談鐵路客運(yùn)專線路基支承層低塑性混凝土施工

趙紅喜

(中鐵二十局集團(tuán)六公司，陜西西安 710032)

談鐵路客運(yùn)專線路基支承層低塑性混凝土施工

趙紅喜

(中鐵二十局集團(tuán)六公司，陜西西安 710032)

結(jié)合具體工程實(shí)例，從施工準(zhǔn)備、低塑性混凝土的配料和配合比設(shè)計(jì)、測量放樣、模板支設(shè)等方面介紹了路基支承層低塑性混凝土的施工措施，總結(jié)了工藝改進(jìn)措施，以提高工程施工質(zhì)量。

支承層，路基，低塑性混凝土，配合比設(shè)計(jì)

0 引言

鐵路客運(yùn)專線技術(shù)新、標(biāo)準(zhǔn)高，要求主體工程質(zhì)量“零缺陷”，需滿足高速列車運(yùn)行高安全性和高舒適性要求。路基支承層作為承載軌道板的承載層，需嚴(yán)格按工藝組織施工。

我單位負(fù)責(zé)施工的石武客運(yùn)專線SWZQ-2標(biāo)段CRTSⅡ板式無砟工程位于新鄉(xiāng)市原陽縣七里營鎮(zhèn)，起訖里程：DK618+407．3～DK631+129．441，其中路基支承層施工長度為8 344．7 m。現(xiàn)結(jié)合我項(xiàng)目施工情況，就路基支承層低塑性混凝土施工采取的一些施工技術(shù)措施及注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹。

1 路基支承層低塑性施工

1．1 低塑性混凝土的技術(shù)要求

CRTSⅡ型無砟軌道的支承層厚度為300 mm，直線段頂、底寬為3 250 mm。

混凝土增實(shí)因素大于1．2，混凝土28 d抗壓強(qiáng)度為12 MPa～18 MPa，28 d抗折強(qiáng)度不小于2 MPa，28 d收縮率不大于200 (10－6)，28 d單個芯樣強(qiáng)度不小于6 MPa，28 d單組芯樣強(qiáng)度不小于8 MPa。

1．2 施工準(zhǔn)備

1)對所有上場人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求操作及現(xiàn)場管理人員熟練掌握支承層施工工藝及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

2)進(jìn)行配合比試驗(yàn)，確定符合設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)、施工配合比，并報(bào)監(jiān)理工程師審批。

3)進(jìn)行原材料準(zhǔn)備，確保支承層施工過程中原材料的質(zhì)和量均能得到保證。

4)路基沉降變形觀測達(dá)到測量周期要求且通過沉降評估。

5)混凝土攪拌站生產(chǎn)能力及拌和質(zhì)量達(dá)到施工進(jìn)度要求。

6)根據(jù)自卸汽車等施工機(jī)械的行走和停放要求，在適宜地點(diǎn)修筑進(jìn)入路基的進(jìn)出口坡道，坡道填筑碾壓密實(shí)，坡道頂寬不小于5 m，其坡度不大于1/7。

7)按照工程量和進(jìn)度要求配置相應(yīng)數(shù)量的機(jī)械設(shè)備和人員。

8)路基混凝土支承層施工前，進(jìn)行基床表層高程及坡度驗(yàn)收，對于超高及低凹部位進(jìn)行整修，合格后方能進(jìn)行路基混凝土支承層施工。

1．3 低塑性混凝土的配料

低塑性混凝土由粗、細(xì)骨料、少量膠凝材料和少量水等配制而成，坍落度不大于30 mm的混凝土。

配制支承層低塑性能混凝土宜選用強(qiáng)度等級不低于42．5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，比表面積不應(yīng)大于350 m3/kg，其余性能應(yīng)符合GB 175-1999的規(guī)定，不應(yīng)使用早強(qiáng)水泥。

細(xì)骨料采用級配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然河砂或人工砂，細(xì)度模數(shù)不小于2．3，含泥量不大于3．0%，泥塊含量不大于1．0%。細(xì)骨料的其他質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合科技基［2008］74號文中的規(guī)定。

粗骨料應(yīng)選用級配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、線脹系數(shù)小的潔凈碎石。最大公稱粒徑宜采用31．5 mm或40 mm。其他質(zhì)量指標(biāo)符合科技基［2008］74號文中的規(guī)定。

粉煤灰采用Ⅰ，Ⅱ級粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)符合科技基［2008］74號文中的規(guī)定。

配制混凝土的減水劑減水率不小于25%，常壓泌水率比不大于20%，收縮率比不大于100%，3 d，7 d，28 d抗壓強(qiáng)度比分別為不小于130%、不小于125%、不小于120%。

拌制高性能混凝土的水，其質(zhì)量應(yīng)符合JGJ 63-89混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1．4 低塑性混凝土的配合比設(shè)計(jì)

低塑性混凝土配合比選定時，應(yīng)采用較少的膠凝材料用量和水用量。除非必要，應(yīng)盡量少用或不用減水劑。

我單位試驗(yàn)人員根據(jù)科技基［2008］74號文中提供的低塑性混凝土材料配合比推薦用量，同時結(jié)合所用材料性能進(jìn)行試驗(yàn)，最終確定表1中的混凝土配合比材料用量。

表1 支承層材料配合比材料用量 kg/m3

低塑性混凝土強(qiáng)度的控制，主要是控制材料中的膠凝材料用量，防止因追求施工便利而隨意加大膠凝材料和用水量，增大支承層收縮開裂的風(fēng)險。支承層材料的收縮主要與漿體用量和密實(shí)度有關(guān)，漿體用量越少、密實(shí)度越高，混凝土的收縮值就越小。

1．5 低塑性混凝土的生產(chǎn)

混凝土采用混凝土攪拌站集中拌和。攪拌前，含水率每班抽測2次，雨天應(yīng)隨時抽測，應(yīng)嚴(yán)格測定骨料的含水率，及時調(diào)整施工配合比。

嚴(yán)格按配合比重量計(jì)量，計(jì)量允許偏差：水泥、粉煤灰和水為±1%，骨料為±2%。攪拌過程中，不得使用表面沾染塵土和暴曬過熱的骨料。攪拌完成后，應(yīng)及時觀測拌和物有無結(jié)團(tuán)、塑性坍塌等不良現(xiàn)象。

高溫季節(jié)對混凝土原材料要做好防曬、降溫措施。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，對砂、石料的儲藏料棚等進(jìn)行防曬、降溫處理，對于水泥罐、粉煤灰罐采用定期灑水的方式降溫，噴灑頻次根據(jù)當(dāng)天氣溫每隔2 h～3 h一次。嚴(yán)格控制水泥進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度不大于40℃。對拌和用水、水箱及水管增強(qiáng)隔熱設(shè)施并增設(shè)冷卻裝置冷卻拌和水，以降低水溫。

1．6 測量放樣

1)支承層放樣前，測量人員需做好放樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作。放樣時，采用自由設(shè)站后方交會法，后視CPⅢ基點(diǎn)數(shù)量不得少于6個。

2)清掃路基表面，進(jìn)行立模工序，通過在模板底施作砂漿帶來粗略調(diào)節(jié)模板頂高，同時通過精確調(diào)整模板頂整平機(jī)走行軌道標(biāo)高，精確控制支承層的頂標(biāo)高。

1．7 模板支設(shè)

支承層模板采用28槽鋼，單節(jié)長為3．0 m，模板每0．4 m設(shè)一扁鋼加勁肋，加勁肋上設(shè)螺栓孔，以便支撐桿與地錨連接對模板進(jìn)行加固，每節(jié)模板左、中、右布置三個支撐點(diǎn)，見圖1。具體操作過程如下。

圖1 模板支設(shè)

1)模板支立前進(jìn)行模板打磨處理。

2)根據(jù)支承層底面邊緣線位置安裝支承層模板。

3)在模板外側(cè)加勁肋對應(yīng)路基位置采用鋼釬固定地錨，采用帶絲杠支撐桿對模板與地錨進(jìn)行連接，通過絲杠長度調(diào)整模板垂直度，并進(jìn)行模板固定。

4)模板安裝好后，再次進(jìn)行模板頂面高程測量，不合格處通過頂面整平機(jī)軌道調(diào)至偏差滿足規(guī)范要求。整平機(jī)軌道通過內(nèi)外螺母固定在模板上邊肋，相對松緊上下螺母來實(shí)現(xiàn)軌道的精調(diào)。

5)模板調(diào)整合格后進(jìn)行底面封邊作業(yè)，支承層厚度為30 cm，模板高度為28 cm，模板與地面之間有2 cm空隙，為確保支承層施工質(zhì)量，采用M7．5水泥砂漿進(jìn)行封閉。支承層拆模后，鑿除外露封邊砂漿。

1．8 低塑性混凝土的運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸采用小型自卸汽車，以便在路基面掉頭。

每次使用前后應(yīng)將自卸汽車清掃干凈。自卸車在拌和站裝載混凝土?xí)r，分次攪拌的混凝土應(yīng)卸落于車斗的不同部位，避免在同一部位連續(xù)卸落而堆積離析。混凝土運(yùn)輸時，應(yīng)進(jìn)行有效覆蓋。自卸車應(yīng)慢速行車卸料，避免集中卸料造成堆積離析，并保證卸料自由落差不大于1 m。

夏季施工時，應(yīng)避免白天高溫時段，一般在夜間施工最為適宜。施工前應(yīng)對基床表面進(jìn)行灑水濕潤。

1．9 低塑性混凝土的澆筑

1)路基上支承層先施工遠(yuǎn)離便道一側(cè)，再施工靠近便道一側(cè)。支承層施工物流組織示意圖見圖2。

2)混凝土澆筑時，先用人工大致攤平，再用8 cm插入式高頻振搗臺振搗，模板兩側(cè)輔以振搗棒振搗，避免過振，最后采用整平提漿機(jī)進(jìn)行混凝土面整平、提漿，并輔以人工使用刮尺進(jìn)行刮平、人工收面，確保平整度滿足設(shè)計(jì)要求(見圖3)。

3)人工收面完成后，施工人員采用自制工具進(jìn)行支承層4%橫向排水坡抹面。4%的排水坡寬度為40 cm。中部245 cm范圍內(nèi)為0．5%橫坡(通過兩側(cè)模板高差來控制)(見圖4)。

4)對軌道板鋪設(shè)范圍內(nèi)的支承層頂面進(jìn)行橫向拉毛，拉毛深度1 mm～2 mm。拉毛時間以手指按壓混凝土表面，剛好不沾手時為佳。拉毛采用刷毛3 cm長的尼龍刷，保證拉毛細(xì)密、均勻，且深度基本一致。

圖2 支承層施工物流組織示意圖（單位：m）

圖3 混凝土振搗

圖4 4%排水坡人工收圖

5)混凝土澆筑5 h～10 h后，拆除側(cè)模，進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時間一般不少于7晝夜。

6)混凝土支承層澆筑12 h之內(nèi)按設(shè)計(jì)進(jìn)行橫向切縫，切口及施工縫不得與板縫重疊。相鄰兩切縫間的距離一般為5 m(不大于5 m，不小于2 m)，切口深度為100 mm。施工接縫應(yīng)安排在切口位置或距切口2．5 m處。

7)軌道板鋪設(shè)前，采用聚氨酯乳化瀝青等具有防水性能的彈性密封材料進(jìn)行灌縫處理。所灌材料應(yīng)略低于混凝土表面，防止在高溫條件下灌縫材料溢流，造成對支承層混凝土污染。

2 低塑性混凝土施工工藝改進(jìn)

根據(jù)現(xiàn)場總結(jié)，主要從以下兩個環(huán)節(jié)進(jìn)行提高功效的工藝改進(jìn)：

1)混凝土運(yùn)輸：由于低塑性混凝土坍落度很小，前期用中型自卸車運(yùn)輸混凝土，每車?yán)? m3，混凝土卸落后，容易堆積，人工攤鋪用時約45 min，但機(jī)械振搗、收面時間僅為25 min，表層混凝土水分易損失。隨后改用小型農(nóng)用自卸車運(yùn)輸，每車3．5 m3，混凝土卸落后，堆積現(xiàn)象明顯減小，人工攤鋪的實(shí)際不足20 min，機(jī)械振搗、收面時間為10 min，人機(jī)匹配比較理想，節(jié)約施工時間為15 min，較好的提高了機(jī)械的功效。

圖5 在高頻振搗器軌道前加可調(diào)橫梁

2)混凝土攤鋪：由于低塑性混凝土振搗后漿體很少，混凝土攤鋪過程中，攤鋪過厚，振搗后超高，多余混凝土清除后，混凝土表面已經(jīng)沒有漿體，無法保證收面質(zhì)量;攤鋪過低，必須人工進(jìn)行二次補(bǔ)料、翻拌并進(jìn)行二次振搗，也不能保證混凝土表面質(zhì)量。通過現(xiàn)場分析研究，最終采用在高頻振動器機(jī)架前加設(shè)升降橫梁來控制混凝土的虛鋪厚度。自制橫梁懸掛部分采用碗扣式腳手架的頂托，反向焊接固定在振動器前部，橫梁為［10槽鋼。施工中，根據(jù)量測得出的混凝土振搗前后高度以及設(shè)計(jì)要求混凝土標(biāo)高，調(diào)節(jié)頂托絲杠進(jìn)而調(diào)整橫梁高度，保證混凝土攤鋪一步到位，很好的解決了因混凝土攤鋪厚度影響施工功效及施工質(zhì)量(見圖5)。

3 結(jié)語

支承層是CRTSⅡ型無砟軌道工程的重要組成部分，也是后續(xù)無砟軌道工程施工的前提保障，質(zhì)量要求高、施工控制難度大，但經(jīng)現(xiàn)場不斷總結(jié)，充分掌握了施工工藝，并通過設(shè)備及工藝改進(jìn)，較以往極大的提高了工效。

［1］科技基［2008］74號，客運(yùn)專線鐵路無砟軌道支承層暫時技術(shù)條件［Z］．

［2］鐵建設(shè)［2007］85號，客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］．

Low plastic concrete construction of subgrade bearing layer on passenger special line

ZHAO Hong-xi

(China Railway 20th Bureau Group 6th Company，Xi’an 710032，China)

Integrating with specific engineering examples，the paper introduces low plastic concrete construction measures of subgrade bearing layer from aspects for construction preparation，low plastic concrete dosing，mixing proportion design，measurement sampling and template erection and so on，and summarizes the technology improving measures，with a view to improve the engineering construction quality．

bearing layer，subgrade，low plastic concrete，mixing proportion design

TU528．37

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.033

1009-6825(2013)10-0134-03

2013-01-11

趙紅喜(1977-)，男，工程師