岔區板式無砟軌道自密實混凝土施工控制技術淺析

摘要：通過對京滬高速鐵路路基上岔區板式無砟軌道道岔板充填層自密實混凝土灌注施工技術的研究，從自密實混凝土的配制、運輸、灌注等施工技術入手，提出了優化方案及質量控制要點。

關鍵詞：京滬高速鐵路 岔區板式無砟軌道 自密實混凝土 施工控制技術

0 引言

京滬高速鐵路是我國第一條具有世界先進水平的高速鐵路，岔區板式無砟軌道技術是其核心技術之一。在我國，京津城際鐵路首次設計鋪設了兩組岔區板式無砟軌道，武廣客運專線也大量鋪設了岔區板式無砟軌道，目前，運營情況良好，通過實踐證明，岔區板式無砟軌道是一種適合我國客運專線建設的新型岔區無砟軌道結構。

路基上岔區板式道岔無砟軌道自上而下由鋼軌、扣件、道岔板、充填層和墊層等部分組成。其中充填層又稱道岔板充填層，采用C40高性能自密實混凝土現場澆筑而成。

為解決路基上岔區道岔板充填層施工中混凝土開裂、浮漿、離縫等自密實混凝土灌注普遍存在的技術難題，在京滬高速鐵路施工中，從自密實混凝土的配比設計、原材料控制、設備選型、施工工藝等方面進行了系統的研究，改進、優化了施工工藝，確保了路基上岔區道岔板充填層的施工質量，并提高了施工工效。

1 自密實混凝土的設計及配制

自密實混凝土是具有高的流動性、間隙通過性和抗離析性，澆筑時僅靠其自重作用而無需振搗便能均勻密實成型的高性能混凝土。針對京滬高速鐵路路基上道岔板充填層①封閉空間；②鋼筋、絕緣卡以及墊塊阻力；③形狀各異、寬度較寬等結構特點，需要自密實混凝土具有①自流平性能與低含氣量；②高填充性能與高間隙通過性能；③高水平流動性能。其拌合物及硬化混凝土技術要求需符合表1、2的參考要求值：

由上述技術要求，采用絕對體積法進行自密實混凝土配合比室內試驗，水膠比初步確定為0.31，并在此基礎上，前后對外加劑、砂石穩定性進行室內、外比對試驗；進行對500～750mm 的擴展度等指標范疇的比對試驗；進行增加增稠劑、減縮劑的比對試驗。

完成碎石5～10mm、5～16mm 碎石的比對試驗，根據試驗結果，對配合比從以下幾方面進行了優化：①膠凝材料：增加粉體含量，從而增加了混凝土的流動性、粘聚性，同時增加了混凝土強度。②砂率：由50%增加到52%，經過對比，52%砂率的混凝土狀態較好。③外加劑：適當調整，作用機理先消泡后引氣，保證混凝土灌注面無過多氣泡產生，后引氣確保混凝土的和易性良好。④骨料的級配、含泥量、針片狀的控制：不同粒徑骨料對比，采用5～10mm的較5～16mm效果好。⑤含氣量：由開始的6%優化到1～3%左右，混凝土有良好的施工性能。

最終選定如下配合比，水泥：粉煤灰：膨脹劑：中砂：5～10mm碎石：水：減水劑為374:160:59:833:739:184:7.13，作為施工基礎理論配合比，混凝土有很好的流動性和和易性，能夠灌出較好的自密實混凝土，揭板混凝土面氣泡較少，敲開斷面混凝土密實，無空洞，無有浮漿層，施工性能良好。

2 施工工藝

施工現場具備灌注條件后，及時與拌和樓溝通，拌和樓依照配料單，利用指標合格、固倉存儲的原材料，及時拌制滿足灌注要求的自密實混凝土。拌制前對原材料及工裝設備進行檢查。為避免損失，混凝土拌合量需根據要灌注的道岔板而定，一車一板?；炷涟韬铣鰴C后檢測擴展度，檢測合格方可運輸至現場，否則廢棄移作它用，另行拌制。拌和樓在每次發車前及時與灌注現場聯系，以便做好現場運輸安排及灌注準備。

混凝土運輸至現場前，對模板、扣壓裝置、料斗、滑槽、試驗檢測儀器、舀漿工具等工裝設備進行檢查，確保各項工裝齊備可用。

同時對底充填腔體充分預濕，做到腔體上下表面潮而不干，濕不積水，并隨時檢查潤濕保持情況，及時進行補噴。

混凝土運輸至試驗現場后，檢測自密實混凝土擴展度、含氣量等性能指標，并現場添加外加劑及水實時優化調整至滿足灌注要求?，F場重點控制擴展度，擴展度一般控制在700mm左右。

混凝土灌注需重點把握灌注速度，宜按照先慢，緩提速，達到理想狀態后勻速的原則，盡量將單塊試驗板灌注完成時間控制在5min左右。

混凝土灌注過程中，安排專人舀漿，掌握舀漿時間，混凝土灌注對側混凝土翻漿后馬上進行舀漿，確?；炷僚艢?，并將混凝土灌注高度控制在高于板底1.5cm。

灌板完成后及時對混凝土進行適當養護，防止混凝土開裂；在離板后可在縫隙內灌水，對板腔內混凝土進行飽水養護。

3 優化比對試驗

3.1 充填層是否配筋

為檢驗自密實混凝土流動性和粘聚性指標，探究充填層鋼筋對混凝土流動及灌注充盈飽滿程度的影響，進行充填層是否配筋的比對試驗：

①充填層不配筋，光板灌注

混凝土在灌注方向上呈漫流狀流動，如灌注時速度過快，易在板中部及端部產生雍高形成氣泡，且混凝土排氣性不佳。

②充填層按施工要求配置鋼筋：混凝土灌注時呈階梯狀流動，排氣順暢。

3.2外加劑添加方式

①拌合站一次全部添加依照理論配合比，考慮混凝土運輸過程中的損失，外加劑一次性添加完成。因混凝土拌和物在運輸過程中擴展度損失較嚴重，施工現場檢測較難達標，需另添加外加劑及水攪拌，外加劑摻量較難控制，最終施工配合比較難掌控。

②現場二次添加混凝土在拌合樓拌合時添加全部外加劑的70%左右，在罐車到達現場時再添加另外30%，使外加劑達到計算施工摻量，罐車現場高速攪拌三分鐘。

此種添加方式易控制施工配合比，較易滿足自密實混凝土性能技術指標，且拌和物擴展度隨時間損失較小，配置效果理想。

3.3混凝土灌注入倉方式

①罐車+溜槽直接入倉

優點：簡單適用，物流組織靈活。

缺點：混凝土浪費現象嚴重，且灌注速度不易控制，不能做到勻速。

②吊車+12m3混凝土罐車+儲料斗+中轉斗+溜槽的方式實現混凝土灌注。

優點：灌注速度能做到勻速控制，混凝土浪費很少。

缺點：灌注過程組織繁瑣，工序較多，對現場組織要求高。

4 結束語

該路基上岔區板式無砟軌道自密實混凝土充填層施工技術是在施工中不斷摸索、改進、總結而成，充分體現了高速鐵路技術標準高、要求嚴的特點。岔區板式無砟軌道自密實混凝土充填層澆筑質量的好壞，將直接影響到后期道岔安裝調試難易程度及工作量，且對高速鐵路建成后的安全、舒適運行意義重大。

參考文獻：

[1]《京滬高速鐵路道岔板充填層自密實混凝土暫行技術要求（修訂版），編制單位：中國鐵道科學研究院.

[2]京滬高速鐵路其他相關設計文件.