戈壁地區雙塊式無砟軌道道床板混凝土裂紋控制

葉鴻濤

(中鐵上海工程局第一工程有限公司，安徽蕪湖 241001)

1 概述

當前我國鐵路正處于高速發展期，隨著普通鐵路向高速鐵路發展的步伐，無砟軌道施工技術已經被廣泛的運用于各條新建鐵路干線。隨著西部經濟發展的需要，西北地區鐵路也開始迅猛建設，蘭新鐵路第二雙線也首次在戈壁地區使用了雙塊式無砟軌道整體道床。戈壁地區氣候條件特殊，區內大風肆虐，氣候干燥，原材料資源匱乏，使無砟軌道道床極易在早期產生裂紋，對道床質量造成影響，因此必須采取有效的技術措施控制裂紋的產生，從而保證無砟軌道的質量。

2 戈壁地區無砟軌道產生裂紋的主要因素

2.1 軌枕“八字紋”

軌枕“八字紋”產生的主要原因:軌枕沒有潤濕就澆筑道床板混凝土，軌枕周圍混凝土中的水一部分被軌枕吸收另一部分水在混凝土水化反應過程中被水化熱蒸發到空氣中去，在這種情況下軌枕周圍混凝土水分損失過快，導致該部分混凝土收縮比其他部位混凝土收縮快，從而在軌枕周圍產生了“八字紋”。

2.2 軌枕間縱向裂紋

軌枕間縱向裂紋產生的主要原因:由于道床混凝土澆筑通常選擇在溫度相對比較低的夜間來進行，并且戈壁地區晝夜溫差比較大，一般在20℃左右。施工道床板所使用的工具軌在白天會形成較大的溫度應力產生形變，如果松扣件的時間不及時，鋼軌的形變會在混凝土內部產生很大的應力，從而在軌枕間產生縱向裂紋。

2.3 道床表面收縮裂紋

道床表面收縮裂紋產生的主要原因:

1)由于空氣濕度小，道床板澆筑后表面水分損失非常快;

2)混凝土表面抹面次數不夠;

3)道床板混凝土澆筑結束后覆蓋灑水養護不及時，加速混凝土中的水分蒸發，在這種條件下混凝土表面不均勻收縮產生的局部應力過大，最終導致了道床中部縱向裂紋的產生。

3 道床裂紋控制措施

3.1 混凝土配合比控制措施

為了滿足惡劣環境下戈壁灘地區無砟軌道的施工要求，首先從原材料進行控制。經過大量試驗，為盡可能減少混凝土自身產生裂紋的因素，混凝土配合比必須做到“三低一高”:

1)低膠材用量;

2)低用水量;

3)低坍落度;

4)高含氣量。

3.2 減少“八字紋”措施

1)戈壁灘地區氣候炎熱、空氣干燥，道床板澆筑前，要對雙塊式軌枕進行充分灑水，間隔1 h后進行第二次灑水濕潤，混凝土即將澆筑前10 min必須再次進行灑水濕潤，保證軌枕吸收足夠的水分后才能進行道床板混凝土澆筑施工。

2)試驗員應嚴格控制道床板混凝土施工配合比，保證混凝土入模坍落度不大于140 mm，過大的坍落度易在表面形成較厚的浮漿，使混凝土剛澆筑結束后極易產生“八字紋”。

3.3 減少軌枕間縱向裂紋措施

扣件松開的時間要掌握好，由于無砟軌道每次澆筑長度較長，施工時間跨度較長，不可一次澆筑結束后統一安排松扣件。現場技術人員要詳細記錄好每個單元板澆筑結束時間，根據每個板塊結束時間確定好松鋼軌扣件的時間，并監督施工人員按時松開扣件。

3.4 減少收縮裂紋的措施

1)由于戈壁地區空氣濕度小，混凝土澆筑的順序要控制好，由軌枕間逐步梯次澆筑，混凝土工布料要均勻，確保枕下混凝土密實，在軌枕四周要二次振搗，確保混凝土密實。

2)由于地區氣候原因，混凝土澆筑完成后，會迅速在表面形成一層厚2 mm左右的硬殼，此層硬殼是由于水分蒸發過快產生的，由于此硬殼的存在，使得混凝土表面收面工作無法進行，為了避免此現象產生，必須使用一種蒸發抑制劑材料，并要即時噴灑，通過噴灑蒸發抑制劑可有效的避免硬殼層的產生。

3)混凝土收面要至少4遍，通過不停的收面，可以及時封閉表面裂紋。收面工作要仔細認真，不可遺漏，特別在軌枕四周、工具軌下部等不方便操作的部位。

4)混凝土澆筑結束后，后期養生要到位，尤其是澆筑后5 d內尤為重要，養護具體措施如下:

a.混凝土剛澆筑結束后，需進行工具軌拆除一系列工序，使得混凝土不能立即覆蓋養護，因此采用全斷面噴灑養護液是比較有效的方法。

b.混凝土澆筑結束后至終凝前期間的遮陽防曬對混凝土初期裂紋的抑制至關重要，同時也是降低軌溫的關鍵。道床板混凝土收光完成后，施工人員檢查混凝土面不粘手時立即用棉被進行架空覆蓋，配備專人用噴霧器對布內部進行補水，保證其始終處于濕潤狀態;隨后的拆除軌排框架作業時，拆除一處掀開一處，做到隨掀隨蓋的狀態;此階段可不采用養護劑養護。

c.框架拆除后立即加蓋棉被，覆蓋后灑水充分濕潤，上面加蓋防曬、保溫、防蒸發效果好的篷布，包裹必須完整覆蓋整個道床板混凝土，做好防風固定，隨時檢查、補水，以保證在養護期內混凝土表面始終處于濕潤狀態。

d.在每個澆筑段端頭搭接的一榀軌排要在下一個澆筑段澆筑后才能拆除，此期間養護的棉被和篷布是覆蓋在軌排上懸空的，因此搭接軌排處的混凝土養護要先噴涂養護液，然后再覆蓋棉被及篷布養護，以確保養護的效果。

e.養護時覆蓋的棉被和篷布兩側采用土封邊壓實，篷布頂上采用編織袋裝土或其他重物進行壓緊，確保不被大風吹掀開，造成水分的流失。

f.補水是養護的重要措施，必須安排專人負責此項工作，澆筑次數以保證混凝土表面濕潤為標準，嚴禁出現混凝土表面干濕循環。

g.棉被加篷布雙層養護不能少于15 d。

4 結語

在戈壁地區雙塊式無砟軌道道床板施工過程中，通過查找質量問題的主要因素，然后采取相應措施，過程中還應對措施效果進行驗證，如未達到預期目標，立即調整措施，使混凝土質量始終處于可控狀態之下。在蘭新鐵路第二雙線的施工中，在戈壁地區氣候環境中，通過不斷的交流施工經驗，總結出以上措施，使雙塊式無砟軌道質量處于可控狀態，也為今后類似工程施工提供了一些參考。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.高速鐵路軌道工程施工技術指南［M］.北京:中國鐵道出版社，2011.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.高速鐵路軌道工程施工質量驗收標準［M］.北京:中國鐵道出版社，2011.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.鐵路混凝土工程施工質量驗收標準［M］.北京:中國鐵道出版社，2011.