檢測，發(fā)現(xiàn)預(yù)制軌道板回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強度均在67.3MPa以上，道床板強度滿足設(shè)計及規(guī)范要求[1]。3）原因分析：根據(jù)破損位置及外觀痕跡分析，應(yīng)該屬于預(yù)制板在曲線內(nèi)股向外股使用千斤頂調(diào)偏作業(yè)時，與板側(cè)面接觸未設(shè)置緩沖墊板而產(chǎn)生的混凝土局部保護層鼓裂，經(jīng)對前期負責(zé)的作業(yè)人員咨詢，確實存在此類情況?，F(xiàn)場敲除原有鼓裂混凝土層查看后，發(fā)現(xiàn)裂縫部分僅發(fā)生在板塊上層保護層范圍內(nèi)，未深入鋼筋結(jié)構(gòu)?？紤]病害部位在板側(cè)面非結(jié)構(gòu)受力區(qū)域，不會造成浮置板結(jié)構(gòu)破壞，計劃采用局部修補方案。4）處理措施：根據(jù)以往軌枕修補經(jīng)驗，采用環(huán)氧砂漿修補色差明顯，采用AB膠拌合水泥修補，容易產(chǎn)生掉塊，經(jīng)市場調(diào)查分析，計劃采用專用聚合物修補混合材料進行修補的方案，要求修補后粘接牢固，顏色與軌道板顏色基本一致。

2.2.2 預(yù)制軌道板側(cè)面細小裂縫調(diào)查分析結(jié)果

1）外觀質(zhì)量檢查：預(yù)制軌道板左線有一塊板側(cè)面發(fā)現(xiàn)1處細小裂縫，上部少量缺棱掉塊。2）板塊強度檢查：采用回彈儀對預(yù)制軌道板中部受力區(qū)域進場回彈檢測，回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強度均在67.3MPa以上。3）問題原因分析：委托檢測機構(gòu)專業(yè)人員對裂縫深度和寬度進行檢測，經(jīng)現(xiàn)場實測裂縫寬度為0.28mm，深度較淺無法測量。采用在裂縫位置輕輕鑿除V型槽，并用小鐵錘砸除邊角表層混凝土后發(fā)現(xiàn)裂縫無發(fā)展。4）處理措施：計劃采用專用聚合物修補混合材料修補的措施，要求修補完畢后粘接牢固，顏色與軌道板顏色基本一致。

2.2.3 預(yù)制軌道板邊角破損缺棱掉角調(diào)查分析結(jié)果

1）外觀質(zhì)量檢查：現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)多處板角位置有破損掉塊缺棱掉角現(xiàn)象，破損深度約為2cm-3cm左右，但未發(fā)現(xiàn)有鋼筋外露現(xiàn)象。2）板塊強度檢查：采用回彈儀對浮置板中部受力區(qū)域進場回彈檢測，回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強度均在67.3MPa以上。3）原因分析：應(yīng)該屬于板塊在吊裝、運輸、鋪設(shè)等過程中輕微磕碰導(dǎo)致。4）處理措施：計劃對破損部位采用專用聚合物修補混合材料進行修補的方案，要求修補后粘接牢，顏色與軌道板顏色基本一致。

3 預(yù)制軌道板塊修補工藝

3.1 .修補材料選用與配置

預(yù)制軌道板塊設(shè)計強度C50，表面破損修補方案借鑒相關(guān)運營線高鐵預(yù)制板塊、地鐵管片破損修補經(jīng)驗，并根據(jù)現(xiàn)場工況向材料廠家提出需求，與廠家專業(yè)技術(shù)人員進行深入探討分析，最終決定采用聚合物改性超快硬水泥基混合材優(yōu)化整配合比后進行修補，材料性能如下：

技術(shù)特性--優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥為基礎(chǔ)的、配合高性能無機快硬膠凝材、可再分散乳、膠粉、精選細骨料，具有早期強度獲得性(2小時抗壓強度≥8MPa) 且長期強度穩(wěn)定性。特有的和易性保持緩釋技術(shù)、早期裂紋控制技術(shù)。經(jīng)工廠專業(yè)設(shè)備配料、混合、包裝，現(xiàn)場加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯墒褂谩?/p>

適用范圍--混凝土預(yù)制構(gòu)件的快速修補。

拌合用水--使用干凈的自來水或瓶裝純凈水。

材料優(yōu)點--強度高，凝固快，配制簡單，色差小，表面質(zhì)量好。

專用修補材料性能指標

主要材料數(shù)量表

3.2 預(yù)制軌道板修補工藝

3.2.1 工藝流程

施工準備→申請作業(yè)計劃→材料機具進場→修補面處理→涂刷界面劑→預(yù)制板修補→養(yǎng)生→打磨拋光→現(xiàn)場清理→質(zhì)量驗收。

3.2.2 工藝細則

1）施工準備：現(xiàn)場調(diào)查、統(tǒng)計分析、材料準備、方案編制、材料性能試驗、人員培訓(xùn)交底。2）申請作業(yè)計劃：因軌行區(qū)已進入列車聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，進入軌行區(qū)需提前一周申請作業(yè)計劃。3）材料機具進場：修補專用材料機具提前進場，擺放在車站站臺區(qū)域，等作業(yè)審批后再進入軌行區(qū)作業(yè)。4）修補面處理：當(dāng)日作業(yè)令獲批后，在運營人員監(jiān)管進入軌行區(qū)，作業(yè)人員找準預(yù)制軌道板破損位置，將鼓裂部位混凝土鑿開，把軟弱顆粒鑿出，將粉塵、雜物用水沖洗干凈，用海綿吸干積水。用手持式角磨機切割片將破損部位邊緣切割或打磨整齊。5）涂刷界面劑：修補面用水沖洗干凈，等待修補位置表面風(fēng)干后，為提高修補砂漿的粘結(jié)強度，需要先涂刷底涂以增強修補料與混凝土的粘結(jié)力，底涂材料為乳白色液體，有一定粘性。6）預(yù)制板抹修補：在底涂涂刷完成10min后，將修補拌合材料與純凈水按標準試驗要求的配合比要求（0.155:1）稱重計量，混合攪拌均勻即可使用，拌合過程要求不超過1分鐘，整個修補時間控制在10分鐘，防止材料凝固過快影響修補效果。修補時專業(yè)操作人員采用灰刀將攪拌好的砂漿壓入需修補的部位，壓實抹平，再用小抹刀壓實抹光，初凝前進行二次壓光。修補厚度每次不超過20mm，破損厚度大的需要分層修補，現(xiàn)場待上層修補材料初期凝固后再進行下一層修補，修補過程中需嚴格控制操作時間。修補過程中，同時制作同條件試塊及標樣試塊各1組，與運營協(xié)商暫放置軌行區(qū)外側(cè)，不影響運營行車安全。7）養(yǎng)生：修補完畢，待修補料初凝后，及時采用毛刷涂刷底涂進行養(yǎng)護，并采用透明膠帶將塑料薄膜覆蓋粘接在修補部位進行養(yǎng)護。8）打磨拋光：待修補部位基本成型、修補砂漿終凝并達到一定強度后，去掉透明膠帶和塑料薄膜，采用細砂紙進行輕微磨光，確保表面平整有光澤。9）清理現(xiàn)場：作業(yè)完畢后，將修補現(xiàn)場殘留的石屑與砂漿清理干凈，一并裝入垃圾袋，帶出施工現(xiàn)場集中處理，所帶工機具、人員均按運營管理要求撤離軌行區(qū)，確保行車安全。10）質(zhì)量驗收：待修補完成三天后，根據(jù)作業(yè)計劃專業(yè)人員和運營人員重新進入軌行區(qū)，檢查修補部位外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)外觀基本無色差。待修補28天后并采用回彈儀進行檢測，強度已達到C50以上，滿足設(shè)計及規(guī)范要求，同時對試塊強度進行檢測也滿足設(shè)計要求[2]。

4 主要操作人員配置及分工

操作人員配置及分工表

5 工機具配置及用途

工機具配置及用途表

6 施工注意事項

1）施工前應(yīng)先進行修補工藝試驗及修補質(zhì)量驗證。2）嚴格按照操作流程及材料配合比要求進行施工作業(yè)，嚴格控制拌合時間。3）修補材料隨用隨拌，并按規(guī)定時間快速完成修補，防止凝固后材料報廢。4）修補后及時養(yǎng)護，土工布濕潤覆蓋養(yǎng)護三天。5）施工現(xiàn)場注意垃圾清理，嚴禁垃圾堵塞水溝，掉入兩側(cè)進入預(yù)制板底部。6）修補完畢做好防護，減少修補面二次碰撞、踩踏損傷。

7 結(jié)束語

隨著城市軌道交通不斷發(fā)展，預(yù)制軌道板應(yīng)用越來越廣泛，預(yù)制軌道板塊制作、吊裝、運輸、鋪設(shè)、精調(diào)等施工過程中難免會出現(xiàn)磕碰造成破損現(xiàn)象，局部破損不但影響外觀美觀，而且影響質(zhì)量驗收。

通過本次對預(yù)制板式道床修補工藝、材料的分析與研究，采用優(yōu)化配比后的材料及本工藝修補后，取得效果非常好，不但表面色差小，而且短時間內(nèi)修補位置強度及粘結(jié)性也滿足設(shè)計要求，適合于運營線及建設(shè)項目施工作業(yè)，值得推廣應(yīng)用。