CRTSIII型板式無砟軌道施工關鍵技術綜述

常海林

（哈爾濱鐵路局建設管理處 黑龍江哈爾濱 150006）

CRTSIII型板式無砟軌道施工關鍵技術綜述

常海林

（哈爾濱鐵路局建設管理處 黑龍江哈爾濱 150006）

結合國內CRTSⅢ型板式無砟軌道施工經驗，簡述國內高速鐵路建設中自主創新Ⅲ型板式無砟軌道底座板施工、軌道板精調技術、自密實混凝土灌注技術等成套工藝，為我國即將大規模應用Ⅲ型板式無砟軌道提供借鑒。

CRTSIII 板式無砟軌道 自密實混凝土灌注 施工技術

1 概述

近年來國內高速鐵路建設高速發展，高速鐵路建設技術已經從引進、消化、吸收走向再創新，逐步形成了一套具有自主知識產權的無砟軌道施工技術[1]。滬寧城際引進CRTSI型板，津京城際引進CRTSⅡ型板式無砟軌道技術，武廣引進單元板，并大規模開展雙塊式技術應用等，目前已經成功掌握無砟軌道設計、施工成套技術，并逐步形成了具備自主知識產權的CRTSⅢ型板式無砟軌道技術體系，下一步即將在京沈客專、成貴鐵路等鐵路骨干網大規模應用[2]。

與國外軌道板技術相比，Ⅲ型板中間填充層采用自密實混凝土代替了CA砂漿，降低工程造價、減小了環境污染，降低了施工作業時對環境溫度的要求[3]，拓寬了應用范圍。同時在測量控制方面，通過適度減小縱向相鄰CPⅢ點對間距離，提高點位相對精度，省去了GRP軌道基準網施作工序，使得軌道板精調、長軌精調、運營維護三網合一（CPⅢ精密控制網），在確保軌道精度不受影響的情況下節省了成本，縮短了工期。同時，在施工工藝及裝備上不斷摸索，研究出Ⅲ型板式無砟軌道成套工裝設備，形成了成熟的工藝標準，本文就以上幾個方面的內容進行討論和探索。

2 CRTSⅢ型板式無砟軌道施工難點

CRTSⅢ型板式無砟軌道結構由鋼軌、扣件、預制軌道板、配筋的自密實混凝土、限位凹槽、中間隔離層（土工布）和鋼筋混凝土底座板等部分組成（如圖1）。標準軌道板有P5350和P4856C兩種，軌道板在廠內預制；軌道板下鋪設自密實混凝土，設計厚度為約100 mm，長度和寬度與軌道板對齊，采用單層鋼筋網配筋，鋼筋網片與軌道板預留門型筋進行連接；自密實混凝土與混凝土底座之間采用限位凹槽方式進行縱橫向力的傳遞，每塊軌道板下設置兩個限位凹槽，限位凹槽處加設配筋，限位凹槽周圍設置彈性墊層，自密實混凝土通過軌道板預留灌注孔進行灌注；底座板現場構筑并分段設置。

圖1 CRTSⅢ型無砟軌道結構示意

CRTSⅢ型板式無砟軌道是對既有無砟軌道的優化與集成，改變了國外板式軌道的限位方式、擴展了板下填充層材料、優化了軌道板結構、改善了軌道彈性[4]。受道床板結構特點影響，施工過程中主要有底座板控制、軌道板精度控制、自密實混凝土灌注幾個重點需要解決的技術難點。

2.1 底座板

現有無砟軌道底座模板原設計定型鋼模，模板高度恒定，曲線超高地段用兩塊模板組合，緩和曲線地段在模板上支墊5 cm角鋼。此種模板組合型式，存在以下問題：曲線地段模板為兩塊模板組合，將兩塊模板連接在一起，加固困難；無砟軌道底座混凝土對標高控制要求比較嚴格，高程施工誤差要求在±5 mm，而底座板模板為兩塊模板疊加，頂面高程與設計混凝土頂面高程不一致，不利于控制混凝土高程。

另外現行一般無砟軌道底座板混凝土振搗設備為一般使用50振搗棒，坡度控制主要靠標高控制。無砟軌道底座輪廓線標高及變坡點標高為無砟軌道底座控制坡度控制要點，但施工中混凝土標高控制線控制不力，將嚴重影響底座排水坡坡度控制，且容易造成積水。

2.2 自密實混凝土

CRTSⅢ型板式無砟軌道施工過程中，常出現自密實混凝土充盈度不足、自密實混凝土灌注后與軌道板產生離縫、軌道板浮板、灌注過程中容易造成軌道板精度損失等問題，容易造成后期軌道板開裂等缺陷。

2.3 軌道板

現有Ⅱ型板每塊軌道板均經過高精度磨床打磨而成，對應現場絕對位置鋪裝，生產、儲存、運輸、鋪裝過程控制極其苛刻，且存儲、運輸、現場存放順序具有唯一性，任何一塊軌道板受損均會造成板廠返工，任何一個流程順序的錯誤也將造成大面積軌道板重新倒運。既有軌道板初鋪一般采用大型跨線龍門吊或大型起重設備，設備移動緩慢、鋪裝過程精度難以控制（初鋪精度±5mm以內），作業效率低下。同時在鋪裝完成后，模板及扣壓裝置會對軌道板精度造成影響。

2.4 測量控制

目前CRTSI、CRTSII型板均采用四級軌道控制網，即CPI、CPII、CPIII、GRP基準網，四級控制網絕對精度逐級遞減，相對精度逐級提高，確保了軌道平順性。引進技術采用GRP控制網精調軌道板，道床施工完成后GRP控制點埋入道床，靜態調整采用CPIII精調軌道，測量任務繁重，且施工與鋪軌、運營三網無法實現統一。

3 CRTSⅢ型板式無砟軌道施工關鍵技術

CRTSⅢ型板式無砟軌道對結構耐久性、軌道平順性要求極其嚴格，因此需要底座板幾何尺寸控制、自密實混凝土灌注工藝、軌道板鋪裝、測量精度控制等方面采取相應技術措施，通過改造原有施工裝備，創新施工技術，改進施工工藝，形成質量可控、精度保障、工效合理的成套施工技術。

3.1 可調式底座模板應用

可調式模板采用標準長度模塊化設計，便于制作、安裝及使用，采用螺栓調節及測量定位系統，滿足不同高度底座板混凝土施工無級差調整模板高度，精確定位無砟軌道底座混凝土頂面高程。可調式底座模板有上部結構和下部結構兩部分組成，上部結構為組合鋼板，模板面板為6 mm鋼板，橫帶豎帶采用5 mm鋼板，上頂面采用鋼板作為法蘭盤；下部結構為75*75*8角鋼補缺，下部結構與上部結構間利用調節螺栓連接，見圖2、圖3。

可調節模板采用角鋼與底座基礎密貼連接，通過上部模板調節螺栓實現底座板無級差高度調整，解決了混凝土漏漿、爛根等質量通病，實現了無砟軌道直線段、圓曲線段、緩和曲線段底座澆筑及相互間的平滑過渡。通過現場應用，效果非常理想。

考慮到無砟軌道底座的結構特點及施工控制關鍵點，特別是曲線地段，無砟軌道底座混凝土收面難度加大，而在高軌側無砟軌道排水坡與底座混凝土坡度相反，增加了坡度設置難度。湖北城際鐵路應用了一種振搗式坡度控制器，在邊坡點位置設置振搗器平板鉸接點，調節振搗器平板坡度，在底座混凝土振搗過程中，能自主調節底座混凝土表面坡度，無需人工收面，底座板混凝土排水皮即可達到設計坡度，減少了施工工序，現場底座板排水坡合格率達到95 %。

圖2 無砟軌道底座混凝土模板

圖3 振動式坡度控制器

3.2 自密實混凝土灌注

自密實混凝土作為一種新型填充材料，工作性、穩定性、力學性能滿足設計規范要求至關重要，因此施工中要重點探索優化模板安裝、灌注設備、灌注施工工藝。

3.2.1 排氣模板

圖4 輕型工字鋼模板

圖5 排氣孔實物

采用輕型工字鋼模板，表面粘貼透氣土工膜，并在模板上設置排氣孔，利于板腔內模板側氣體的排除，減少自密實混凝土外露面蜂窩麻面現象。排氣孔采用6 cm鋼板加工成4×8 cm開口，保證上部氣孔方鋼插入后密貼，同時在氣孔內設置浮標，自密實混凝土灌注過程中，浮標上浮說明自密實混凝土到達出氣孔，方便觀察，灌注完成后拔出氣孔方鋼，采用6 mm后閘刀插入排氣孔開口內，切斷氣孔與板下自密實混凝土。同時對模板采用頂壓相結合的方式，減少對底座板的鉆孔破壞，保證模板穩定及軌道板穩定，減少浮板、脹模等現象。見圖4、圖5。

3.2.2 自密實混凝土恒壓灌注

自密實混凝土移動灌注器，有主骨架、料斗、攪拌葉片、恒壓斗、料斗骨架、發電機、電動機、變速器、燃料箱、走行輪、導向輪組成，見圖6、圖7。

圖6 普通灌注漏斗

圖7 移動恒壓灌注漏斗

其特征是提高料斗高度，使其支撐在主骨架頂面以上，在料斗下方增設恒壓斗保證自密實混凝土灌注時的壓力恒定；由燃料箱提供燃料發電機發電后電動機轉換為動力，再有變速箱使攪拌葉片運輸轉動，保證自密實混凝土在灌注、移動過程中的性能；而后打開料斗閥門，恒壓斗裝滿后開機恒壓斗閥門進行自密實混凝土灌注；一塊軌道板灌注結束后關閉閥門，牽引導向輪拉桿，使漏斗移至下一塊板位進行灌注。其主要優點有：可以在施工現場自由移動，解決復雜地段自密實混凝土灌注困難，方便施工；在自密實混凝土灌注時通過混凝土自重提供恒壓，使得軌道板下自密實混凝土填充密實，保證施工質量；減少成本，節約施工時間，加快施工進度，保證了工程質量。

3.3 軌道板鋪裝技術

圖8 軌道板鋪裝

圖9 頂壓緊裝置

CRTSⅢ型板分為曲線和直線兩種板型，根據不同曲線半徑，軌道板的打磨規格型號不一，因此在軌道板僅針對某一單元曲線打磨，并不針對某一絕對位置，在預制、存儲、運輸、現場存放、鋪裝過程中出錯的幾率大大減小，便于現場操作。Ⅲ型板初鋪摒棄原有大型跨線龍門吊散鋪、初安裝，大型跨線龍門吊或汽車吊存在機動性差，移動速度緩慢，軌道板鋪裝定位不精確，嚴重影響無砟軌道的施工效率。現場采用大型起重機散鋪，跨度3 m小門吊配合手搖鉸鏈初鋪軌道板，鋪設精度大大提高，散鋪效益較大型門吊或汽車吊提高85 %，見圖8、圖9。

軌道板壓緊裝置曲線板每側6個壓緊，間距按90 cm均布，直線板每側5個壓緊，間距按110 cm均布，并取消端部壓緊；其次是增加錨固力矩，縮小模板翼緣寬度，盡量使錨固點向軌道板靠近，提供更大的豎向拉力，保證軌道板不能上浮，最后確定壓緊錨固點距離軌道板邊緣12.5 cm；再是改變錨固方式，采用膨脹螺栓錨固，施工結束后將螺栓打入孔內灌漿封堵。

3.4 測量控制技術

湖北城際CRTSⅢ型板式無砟軌道鋪設引入規則網形和強制對中加密CPII，同時布設小間距CPIII控制網，提高了CPIII控制網的相對精度，采用CPIII高精度調整軌道板，實現了施工、鋪軌、運營三網合一，確保線路工程全生命期的精密測量控制體系統一性。具體做法如下：①為提高精度，將全部CPII加密、水準加密引入線上，并采用深挖基礎埋設點位，確保了CPIII控制網網形規則，精度保障；②采用簡易強制對中基標，大大降低GPS測設CPII光學對中誤差，確保區段整體平順性；③CPIII加密布設，每45 m設置一對CPIII控制點，點位加密，點間相對精度提高，有助于軌道精調設站精度提高。

4 質量控制要點

通過湖北城際CRTSⅢ型板式無砟軌道工程實踐的經驗與總結，其施工過程中質量控制要點如下：

（1）無砟軌道底座限位凹槽模板拆除時間宜控制在混凝土強度達到底座混凝土設計強度的20 %拆模，即混凝土強度達到6～7 MPa為宜。

（2）無砟軌道底座混凝土施工時，為控制橫向排水坡，底座混凝土外輪廓線可適當降低。

（3）路基無砟軌道底座混凝土裂縫產生的主因是底座混凝土溫度梯度。施工無砟軌道底座時，應控制無砟軌道底座混凝土施工時間。

（4）軌道板粗鋪質量關鍵點在于軌道板的存放和定位卡控。

（5）自密實混凝土施工管理重點在自密實混凝土厚度和排氣孔。

5 結語

隨著CRTSⅢ型板式軌道板在湖北城際、京沈、成貴等鐵路項目工程實踐，通過對軌道結構進一步優化，中間填充層材料性能改進，機械化成套作業裝備研制，形成了具備自主知識產權的高速鐵路無砟軌道成套技術，推動了我國高速鐵路建設技術的進一步發展。

[1]趙國堂.高速鐵路無砟軌道結構[M].北京:鐵道出版社,2006.10～15

[2]錢立新.世界高速鐵路技術[M].北京:鐵道出版社,2003.123～138

[3]何華武.無砟軌道技術[M].北京:鐵道出版社,2005.82～86

[4]彭卿.CRTSIII型板式無砟軌道自密實高性能混凝土充填層主要質量缺陷及防治措施[J].混凝土,2003,卷(08):23～25

Overview of Construction Technology of CRTSIII Type Slab Ballastless Track

CHANG Hai-lin
(Construction Management Office of Harbin Railway Bureau Harbin Heilongjiang 150006 China)

Based on the construction experience of CRTS III type slab ballastless track, the complete process of ballastless track base plate construction, the fine-tuning technology of slab tracks and self-compacting concrete pouring technology are introduced, which will provide reference for the upcoming large-scale application of CRTSIII type slab ballastless track in China.

CRTSIII type slab ballastless track self-compacting concrete pouring construction technology

A

1673-1816(2014)04-0033-05

2014-10-17

常海林（1975-），男，高級工程師，研究方向鐵路工程建設與管理。