CRTSⅡ型板水泥乳化瀝青灌漿施工技術

王正壽

(中鐵十六局集團有限公司,北京 100018)

1 概況

CRTSⅡ型板式無砟軌道整個系統由滑動層、底座板、水泥乳化瀝青砂漿墊層及Ⅱ型軌道板 4大部分組成,其中,軌道板的鋪設施工包括軌道板的運輸吊裝、粗鋪、精調、灌漿以及張拉連接等幾大工序。

2 技術準備

2.1 材料確認工藝性試驗

為考查水泥乳化瀝青砂漿整體質量和灌注效果,避免偶然因素的出現對乳化瀝青、干粉料生產單位的選擇,根據《高速鐵路無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿現場工藝性試驗管理實施細則》要求,至少需連續灌注 6塊板(4塊直線板,2塊標段內最高曲線板)。

2.2 鋪板單位工藝性試驗

為確保水泥乳化瀝青砂漿灌注施工質量,考查鋪板單位的施工工藝是否滿足施工質量和施工進度要求,鋪板單位在線上正式施工前,至少在線路上連續灌注 10塊板。

2.3 施工過程中的揭板檢查

監理人員應對每塊板的水泥乳化瀝青砂漿灌注施工過程進行見證和確認。

咨詢人員對每個水泥乳化瀝青砂漿灌注作業面的現場施工過程進行抽查,并做好記錄。

2.4 施工配合比的驗證

施工單位在揭板試驗現場按型式檢驗的要求取樣,監理見證,送指定的單位檢驗。

2.5 崗前培訓

所有參建人員進場,必須進行崗前培訓,經考試合格后持證上崗。

3 材料、設備準備

(1)做好材料的招標采購、進場驗收和存放工作。必須滿足施工圖紙要求,各類材料供應方須按規定批量出具產品質量證明文件。按有關規定進行檢驗,存放符合相關規定。

(2)施工前根據質量控制需要設置檢測機構,并配備相應的檢測設備。各施工檢測設備必須在使用前校驗并鑒定,不合格者不得使用。

4 CRTSⅡ型軌道板進場驗收技術要點

通過大量的 CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿的灌注試驗發現,軌道板底面的質量影響砂漿的灌注質量。軌道板底面坑洼不平,容易造成砂漿灌注不充盈;軌道板底面拉毛過深,會增大砂漿與軌道板底面摩擦,從而產生大量氣泡;軌道板缺棱掉角,造成封邊不嚴從而造成砂漿灌注漏漿等等。

4.1 軌道板外形尺寸驗收、檢驗方法

軌道板進場時,要對其外形尺寸進行檢查,外形尺寸應符合表1規定。

表1 軌道板外形尺寸偏差要求

4.2 軌道板外觀質量驗收、檢查方法

軌道板進場時,要對其外觀質量進行檢查,外觀質量應符合表2規定。

表2 CRTSⅡ型軌道板外觀質量要求

5 CRTSⅡ型軌道板壓緊裝置

精調完成后設置 CRTSⅡ型軌道板壓緊裝置(防止灌注水泥乳化瀝青砂漿時板上浮)。一般情況下,固定裝置安裝于軌道板的兩端中間,當曲線位置超高達到 45mm及以上時軌道板兩側中間部位增加設置固定裝置。壓緊裝置由錨桿、L形鋼架及翼形螺母組成,錨桿錨固深度應為 100～150mm,錨固劑錨固,錨固完成的錨桿必須保證處于垂直狀態。壓緊裝置施工前,要進行錨桿抗拔試驗。水泥乳化瀝青砂漿灌注并硬化后壓緊裝置拆除。

6 CRTSⅡ型軌道板水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝流程

工藝流程:軌道板填充縫潤濕→軌道板封邊、排氣孔設置→向砂漿攪拌車內加料→砂漿車水平調整、檢查→砂漿車配合比輸入→選擇攪拌方量試拌→砂漿均質性目測、性能檢測→水泥乳化瀝青砂漿攪拌→水泥乳化瀝青砂漿灌注→養護、拆模。

6.1 軌道板填充縫潤濕

水泥乳化瀝青砂漿灌注時,如底座板過于干燥,底座板會吸收砂漿自身的水分,從而在底座板和填充層之間形成貫穿性的氣孔(貫狀孔),貫狀孔的出現是水泥乳化瀝青砂漿填充層的最大質量弊害。底座板過于干燥,會增大底座板的摩擦力,水泥乳化瀝青砂漿的流動面積減小、流動速度減緩,會形成漿體分層,嚴重影響水泥乳化瀝青砂漿的灌注質量。如軌道板底面過于干燥,軌道板同樣會吸收漿體自身的水分,從而在填充層上表面和軌道板的接觸面之間形成大面積的氣泡,大面積氣泡的產生也嚴重影響水泥乳化瀝青砂漿的灌注質量。

因此,CRTSⅡ型軌道板填充縫的潤濕是決定水泥乳化瀝青砂漿灌注質量的重要因素,軌道板填充縫的潤濕至關重要。CRTSⅡ型軌道板鋪設前,利用高壓水槍將底座板和軌道板表面灰塵沖洗干凈。軌道板精調完畢,利用高壓水槍的噴霧裝置將底座板頂面和軌道板底面,充分潤濕、潤透,至混凝土表面不再出現氣泡。

6.2 表面明水的去除

填充縫內的明水過多,會造成水泥乳化瀝青砂漿水灰比超標,從而影響砂漿的力學性能、黏結性能和不均勻性,不均勻性又會產生應力集中,破壞了填充砂漿均勻受力的狀態。因此填充縫內的明水必須除去。

6.3 CRTSⅡ型軌道板填充層封邊施工工藝要點

6.3.1 封邊材料選擇

采取厚度 5cm、高度 10cm的木板 +土工布 +塑料薄膜的方式進行封邊。

優點:使用方便、快捷,軌道板精調后 0.5h內即可完成水泥乳化瀝青砂漿的灌注,對精調結果影響小。可重復使用,拆除、轉移便利。解決使用砂漿在氣溫低的環境下強度增長慢、污染外觀、鑿除時現場亂的問題。與潤濕銜接好,避免過早干燥或補水存水。

缺點:木板在潮濕環境下容易變形,影響封邊質量。

6.3.2 封邊施工

(1)軌道板兩側封邊

將 5mm厚的土工布粘接在木板與底座板和軌道板接觸面一側,并壓緊塑料薄膜,利用夾緊裝置夾緊木板。夾緊裝置由通長的無縫鋼管、鋼板固定端和螺桿加固端構成,使用時將螺桿擰緊夾緊木板。

(2)軌道板窄接縫封邊(圖1)

充分利用窄接縫的寬度,5cm厚的木板 +1cm的土工布 +塑料薄膜,用錘子將其輕輕敲入窄接縫內(使勁敲打會造成軌道板縱向位移)。

圖1 軌道板窄接縫封邊

(3)排氣孔的設置

排氣孔設置于軌道板的 4個端角處,封邊時木板端頭與軌道板端頭預留 1cm作為排氣孔。利用潮濕的砂子在排氣孔的周圍圍成槽形,槽高超過軌道板底面高度,灌注砂漿時砂漿從排氣孔流出,當砂漿充滿砂槽時利用木塞塞緊即可。當流出的砂漿凝固后進行清理,由于排氣孔處被一層薄薄的砂覆蓋,砂漿流出時直接流在了砂層上,既有利于清理又不會污染底座板且多余的砂可繼續使用。

6.4 CRTSⅡ型軌道板水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝要點

6.4.1 水泥乳化瀝青砂漿材料的運輸

水泥乳化瀝青砂漿攪拌車由倉儲地點加料,運輸至施工地點并拌和。原材料供應采用專用車輛運輸,現場供料的組織方式。要求運輸車輛設有相應的降溫及保溫措施,同時砂漿拌和現場應設有快速加料等配套設備或倒裝措施。

水泥乳化瀝青砂漿拌和完成后,將砂漿倒裝于砂漿中轉倉(或灌漿斗)中,吊車吊運上橋并置于專用平車上,移動至灌注地點進行灌漿作業。砂漿中轉倉(或灌漿斗)與平車的組合配置確保出料口高于軌道板 0.5～1.0m。

6.4.2 水泥乳化瀝青砂漿的拌和

每次灌注施工前均應進行砂漿的試拌和,測量新拌砂漿的擴展度、流動度、含氣量、砂漿溫度等指標,根據實驗結果,微調并最終確定砂漿配合比。各項指標合格后,即可進行軌道板墊層灌注施工。水泥乳化瀝青砂漿的性能指標見表3。

表3 水泥乳化瀝青砂漿的性能指標要求

6.4.3 水泥乳化瀝青砂漿的灌注

在水泥乳化瀝青砂漿灌注地點,將灌注軟管與砂漿中轉倉(或灌漿斗)進行連接,灌注軟管另一端作為出口對準灌漿孔,通過中間的灌漿孔完成灌漿施工,兩側孔為觀測孔,開啟出料調節閥進行灌漿施工。灌漿過程中,嚴格控制灌注速度,灌注速度越快漿體產生的氣泡越多,灌注速度過慢又會造成漿體分層,從灌注開始到灌注結束時間宜控制在 210～270s。由于漿體與軌道板底面摩擦產生大量氣泡,通過觀察孔觀察氣泡產生多少控制灌注速度,發現觀察孔內砂漿產生較多氣泡時,可通過出料調節閥減緩出料速度。另外灌注砂漿時,砂漿要順著灌注孔壁流入填充縫內,通過 4個排氣孔進行觀測,排氣孔冒出砂漿且漿體沒有氣泡產生,用木塞或泡沫材料塞住排氣孔,同時觀察灌漿孔和觀測孔內砂漿表面高度的變化情況,為防止砂漿溢出,灌漿孔和觀測孔均插入 20cm長、同口徑 PVC管,砂漿面應高于軌道板的底邊且不能回落時,灌漿過程才可告結束。砂漿中轉倉運回地面清洗后方可再次使用。

砂漿處于初凝狀態(不具流動能力)時,將灌漿孔中多余的砂漿掏出,使砂漿表面距軌道板頂面保持在15cm位置。為保證后續封孔混凝土與墊層砂漿的良好連接,在墊層砂漿處于稠化狀態時將一根 S形鋼筋從灌漿孔插入至墊層砂漿中,S形鋼筋由長約 23cm(φ6mm)的圓鋼制成。

6.4.4 水泥乳化瀝青砂漿車攪拌機的清洗

砂漿車攪拌機由于加料等原因不能連續拌和施工時,應及時對攪拌倉進行清洗。清洗可利用加料等待時間進行。清洗時應注意清洗污水的排放。

6.4.5 精調調節裝置拆除

墊層砂漿抗壓強度至少達到 1MPa后,方可拆除軌道板下精調校正裝置。

7 機具設備

7.1 主要機具設備(表4)

表4 主要機具設備

7.2 試驗機具設備(表5)

7.3 測量儀器設備(表6)

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8 結論

采用該灌漿施工技術進行了大量的軌道板乳化瀝青砂漿灌注和揭板試驗,縮短了軌道板精調與砂漿灌注的時間間隔(25min即可完成砂漿灌注),克服了因此造成的軌道板下沉,可大大縮短施工工期;揭板檢驗乳化瀝青砂漿灌注質量優良,合格率達到 100%。該施工技術的使用降低了作業勞動強度,提高了工作效率,加快了施工進度,大大提高乳化瀝青砂漿的灌注質量。2009年 10月 7日順利通過了乳化瀝青砂漿灌注和揭板試驗的驗收。

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