淺談350 km/h CRTSI 型雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量控制

王建峰

（中鐵建大橋工程局集團(tuán)第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150020）

1 工程概況

1.1 工程簡介

草洪塘特大橋位于泉州市晉江市永和鎮(zhèn)及東石鎮(zhèn)境內(nèi)，地勢較平緩，多為平原及丘軌道結(jié)構(gòu)形式設(shè)計為CRTS I 型雙塊式無砟軌道施工。結(jié)構(gòu)從上而下組成分別為鋼軌、扣件、雙塊式軌枕、道床板和底座組成，采用C40混凝土施工，如圖1所示。

圖1 橋梁地段CRTS I 型雙塊式無砟軌道設(shè)計圖

1.2 氣象

草洪塘特大橋位于福建省泉州市晉江地區(qū)，施工區(qū)域?qū)儆谀蟻啛釒ШＱ蠹撅L(fēng)性濕潤氣候，夏長無酷暑，冬短溫暖而少雨，秋溫高于春溫。年均降雨量911 mm～1231 mm，3—9月為多雨季節(jié)。年平均風(fēng)速2.9 m/s，8—10月易受臺風(fēng)天氣影響較大。

2 施工工藝流程圖

無砟軌道采用軌排架法施工，采取雙線并行交錯施工，先施工右線，左線滯后右線2個施工單元，每個施工單元長度為80 m～100 m。每個施工隊包括4個施工班組。即軌道班、鋼筋班、混凝土班和綜合班，每天至少完成1個施工單元的混凝土施工。詳細(xì)施工流程如圖2所示。

圖2 無砟軌道施工工藝流程圖

3 無砟軌道施工質(zhì)量控制要點

3.1 底座板

梁面先采用銑刨機(jī)進(jìn)行整體銑刨，寬度不小于2.6m，深度不小于2mm，新鮮混凝土露出面積不小于85%。銑刨完成后，對梁面不平整、銑刨不到位的地方采用小型鑿毛機(jī)人工處理。

使用4對以上的CPⅢ控制點，按照設(shè)計位置在放出無砟軌道邊線的控制點及中線，按10 m/個控制斷面的頻率進(jìn)行放樣，同時做好標(biāo)記。

檢查橋面預(yù)埋套筒是否完整可使用，將連接鋼筋旋入套筒內(nèi)，旋入長度為套筒長度的1/2，旋入后鋼筋彎鉤段方向垂直線路方向；套筒缺損或失效部分，按“缺一補(bǔ)二”的原則進(jìn)行植筋處理，植筋范圍為垂直線路方向、距離原預(yù)埋套筒位置5cm內(nèi)。底座板鋼筋施工采用工廠化加工制作的定尺鋼筋網(wǎng)片，工廠按照施工單位提供的設(shè)計長度直接加工成型，頂面鋼筋出廠前按照設(shè)計尺寸提前切出凹槽位置，現(xiàn)場直接安裝。為保證鋼筋綁扎位置精準(zhǔn)，可先固定最兩端的兩根鋼筋位置并拉線繩，其余鋼筋按照線繩來定位綁扎位置。

底座板施工采用“高模低筑”法，模板安裝后需要根據(jù)測量人員提供的高程在模板內(nèi)側(cè)粘貼高程標(biāo)識，保證底座板高程滿足要求。使用線繩、水平尺對模板進(jìn)行校正。

無砟軌道側(cè)面模板需保證與梁面垂直，采用兩根可調(diào)節(jié)長度的螺栓以及梁面后錨鋼筋組成支撐系統(tǒng)固定。凹槽模板按設(shè)計凹槽尺寸焊接成整體，凹槽模板采用扁擔(dān)式加固在底座板側(cè)模上，通過調(diào)節(jié)螺桿控制頂面標(biāo)高，采用縱向模板標(biāo)高控制點拉施工線及尺量對凹槽模板位置進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完成后對凹槽四角調(diào)節(jié)絲桿擰緊。凹槽模板的桁架，調(diào)整好位置后，通過U型扣將固定在縱向木板上。

限位凹槽模板安裝后，在四角增設(shè)10 cm×10 cm、網(wǎng)眼規(guī)格10 mm的防裂鋼絲網(wǎng)，防止凹槽四角開裂產(chǎn)生八字紋。

底座混凝土由拌和站集中供應(yīng)，采用混凝土罐車通過施工便道運輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行澆筑。采用插入式振動棒進(jìn)行振搗，振動梁進(jìn)行收面，按照設(shè)計標(biāo)高控制砼抹面高度。振搗時，振搗棒要與鋼筋、模板保持一定距離，避免沖撞鋼筋及模板。凹槽底部及模板邊緣加強(qiáng)振搗，減少氣泡。

混凝土施工過程中必須嚴(yán)格控制混凝土的塌落度，每班測定次數(shù)不少于2次。如果混凝土運距較長，混凝土運輸至現(xiàn)場后應(yīng)再次檢測?；炷镣ㄟ^罐車運輸至現(xiàn)場后，使用天泵泵送至模板內(nèi)。泵送過程中須保證混凝土落差不大于2m，混凝土塌落度≤140 mm，入模溫度控制在度控制在5℃～30℃，含氣量控制在3%～4%。

底座板混凝土抹面時的施工順序為攤平、提漿、壓實和收面。最后一步收面須按照初抹、精抹、壓光進(jìn)行3次收面。混凝土泵送入模板后及時振搗，振搗時間控制在30s左右，振搗完成后及時采用木抹進(jìn)行粗平，再用鋼抹抹平?；炷琳駬v完成后應(yīng)采用定尺的鋁合金尺將混凝土表面刮平，然后30min內(nèi)用木抹抹平混凝土裸露面，表面沒有明顯凹凸現(xiàn)象。

凹槽圓角抹面采用定制圓弧倒角抹子，可克服圓弧收面困難，防止開裂、提高工效。凹槽四邊采用陰陽角抹子，可有效控制凹槽線型平直。

混凝土澆筑完成后，及時使用土工布進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生，保持混凝土表面潮濕。自然養(yǎng)護(hù)不少于7天。凹槽內(nèi)可以采用蓄水養(yǎng)護(hù)，底座板表面可采用土工布加灑水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

混凝土澆筑完成7 h～8 h后，凹槽內(nèi)采用蓄清水養(yǎng)護(hù)，其他位置使用一布一膜覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。

在鋪設(shè)土工布時，須保證土工布長度足夠，不足時應(yīng)及時替換。土工布施工不允許搭接，施工完后不得出現(xiàn)折疊以及重疊現(xiàn)象。土工布及彈性墊板粘貼時，先均勻涂刷萬能膠，靜置約1 min后，再粘貼土工布及彈性墊板，可保證粘貼更加牢固。使用橡膠錘敲擊彈性墊板，有效粘貼、消除空鼓。鋪設(shè)土工布時根據(jù)道床板長度使用電熔刀進(jìn)行切割，采用電熔刀切割后的土工布無毛邊褶皺且施工速度快。

3.2 道床板施工

凹槽鋼筋須使用絕緣涂層鋼筋，絕緣涂層采用環(huán)氧樹脂涂層。由于凹槽的縱向鋼筋與軌枕鋼筋在施工時會產(chǎn)生沖突，因此在預(yù)制凹槽鋼筋籠時時，彎鉤不能提前彎曲，待綁扎上層鋼筋時再進(jìn)行彎曲。道床板鋼筋綁扎時，橫縱向鋼筋及主體鋼筋與軌枕鋼筋交叉的位置，各個鋼筋搭接處均需按要求使用絕緣卡進(jìn)行綁扎，絕緣卡綁扎完成后須減掉多余的扎帶。鋼筋綁扎前在土工布隔離層上按照設(shè)計位置使用記號筆畫出鋼筋位置；可固定兩端兩根鋼筋位置并拉線繩，中間鋼筋按照線繩來確定綁扎位置。道床板綜合接地系統(tǒng)需使用兆歐表對鋼筋整體的絕緣性能進(jìn)行檢測。焊接時，單面焊時長度不小于200 mm，雙面焊時長度不小于100 mm。

軌排組裝完成后，利用跨線龍門吊吊運至道床板底層鋼筋上，通過軌道中線及框架軌排架上的中心基準(zhǔn)期來調(diào)整框架跪拜，保證中線定位。嵌套式軌排將可以獨立調(diào)整軌道的高程和軌向，先對高程進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完成后，再調(diào)整軌向，軌向的調(diào)整不會影響到已調(diào)整完的高程。高程、軌向2套調(diào)整系統(tǒng)獨立設(shè)計，可減少軌排系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力，提高軌道平順性，保證精調(diào)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。軌排粗調(diào)時，采用自由設(shè)站法定位，配備全站儀和測量手簿，設(shè)站位置需保證可觀測到的CPIII點不少于4對。粗調(diào)順序。對某兩個特定軌排架而言，粗調(diào)順序為1→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8。如圖3所示。

圖3 無砟軌道軌排粗調(diào)示意圖

分枕完成后，將軌枕組裝至框架前，須對扣件的完好情況進(jìn)行檢查，包括墊板、墊片、墊塊、彈條、螺栓等，同時須確認(rèn)墊板、墊片位置正確。鋪裝機(jī)吊裝軌排框架至自動分枕機(jī)上方，對準(zhǔn)分枕機(jī)上軌排定位裝置后下落入槽，安裝軌距擋板，復(fù)查相關(guān)尺寸，緊固扣件，形成軌排。使用電子水準(zhǔn)儀測量每榀軌排對應(yīng)拖梁處鋼軌的軌面高程，起落豎向螺桿進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整框架軌排的軌頂標(biāo)高，達(dá)到設(shè)計值-5 mm的合理范圍內(nèi)。通過軌向鎖定器將軌道調(diào)整至設(shè)計中線位置，允許偏差為±5 mm，以提高精調(diào)時的功效。

道床板模板安裝前需要在底座板側(cè)面粘貼一道雙面膠，保證道床板與底座板之間搭接平順、密貼、不漏漿。

模板應(yīng)打磨除去銹跡和油漆等雜物，均勻涂刷隔離劑并擦掉多余隔離劑，防止污染隔離層土工布。

先進(jìn)行架設(shè)全站儀、擺放棱鏡和測量設(shè)站等準(zhǔn)備工作；自動精調(diào)機(jī)前方安裝精調(diào)小車，采用定位裝置將小車和精調(diào)機(jī)安裝在一起。精調(diào)機(jī)高程和橫向套筒分別與軌排架的高程調(diào)節(jié)螺桿、橫向調(diào)節(jié)螺母連接，測量人員點擊“一鍵精調(diào)”，自動精調(diào)機(jī)高程和橫向套筒即開始轉(zhuǎn)動，開始精調(diào)。采集數(shù)據(jù)時，將安伯格測量小車和精調(diào)機(jī)分離，采用單獨的安伯格小車進(jìn)行數(shù)據(jù)采集作業(yè)，個別存在誤差的軌排可采用人工補(bǔ)調(diào)進(jìn)行修改。軌道的精調(diào)須按照“先軌向后軌距”、“先高低后水平”的原則進(jìn)行循環(huán)調(diào)整。

混凝土施工包括以下6個步驟：1）混凝土澆筑前須采用土工布對鋼軌進(jìn)行覆蓋防護(hù)，同時使用軌枕保護(hù)套包裹軌枕、扣件，減少混凝土對無砟軌道的污染。2）混凝土塌落度不得超過140 mm，含氣量控制在3%～4%，入模溫度控制在5 ℃～30 ℃?；炷恋诌_(dá)施工現(xiàn)場后需進(jìn)行檢測，合格后才能通過天泵送入模板內(nèi)。泵送同時人工使用振搗棒配合進(jìn)行混凝土澆筑?；炷翝仓^程中，施工人員牽引天泵軟管按照“之”字進(jìn)行型均勻布料。澆筑順序曲線地段先下側(cè)后上側(cè)，以防因混凝土向低處流動產(chǎn)生沖擊而引起軌排偏移。3）振搗時不能碰觸軌排框架、軌排加固裝置和模板。4）澆筑過程中，專門設(shè)2名工人及時對已澆筑完成區(qū)域的軌排、扣件、軌枕進(jìn)行清理。5）抹面過程中要特別注意框架軌排、鋼軌下方以及軌枕四周等特殊部位的混凝土收面控制，可以通過定制加長抹子對混凝土表面收面，保證混凝土抹面質(zhì)量。6）振搗采用50振搗棒+30振搗棒，使用50振搗棒振搗完成后，使用30振搗棒密貼模板處再次進(jìn)行振搗，既不會對模板造成振搗偏位，又對消除道床板側(cè)面氣泡有顯著效果。

道床板表面應(yīng)平整、抹光，表面排水應(yīng)暢通，不應(yīng)積水。

混凝土達(dá)到初凝條件后（澆筑完成約7 h～8 h），先用土工布進(jìn)行覆蓋，然后及時采用噴霧器進(jìn)行灑水濕潤。由于此時軌排尚未拆除，鋪設(shè)的土工布無法緊貼道床板，軌枕四周、螺桿附近需要加強(qiáng)濕潤養(yǎng)護(hù)。

拆模后，采用“一布+一管+一膜”的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。采用覆蓋塑料薄膜、土工布加水管養(yǎng)護(hù)裝置進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，布設(shè)水管時，水管布設(shè)在土工布與塑料薄膜中間，曲線地段應(yīng)設(shè)在高端側(cè)，確?；炷帘砻娉浞譂駶櫈橐?，養(yǎng)護(hù)時間不少于14天。

當(dāng)?shù)来舶宓幕炷翉?qiáng)度達(dá)到5 MPa的條件后，方可拆除軌排及模板；拆除和轉(zhuǎn)移作業(yè)時，應(yīng)避免對道床板邊角及周圍結(jié)構(gòu)物造成損壞；軌排拆除時先旋升螺柱支腿1mm～2mm，然后松開軌道扣件；按順序拆除排架及舊模板；拆除模板、軌排后，須對軌枕、扣件、軌排等部位及時進(jìn)行清理。著重清理鋼軌軌底，避免再次使用時因存在雜物對精調(diào)造成誤差；混凝土終凝過后，再松開全部扣件，使用龍門吊將排架吊運至清理區(qū)進(jìn)行清理待用。

4 其他質(zhì)量控制要點

4.1 軌枕布置

軌枕間距為必須控制的指標(biāo)。一般軌枕間距應(yīng)在600mm～650mm，且應(yīng)當(dāng)均勻布置，盡量減少軌枕間距突變的情況。無砟軌道施工質(zhì)量主要體現(xiàn)在后期車輛運營的平順性和舒適度。如果軌枕間距發(fā)生突變，就會導(dǎo)致無砟軌道軌道的剛度整體不均勻，會降低高鐵運營時的舒適度。特別是當(dāng)軌枕間距超過650 mm時，會對鋼軌產(chǎn)生額外的附加應(yīng)力，導(dǎo)致相鄰兩根枕間的鋼軌位移增大，此時對高鐵運營的安全性、舒適性及平順性都會產(chǎn)生不利影響，存在安全隱患，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制。

4.2 軌排定位

CRTS雙塊式無砟軌道采用工具軌組裝軌排，精調(diào)后模擬軌道成形后狀態(tài)，澆筑混凝土形成軌道結(jié)構(gòu)。由于施工時的周邊空氣溫度對無砟軌道框架軌排的影響較大，受熱脹冷縮的影響會產(chǎn)生額外的應(yīng)力，引起較大的變形。因此施工時，須對無砟軌道框架軌排進(jìn)行溫度監(jiān)控，施工時須選擇環(huán)境溫度變化較小的時間段進(jìn)行施工。同時需要對無砟軌道采取保溫措施。無砟軌道主體結(jié)構(gòu)施工前，須先進(jìn)行線外工藝性試驗施工，模擬同條件施工狀態(tài)，確定相關(guān)工藝參數(shù)，如松螺桿的時間等。在澆筑過程中應(yīng)注意軌排、軌枕的監(jiān)測，防止軌排或者個別軌枕發(fā)生橫向偏移。

4.3 混凝土質(zhì)量控制

混凝土的配制必須嚴(yán)格按照“三低一高”的原則進(jìn)行，即“低膠材、低用水量、低坍落度、高含氣量”，塌落度不大于140 mm。

按照“之”字形的澆筑方法進(jìn)行混凝土施工，如圖4所示。這樣可以有效排出軌枕下方的空氣。在施工時須保證混凝土從軌枕一側(cè)經(jīng)軌枕底部漫流至另一側(cè)，待混凝土從一側(cè)完全漫過下一個軌枕底部邊緣時，才能移動料槽澆筑下一格軌枕位置，可有效避免軌枕底部因存在氣泡而形成空洞。

圖4 道床板混凝土澆筑順序圖

混凝土施工時須進(jìn)行兩遍振搗施工。如圖5所示，第一遍采用50mm振搗棒在各軌枕之間大孔隙位置進(jìn)行振搗，在振搗時須保證與模板、軌枕間距；第二次再使用小型手持振搗棒振搗，振搗部位為每根軌枕的四周，這樣可以有效減少軌枕四角的八字裂紋。振搗點位布置如圖5所示。

圖5 道床板混凝土振搗點位布置圖（單位：mm）

4.4 混凝土抹面

底座板凹槽圓角抹面采用定制圓弧倒角抹子，可克服圓弧收面困難，防止開裂、提高工效，凹槽四邊采用陰陽角抹子，可有效控制凹槽線型平直，加工伸縮縫刮平尺，配合水平尺使用，可有效消除伸縮縫處相鄰板塊高差。在混凝土接近初凝的條件下進(jìn)行抹面。施工后的道床板表面平整度須達(dá)到10 mm/3 m的要求，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%以后，才能進(jìn)行下一步施工作業(yè)。道床板表面的收面壓光要達(dá)到“光”的效果，不僅是抹平，而且必須“光”，收面壓光工藝采用“三步六遍法”。第一步為提漿粗平，在混凝土入模后半小時內(nèi)采用木抹子進(jìn)行提漿、大致找平抹面二遍。第二步法為精平，在提漿粗平二遍后1h～2h，采用方鋼尺配合鋼（鐵）抹子進(jìn)行精抹精平兩遍。第三步法為壓光，在精平兩遍后，混凝土初凝前（約6 h～7 h），采用方鋼尺配合鋼抹子進(jìn)行壓光兩遍，保證道床板混凝土表面平整光滑。嚴(yán)格禁止采用灑水的方式進(jìn)行收面，這樣會導(dǎo)致后期混凝土表面開裂，影響混凝土外觀及質(zhì)量。

4.5 裂縫控制

無砟軌道混凝土裂縫是影響軌道結(jié)構(gòu)耐久性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一，必須在施工過程中嚴(yán)格控制施工工藝、混凝土配合比和養(yǎng)護(hù)工藝等，尤其是橋上無砟軌道，由于受大風(fēng)等因素的影響，極易出現(xiàn)混凝土裂縫，因此各項控制更要嚴(yán)格，尤其是養(yǎng)護(hù)一定要到位，盡量減少后期裂紋。可在綁扎凹槽鋼筋時增加防裂網(wǎng)，減少八字裂紋的產(chǎn)生。

5 結(jié)語

無砟軌道的精細(xì)程度，決定鋪軌后的精調(diào)工作量，也是經(jīng)濟(jì)效益問題。無砟軌道每道工序必須認(rèn)真、精細(xì)，不能修補(bǔ)，在最后精調(diào)時，配件更換率才能顯示無砟軌道的施工水平。過程嚴(yán)格質(zhì)量控制，特別是裂紋控制，既是質(zhì)量要求，既影響外觀質(zhì)量也影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益問題。通過目前對福廈鐵路草洪塘特大橋350 km/h CRTS I 型雙塊式無砟軌道施工的總結(jié)，掌握質(zhì)量控制要點，可保證無砟軌道施工質(zhì)量，為后續(xù)施工提供寶貴經(jīng)驗。