高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道維修技術探索

田衛東

(北京鐵路局，北京100860)

1 CRTSⅡ型無砟軌道的應用

2005年，我國在前期研究成果和消化吸收國外引進技術的基礎上，通過京津城際鐵路的工程實踐，無砟軌道系統技術總結、系統技術再創新等工作，形成了CRTSⅡ型板式無砟軌道系統成套技術。該型軌道充分考慮了環境溫度對軌道的影響，每個區間段內的軌道板縱連為一個整體，軌道板不易翹曲，并通過設計滑動層來消除梁體自由伸縮對無砟軌道的影響。又通過對底座板施加預應力，使得底座板熱脹冷縮造成的影響降至最低。CRTSⅡ型板式無砟軌道結構受力合理，現場施工作業簡單方便，穩定性、平順性、耐久性好，在京滬、京石、石武等高速鐵路上得到了廣泛應用。

2 CRTSⅡ型無砟軌道運營中存在的問題

某城際鐵路區間正線鋪設CRTSⅡ型板式無砟軌道，自2008年開通運行至今，整體狀態良好，很少進行維修工作(除個別軌道板離縫整修外)。目前運營中出現的問題有:板端上翹、水泥瀝青砂漿層與軌道板離縫;軌道零部件的傷損;周期性軌道不平順;水泥瀝青砂漿破損;軌道板裂紋;軌道板間接縫裂紋;橋上側向擋塊出現斜裂紋;橋面防水層破損。

CRTSⅡ型板式無砟軌道在國內應用時間較短，已出現的各種問題隨著運量的增加、時間的推移、高低溫的變化，以及雨季、下雪等環境因素的影響可能會逐漸嚴重。在將來可能產生的問題還有:橋隧過渡段、路堤處的沉降對無砟軌道的影響;鋼軌的傷損;混凝土結構物的裂縫。

3 CRTSⅡ型無砟軌道傷損分級

綜合某城際鐵路及國外經驗，CRTSⅡ型板式無砟軌道的傷損形式可歸納為:軌道板裂紋、掉塊;承軌臺裂紋、掉塊;支承層(底座)裂縫、掉塊;水泥瀝青砂漿層滲水、裂縫、剝落，砂漿層與軌道板或底座之間的離縫;板間接縫裂縫、掉塊;側向擋塊裂縫、掉塊，軌道沉降。綜合傷損形式、評判指標、等級劃分如下。

(1)傷損形式:裂縫(裂紋)、間隙、缺損。

(2)評判指標:對于裂縫(裂紋)、間隙，主要用寬度來描述其大小，也可輔助之以長度、深度;對于缺損，主要用深度、面積來描述。

(3)等級劃分:傷損等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。Ⅰ級傷損應做好記錄，Ⅱ級傷損應列入維修計劃并適時進行修補，Ⅲ級傷損應及時修補。CRTSⅡ型板式無砟軌道傷損等級劃分如表1所示。

4 維修方法

某城際鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道目前所發現的問題傷損等級大多為Ⅰ級，需要繼續跟蹤觀察，基本上實現了少維修、免維修。以下是根據CRTSⅡ型板式無砟軌道特點，結合國內外經驗總結的一些維修措施。

表1 CRTSⅡ型板式無砟軌道傷損等級劃分_______

4.1 軌道板上拱及離縫的處理

在建設過程中，某城際鐵路L2799、L2800軌道板在交接處出現板端上拱和離縫問題，采取了以下處理措施:①在L2799和L2800各自相鄰的L2798、L2801軌道板上各設置6根 φ28 mm的錨固筋;②鑿除L2799、L2800軌道板寬窄接縫處的混凝土，拆除有問題的張拉鎖件;③在軌道板周圍進行密封，采用無壓或有壓方式灌注軌道板與CA砂漿層間的離縫;④在L2799、L2800軌道板上各設置6根φ28 mm的錨固筋;⑤安裝新的張拉鎖件，張拉軌道板，并澆筑寬、窄接縫;⑥調整扣件，使得軌道的平面、高程位置符合作業驗收標準。

現場跟蹤調查，處理后未出現新問題，說明采用這種處理措施是有效的，其他類似的軌道板與砂漿層、砂漿層與支承層(底座板)之間的離縫問題也可適用。

4.2 破損的修補

對于承軌臺、軌道板、水泥瀝青砂漿層、底座板等結構的剝離和掉塊，可采取混凝土、樹脂或砂漿材料進行修補，如表2所示。

4.3 裂縫的維修

裂縫形式可分為兩種:裂縫深度為幾毫米，稱之為表面裂縫;如果裂縫深度為幾厘米，已不能滿足鋼筋的防銹要求。裂縫深度可通過鉆芯進行確定:對表面裂縫和細小的裂紋，可采用高流動性的樹脂材料通過浸潤方式進行密封;對較寬、較深的裂縫，必須采用加壓灌注方式進行修補，如表3所示。

表2 無砟軌道破損修補措施

表3 裂縫修補措施

某城際鐵路翠享中橋兩端路橋結合部的軌道板與CA砂漿發生離縫現象，最大離縫寬度已經達到3.5 mm，列車通過時有明顯的張合現象。該離縫采用加壓灌注的方法進行處理，具體步驟為:①對離縫區域進行清理，確保待灌注區域的清潔干燥;②用封閉膠對離縫表面進行封閉，保留灌注口、透氣孔;③待封閉膠達到強度要求后開始對離縫區域進行灌注(采用兩端同時灌注的方式)，直到整個離縫區域填充密實為止。

后期對灌注區域進行連續觀測，未發現灌注膠與軌道板、CA砂漿發生剝離現象，填充區域軌面高程在灌注膠灌注前后沒有發生明顯異常。實踐證明，離縫灌注施工方法對于軌道板與CA砂漿層離縫病害的整修可行。

4.4 失效承軌臺的修理

若承軌臺的支座發生損壞，但承軌臺支承作用折減量不大于50%，可采用合適的樹脂或者砂漿重新澆筑一個等高的支座。若承軌臺完全失效(承軌臺支承作用折減量大于50%)，可以在相鄰的軌底板表面設置新的承軌臺，并采用專用的扣件系統，如Vossloh DFF300-1。

拆除損壞的承軌臺和安裝新的承軌臺作業步驟:①拆除已損壞承軌臺的鋼軌扣件;②修復軌道板的表面，清潔或者鑿毛損壞的承軌臺旁邊的軌道板混凝土表面;③鉆孔、清孔，以便扣件與承軌臺、軌道板連接;④為新承軌臺灌漿設立模板;⑤用填充材料灌注4個孔，按照塑料套管與螺紋道釘整體，用同樣的材料灌注鐵墊板下部;⑥灌注材料達到規定強度，拆除模板。

4.5 失效軌道板的更換

軌道板破損失效時，需拆除失效的軌道板，并更換新的軌道板。操作方法如下:①利用錨固筋將受損軌道結構兩端一定數量的軌道板與支承層或底座板進行錨固，錨固筋的數量和布置根據軌道板施工時的縱連鎖定溫度、維修作業期間的溫度計算確定。②松開受損部位一定范圍的扣件，切斷鋼軌。③使用混凝土切割機，在軌道板寬接縫的接縫處進行切割，采用鑿子、風鎬等工機具清除板間接縫混凝土，拆除張拉鎖件。④采用專用索鋸，沿線路縱向，水平切割軌道板與砂漿結合面，分離軌道板與砂漿層。將受損軌道板、砂漿層清運出現場，并將支承層或底座板表面清理干凈。⑤運輸、鋪設新軌道板，精調并固定。⑥采用模筑法灌注固化速度較快、力學性能與充填層材料相當的修補材料。用快凝混凝土澆筑窄接縫。⑦安裝張拉鎖件，按規定扭矩縱向連接軌道板。⑧接縫兩側支立模板，并用夾具固定，防止漏漿。⑨按設計鎖定軌溫要求鎖定線路。⑩軌道狀態精調，恢復線路。

另一種方法無需切斷鋼軌，只是將需要更換的軌道板的扣件系統拆除，并將此處的鋼軌適當墊高。切斷與兩側軌道板的連接后，可從側面安裝千斤頂，給需要更換的軌道板施加水平力，將軌道板與砂漿層脫離，然后從軌道側面、鋼軌底下抽換板。

4.6 較大沉降處的維修方案

若路基沉降較大，軌面高程變化超出扣件調整范圍，此時，必須將軌道板抬高來進行調整。具體步驟:①利用錨固筋將受損軌道結構兩端一定數量的軌道板與支承層進行錨固，錨固筋的數量和布置根據軌道板施工時的縱連鎖定溫度、維修作業期間的溫度計算確定。②松開受損部位一定范圍的扣件。③使用混凝土切割機，在軌道板寬接縫的接縫處進行切割，采用鑿子、風鎬等工機具清除板間接縫混凝土，拆除張拉鎖件。④采用專用索鋸，沿線路縱向，水平切割軌道板與砂漿結合面，分離軌道板與砂漿層，清理支承層上的剩余物。⑤對軌道板進行精調。⑥～⑩與失效軌道板的更換步驟相同。

4.7 硬泡沫塑料板的更換

梁接縫處硬泡沫塑料板的更換步驟為:①采取措施從軌道兩側將擠塑板取出，并用高壓風將內部清理干凈;②梁面滾刷黏結劑，將新擠塑板表面覆蓋一層薄膜，并放入;③密閉底座板與擠塑板周邊，壓注樹脂材料，充填空隙。

5 建議

(1)CRTSⅡ型板式無砟軌道的受力與施工時縱連鎖定溫度有直接關系，應在設計縱連鎖定溫度范圍內進行應力放散、重新鎖定。對于軌道板預裂縫處裂縫、支承層裂縫、橋梁地段底座板(含后澆帶)混凝土裂縫、軌道板間連接部位離縫等傷損，嚴禁在冬季進行注漿修補作業。

(2)應貫徹“預防為主、防治結合、重檢慎修”的原則，堅持精確檢測、精心分析、精細修理的過程控制，根據其狀態的變化規律和傷損等級，安排養護與維修，有效預防和整治病害。

(3)應根據線路設備條件和狀態，結合季節特點，合理安排日常保養和臨時修理。日常保養指根據動靜態檢測結果及軌道結構狀態變化情況，以整修扣件及無砟道床傷損為重點，對無砟軌道進行經常性修理。臨時修理指及時整修超過臨時修理容許偏差管理值或影響結構功能的傷損及其他不良處所，以保證行車平穩和安全。

(4)應積極推行信息化技術，建立維修管理信息系統，逐步實現信息化管理。并積極采用新技術、新設備、新材料、新工藝和先進的施工作業方法，優化勞動組織，提高檢修質量和勞動生產率，減少對線路行車的影響。

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