CRTSⅠ型板式無砟軌道CA砂漿施工技術

摘 要：文章主要介紹CRTS-I型板式無砟軌道CA砂漿施工工藝、控制要點及影響CA砂漿灌注質量的因素，作者通過項目在寧安鐵路Ⅰ標銅陵南特大橋試驗段的施工，總結經驗，旨在指導施工。

關鍵詞：無砟軌道；施工準備；CA砂漿施工；CA砂漿檢測

1 CRTS-I型板式無砟軌道簡介

CRTS-I型板式無砟軌道是由鋼軌、彈性分開式扣件、充填式墊板、軌道板、水泥乳化瀝青砂漿調整層、混凝土底座、凸形擋臺和填充樹脂等組成（軌道結構如下圖所示）

板式無砟軌道取消了傳統有砟軌道的軌枕和道床，采用預制的鋼筋混凝土軌道板直接支承鋼軌，并且在軌道板與混凝土基礎之間填充CA砂漿墊層，具有結構高度低、維修量小、無道碴飛濺、穩定性好、耐久性好、彈性均勻等特點。但列車在高速運行的過程中對無砟軌結構的高質量線形指標和平順提出了嚴格的要求。從無砟軌道結構體系可知，當所有混凝土底座施工完成后，只能通過其中的水泥乳化瀝青砂漿充填層對整個軌道結構的平順性進行調節，因此水泥乳化瀝青砂漿充填層施工是控制無砟軌道施工質量的關鍵部位。

2 CA砂漿施工前準備工作

2.1 原材料存儲倉建設

為滿足原材料性能要求，項目搭建了16×8×5m鋼構框架活動板房作為乳化瀝青儲存倉庫，配置2個容量為40m3乳化瀝青罐（經技術監督局檢驗合格），并配套相應的上料及攪拌設施，安排專人每天對乳化瀝青進行攪拌，確保乳化瀝青每天至少循環攪拌兩次，每次攪拌不小于30分鐘；搭建20×14×5m鋼構框架活動板房對干粉、P乳劑、消泡劑、減水劑等原材料進行存儲，倉庫內每隔50cm搭建2.5×0.5×0.5m條形基礎間隔，條形基礎上鋪設鋼板、彩條布，下面放置生石灰，并定期更換，確保環境干燥；兩個倉庫內均配置空調，并安設溫濕度計以動態調整環境溫濕度，確保環境溫度控制在5～30℃范圍內，以保證原材料的性能穩定。

2.2 試驗準備工作

2.2.1 現場CA砂漿檢測項目及檢測器具

現場施工過程中，施工配合比需根據CA砂漿檢測指標的實測值進行調整，如流動度等，需在現場檢測的指標及檢測所用器具見下表：

現場檢測指標及檢測器具配置

2.2.2 室內CA砂漿檢測項目及檢測器具

除現場需檢測的指標外，其它指標的檢測需在現場澆注成型，待達到規定的試驗齡期后進行檢測詳見下表：

室內檢測指標及檢測器具配置

3 無砟軌道CA砂漿施工

3.1 軌道板粗鋪

軌道板粗鋪前首先對底座板進行驗收，對凸凹不平或破損的部位必須進行整修，符合驗收標準后才能進行鋪板工作。檢查測量底座板、凸合頂面標高、平面位置及底座板的平整度，確保軌道板精調后板腔厚度、凸臺間隙差、軌道板與凸臺間隙滿足要求。底座及凸臺驗收滿足要求后，分別在底座板的左（右）線線路中線及底座板對應的軌外邊線位置彈設墨線，以便粗鋪時控制軌道板位置準備50mm*50mm*300mm硬墊木，每塊板下對稱放置4根，特別注意軌道板粗鋪時避免軌道板與凸形擋臺之間的碰撞，軌道板上預留接地端子一側位于線路外側。軌道板粗鋪時，為防止軌道板碰撞凸形擋臺，項目自制半圓形橡膠墊，并在軌道板下落過沖中用兩根長方木控制底座板下落放向。確保粗鋪過程中凸形擋臺不被碰傷（如下圖所示）。

3.2 軌道板精調及固定

將精調爪安裝于軌道板吊裝孔里，并將精調爪調整量程調整至中間位置，防止在精調過程中出現行程不足情況。

精調作業應避免在氣溫變化劇烈、大風、大霧或能見度低下等惡劣氣候條件下進行，并進行氣象改正。

將儀器架設于左線或者右線中線附近，后視前后各兩對共8個CPIII點（特殊情下6個點），進行自由設站。見下圖所示：

精調完成后，為了保證在墊層灌漿時軌道板不上浮，且在超高段砂漿灌注時軌道板不產生橫向位移（曲線內側移動）。軌道板采用L型壓緊裝置固定，直線段沿軌道板縱向對稱使用4個壓緊裝置，曲線段每塊軌道板設置7個壓緊裝置，超高側4個、低側3個。L型壓緊裝置配合螺桿采用在底座板上打孔安裝膨脹螺絲的方式連接固定，鉆孔深度不得小于150mm，抗拔力不小于30KN。使用后采用同標號的砂漿封堵螺栓孔。同時在軌道板兩端與凸形擋臺間應該用木楔子固定，防止軌道板橫向移動。

軌道板固定完畢后應進行軌道板狀態復測，如果位置偏差不滿足驗標要求應繼續調整，直至軌道板固定牢固，位置偏差符合驗標要求方可保存數據進行下一塊板的精調作業。

3.3 CA砂漿灌漿袋鋪設

現場技術人員測量板腔厚度，根據軌道板型號，確定使用不同型號的灌注袋（板腔厚度在 45-55mm的軌道板選用50mm的灌注袋，板腔厚度在55～60mm的軌道板選用60mm的灌注袋）。灌注袋Z字形對折后在兩精調爪之間將其平順塞入板腔，4角由4名工人同時將灌注袋均勻鋪設至板腔中。現場技術人員采用直角鋼尺檢查。

灌注袋鋪設到位后、直線段采用8個梯形木楔在軌道板兩邊對稱將灌注袋壓緊，曲線段低端采用4個梯形木楔，超高側采用6個梯形木楔，壓緊過程中，先用1只手用力按住灌注袋，另一只手輕輕將梯形木楔塞入板腔，壓緊灌注袋，防止灌漿袋在灌注過程中移動。

3.4 CA砂漿攪拌

水泥乳化瀝青砂漿的性能和水泥乳化瀝青砂漿攪拌車的性能息息相關，項目采用三一重工生產的SY9300TSJ500改進型水泥乳化瀝青攪拌車，并增加了聚合物乳液倉及其計量系統，使其具有計量精確、攪拌強勁、生產能力高、操作簡單、運行可靠等特點，經多次CA砂漿攪拌試驗，項目確定了CA砂漿的投料順序及攪拌時間如下：

低速攪拌（29r/min）同時加入乳化瀝青、水、P乳劑、消泡劑，全部加入后進入中速攪拌（59r/min），加入干粉料、引氣劑、減水劑，全部加入后持續攪拌10s，進入高速攪拌（121r/min）180s，再低速攪拌60s，卸入卸料斗低速攪拌（25r/min），卸入中轉倉低速（25r/min）持續攪拌。

每次攪拌前，先對砂漿攪拌車攪拌鍋、中轉倉等進行檢查，看是否有大的砂漿結塊或油污污染。每天施工從小號板P3685開始，且保證每次中轉倉中砂漿體積大于板腔體積，確保一次灌注。

3.5 CA砂漿灌注

CA砂漿攪拌完畢，試驗人員檢測砂漿合格后，將砂漿卸至中轉斗，中轉斗自帶動力攪拌，采用3T叉車將砂漿運輸至灌注作業面。CA砂漿灌注前技術人員再次檢查砂漿灌注袋的平面位置，確定無誤后將灌注袋口與可調節灌注漏斗連接，待CA砂漿拌制完成并檢測合格后，由中轉斗卸料至灌漿斗中，待中轉斗出漿口沒入CA砂漿液面后，打開灌漿漏斗閥門，進行CA砂漿灌注，整個灌注時間宜控制在4-6分鐘，灌注過程中安排4個人觀察灌注袋，并適時拔除固定灌漿袋的木屑，防止灌注袋在灌注過程中產生皺褶及位移，待灌注袋4角均均勻鼓起后，保持壓力20秒后，關掉閥門，停止CA砂漿灌注。

可調節灌漿斗 自發電式中轉斗

CA砂漿施工注意事項：

3.5.1 砂漿灌注施工環境溫度應在5-35℃范圍內，當天最低溫度低于-5℃時，全天不得進行灌注，雨天不宜進行灌注。

3.5.2 砂漿灌注前，檢測充填層砂漿的溫度、流動度、含氣量，其指標及試驗方法應符合《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》（科技基[2008]74號）的規定，檢驗數量為首罐檢驗和每十罐檢驗一次。每工班灌注第一罐砂漿時，制作試件檢查砂漿泛漿率、膨脹率、分離度、抗壓強度，其性能指標及試驗方法應符合《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》（科技基[2008]74號）的規定，檢驗數量未每工班至少檢驗一次。

3.5.3 灌注前，再次確認軌道板狀態，確保灌注袋在軌道板下居中放置。每塊軌道板下面的砂漿需一次灌注完成。砂漿宜勻速、連續注入，防止產生氣泡。待灌注袋4角均均勻鼓起后，保持壓力20秒，停止砂漿灌注，CA砂漿灌注應充分飽滿。

3.5.4 灌注結束后，將灌注袋的灌注口綁扎牢固，并用約45°的三角墊塊支撐。CA砂漿灌注完成15～30分鐘內，用U型夾具將灌注口夾緊。

出漿口采用三角墊塊支架

3.5.5 砂漿灌注時，可有少量的水滲出，但不得有乳化瀝青和P乳液的滲出。施工人員要及時用清水將滲出物清洗干凈，防止滲出液體污染軌道板及梁面。灌注過程中若出現降雨，需對未凝固的砂漿采取防雨水措施。

3.5.6 待砂漿強度大于0.1Mpa后，由試驗室出具砂漿強度報告，并通知現場施工員，現場施工員立即組織拆除扣壓裝置及精調爪。扣壓裝置及精調爪轉拆除順序為先精調爪后扣壓裝置。砂漿強度大于0.7Mpa后軌道板方可承重。

3.5.7 待砂漿凝固后，用小刀將灌注袋口均勻劃破，距灌注袋2cm，清除多余砂漿且保持袋口干燥，用明火將專用縫口條瀝青面烤軟，迅速將其粘貼到袋口處，粘貼時保證袋口線型順暢，袋口牢固。

4 灌注施工質量檢查

板式無砟軌道結構中水泥乳化瀝青砂漿墊層的灌注施工質量主要有砂漿墊層的充填飽滿度、勻質性和密實性等，進行揭板檢測或觀察的方法進行檢驗和評價。

4.1 充填飽滿度檢查

4.1.1 充填飽滿度的檢測評價方法

充填飽滿度是指軌道板與底座板間隙或灌注袋內中砂漿充填的飽滿程度，要求100%的充填，CA砂漿充填層與軌道板底面用5mm厚鋼尺塞入量不得大于5cm。揭板后，軌道板下表面和底座板上表面的粗糙紋理清晰地印在墊層的表面，灌注袋內沒有任何空隙。

4.1.2 充填飽滿度的影響因素

（1）為保證飽滿度，要求一塊板下墊層一次性灌注飽滿，不得進行二次灌注，因此，一次攪拌的砂漿量必須大于一塊板下墊層灌注的所需量。灌注施工時，以軌道板支撐螺栓松動但不明顯抬起，確定為灌注飽滿。

（2）灌注后墊層內或灌注袋內的砂漿在凝結硬化中會有一定的體積收縮，所以砂漿墊層要有一定的體積膨脹以補償體積收縮，才能保證充填飽滿度。

（3）灌注袋是無紡纖維布制成的，有許多孔隙。在砂漿灌注到支撐螺栓抬起松動時，灌注袋受軌道板的壓力，灌注袋會滲出少量的水，如果滲出的水量較少，對飽滿度影響不大，如果滲出的水量較多時（滲出水的體積大于砂漿的膨脹率），則會影響墊層充填飽滿度。

（4）墊層的平整度也影響飽滿度，曲線段灌注施工難度比直線路段大。為保證砂漿墊層中不存在夾雜的空隙或縫隙，對于曲線路段或坡度路段的墊層，砂漿應從低側灌入，砂漿流動與充填的阻力大于直線和水平路段，因此，這些路段的墊層灌注時，選用流動度較小的砂漿，或適當提高砂漿料斗與墊層間的高度差，通過料位差產生的重力作用使墊層充填飽滿。

4.2 充填勻質性檢查

4.2.1 充填勻質的檢測評價方法

墊層勻質性是指硬化后的砂漿墊層的組成均勻性，由于砂漿中含有氣泡、砂、水泥及其水化物和瀝青，要求這些物相在砂漿墊層的任何部位分布均勻，不得出現分層、氣泡夾層、砂沉底等現象。揭板后墊層斷面組成應均勻一致，無夾雜物或氣泡夾層。

4.2.2 影響砂漿墊層勻質性的主要因素

（1）新拌砂漿的勻質性不好，則灌注的砂漿墊層無疑是不均勻的，因此，新拌砂漿的勻質性是保證砂漿墊層勻質性必要條件。新拌砂漿的穩定性不良，即砂漿灌入墊層后直到凝結硬化的這段時間內不能保持其勻質性，也不能保證砂漿墊層的勻質性，因此，砂漿的穩定性是保證砂漿墊層勻質性的充分條件。

（2）新拌砂漿的含氣量過大，尤其是孔徑較大的氣泡較多時，這些大氣泡容易上浮在砂漿墊層的表面或中間層積聚，形成氣泡夾層或表層，或形成氣泡積聚區，造成墊層勻質性不良。因此，應嚴格控制新拌砂漿的含氣量和氣泡孔徑。

（3）新拌砂漿的流動度太小時，漿體的粘稠度低，容易發生分層現象，導致砂漿墊層不均勻，而流動度較大的砂漿容易保證墊層勻質性，因此，在滿足灌注飽滿度的條件下，新拌砂漿的流動度可取較大值。

4.3 充填密實性檢查

密實性是指硬化后的砂漿墊層的密實程度，要求砂漿墊層的任何部位均勻密實，不得有孔徑大于0.2mm的氣泡，尤其不得有氣泡夾層或夾雜有肉眼可見的粗孔、空隙和縫隙。

4.3.1 檢驗評價方法

（1）揭板后砂漿墊層斷面觀察的方法檢驗與評價。

（2）取樣測量墊層的密度，并將其與砂漿試件密度對比進行評價。

4.3.2 影響砂漿墊層的密實性的影響因素

（1）砂漿墊層的密實性受到新拌砂漿含氣量、氣泡孔徑、拌制用水量和灌注施工作業的影響。新拌砂漿含氣量過大或氣泡孔徑較大時，則會造成砂漿墊層的密實性較低；砂漿的流動度較小、漿體粘稠度較低時，氣泡容易在砂漿墊層內積聚，或小孔聚合成粗孔，降低砂漿墊層的密實性；砂漿拌制時用水量較大時，砂漿墊層凝結硬化后剩余水較多，留下較多的毛細孔縫，降低砂漿墊層的密實性。

（2）灌注施工作業時，砂漿由灌漿斗通過連接管到灌注袋口的流動過程中，如果與空氣接觸，容易將空氣帶入墊層內，形成大氣孔或縫隙，影響密實性，流速越快，夾帶入的空氣會越多。灌注速度不宜太快，應緩慢均勻地在灌注袋內或軌道板與底座板間隙內流動，便于空氣排擠出，否則，會在墊層內留下空隙，影響墊層密實性。

5 結束語

水泥乳化瀝青砂漿是一種組分復雜的新型材料，具有對施工工藝、施工環境因素敏感的特點，如施工管理和作業人員不掌握其特點及要求，就會導致砂漿充填層灌注質量和性能不能滿足《CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》要求，影響客運專線運營的安全性，平順性和舒適性。我們必須通過實踐，不斷摸索，掌握CA砂漿施工方法，并提煉為經驗，為今后的施工起到積極的指導作用。

參考文獻

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[2]TB10424-2010.鐵路混凝土工程施工質量驗收標準[S].

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[4]《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》（科技基〔2008〕74號）.

[5]《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿和凸臺樹脂用灌注袋暫行技術條件》（科技基〔2008〕74號）.

作者簡介：冀瑞峰（1982，3-），助理工程師，2006年7月畢業于石家莊鐵道學院工程力學專業。現就職于中鐵十二局集團公司第三工程有限公司。