CTRSⅢ型無砟軌道自密實混凝土側面單邊灌注施工技術

劉志中

(中鐵十一局集團第四工程有限公司,湖北 武漢 430074)

?

CTRSⅢ型無砟軌道自密實混凝土側面單邊灌注施工技術

劉志中

(中鐵十一局集團第四工程有限公司,湖北 武漢 430074)

摘要：為了加快CRTSⅢ型板的安裝速度和效果，在武漢至孝感城際鐵路無砟軌道工程中，采用自密實混凝土的灌注工藝，采用側面單邊灌注方法，在自密實混凝土填充層線路內側邊模中部預留混凝土灌注孔，采用以叉車為主的灌注設備，叉車在兩條底座板中間行走運輸混凝土進行灌注，模板內空氣由原來預留的灌注孔和4個邊角排氣孔排出，混凝土最終充填滿整個填充層，達到自密實。設備簡單，走行方便，混凝土灌注速度快。揭板試驗證明了工藝的可靠性。

關鍵詞：CTRSⅢ型無砟軌道；自密實混凝土；側面單邊；灌注

1 單邊灌注CRTSⅢ型無砟軌道技術

CRTSⅢ型板式無砟軌道是我國自主研發并具有完全自主知識產權的無砟軌道結構形式[1]，由鋼軌、彈性不分開式扣件、預制有擋肩軌道板、自密實混凝土填充層、中間隔離層和鋼筋混凝土底座或支承層等部分組成，其中自密實混凝土的填充是軌道板安裝定位的關鍵工序。現行自密實混凝土灌注均采用中間預留孔灌注，灌注設備橫跨軌道板，需特殊加工，拆裝不便且走行速度慢，灌注效果不佳。為了加快CRTSⅢ型板的安裝速度和效果，改進工藝，通過研究和試驗，決定改進自密實混凝土的灌注工藝，采用側面單邊灌注方法，在自密實混凝土填充層線路內側邊模中部預留混凝土灌注孔，采用叉車在兩條底座板中間行走運輸混凝土進行灌注。自密實混凝土由側模預留孔入模后，因側向模板抵擋灌注壓力，混凝土向線路外側及縱向流動，模板內空氣由原來預留的灌注孔和4個邊角排氣孔排出，混凝土最終充填滿整個填充層，達到自密實。

本技術改中間預留孔灌注混凝土為側面邊模預留孔灌注，使得自密實混凝土入模后的流向受限，模內壓力較中間預留孔灌注大，且自密實混凝土流動方向為單向流動，灌注效果更好。

2 工藝操作要點

在線路內側邊模中部預留砼灌注孔，預留孔尺寸為5 cm×25 cm，橫向模板兩端預留4個(每條2個)8 cm×5 cm條形小孔作為排氣孔和觀察孔，原設計混凝土灌注孔作為排氣孔和觀察孔。采用叉車加大料斗、下料管、小料斗、送料盒的灌注設備，叉車在兩條線路中間行走灌注。軌道板自密實混凝土單邊灌注施工工藝流程見圖1。

圖1　施工工藝流程圖

2.1 自密實混凝土模板安裝

用14 cm高槽鋼制作成縱向模板，橫向模板使用2 500 mm×140 mm×8 mm鋼板。模板內側使用模板布包裹模板，并粘接牢靠。模板按照順序依次安裝到位，頂部緊貼軌道板混凝土面，底部和中間隔離層壓貼密實，根據壓緊裝置處的兩個螺栓頂緊模板。中間橫向模板在縱向模板拼裝完成后采用專用頂緊件雙向頂緊。

在軌道板橫向模板處預留4個(每個角1個)排氣孔，且排氣孔口上邊緣要高于軌道板。

模板安裝前檢查軌道板是否精調到位，模板預埋件是否安裝齊備，預埋螺栓是否松動。模板安裝完成后應注意檢查模板接縫是否嚴密、頂緊螺栓是否頂緊模板、扣壓是否滿足要求，檢查合格后方可進行下步工序施工。

2.2 軌道板壓緊裝置

壓緊裝置由錨桿、L型鋼架及翼形螺母組成。直線段每個軌道板設置10個壓緊裝置，曲線段每個軌道板設置12個壓緊裝置。設置壓緊裝置間距為直線段(600+1 040×4+600)cm，曲線地段(600+830×5+600)cm。固定扣壓裝置底部采用膨脹螺絲或預埋套筒固定，膨脹螺絲或預埋套筒的抗拔力應滿足要求，確保在自密實混凝土灌注時軌道板不發生上浮和位移。

在底座板施工時就應在適當的位置先預埋好?16 mm套筒，預埋套筒質量要符合相關要求，便于軌道板精調后安裝抗上浮裝置。當采用膨脹螺栓固定壓緊裝置時，應采用沖擊鉆打?20 mm、深度為70 mm的孔洞，并采用氣筒吹出粉塵，接著預埋膨脹螺栓，再安裝錨桿錨固，錨固完成的錨桿應確保處于垂直狀態。軌道板精調完成后安裝L型鋼架，先將翼形螺母用手擰緊，然后使用緊固扳手上緊扣壓，保證已充分壓緊，但不得引起軌道板的變形。可以在壓緊時，在附近安裝百分表進行觀察。自密實混凝土膨脹已經完成后，一般應控制在模板拆除2 h后(此時間根據溫度變化適當延長)拆除壓緊裝置，擰出錨固螺桿。

2.3 自密實混凝土拌制

攪拌時，宜先向攪拌機投入粗骨料、細骨料、水泥和礦物摻和料和其他材料，干粉攪拌1 min，再加入所需用水量和外加劑，并繼續攪拌2 min。總攪拌時間3 min。

冬期施工時，直接與水泥接觸的水加熱溫度不宜高于 80 ℃，自密實混凝土攪拌時間宜較常溫施工延長 50%左右。夏(熱)期施工時，水泥進入攪拌機的溫度不宜大于 50 ℃。

自密實混凝土擴展度控制在700±50 mm，拌制的混凝土方量要以現場實際需要的方量為依據，同時考慮罐車運輸混凝土的來回時間。

正式生產前必須對自密實混凝土拌合物進行開盤鑒定，檢測其工作性能。

2.4 自密實混凝土運輸

選用能確保澆筑工作連續進行、運輸能力與混凝土攪拌機的攪拌能力相匹配的混凝土專用運輸設備運輸自密實混凝土。自密實混凝土運輸便道應平坦暢通，以確保混凝土在運輸過程中的均勻性，在運到澆筑地點時不發生分層、離析和泌漿等現象，并具有相應的自密實性和含氣量等。當罐車到達澆筑現場時，應使罐車高速旋轉20～30 s方可卸料。在灌注現場應確保不要出現有罐車等待灌注現象，應保證灌注等待運輸，確保每罐混凝土均在2 h灌注完成，不得采用機動翻斗車、手推車等工具長距離運輸混凝土[1]。

運輸自密實混凝土過程中，應對運輸設備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高(夏季)或受凍(冬季)。

2.5 自密實混凝土灌注

灌注過程中，位于橫橋向模板上、靠近灌注孔的兩個預留孔會先溢出混凝土，待混凝土均勻溢出后，用木楔將該2孔堵塞牢固，剩余2孔按此方法操作。位于軌道板中部的預留孔，待混凝土將要溢出時，套上高25 cm鋼管，混凝土停灌以鋼管內混凝土面高出軌道板面3～5 cm為準，停灌后即可將鋼管拔除；鋼管拔除不宜過快，以免造成空鼓，多余的少量混凝土讓其自然攤鋪在軌道板上，待混凝土達到設計強度后采用手持式打磨機打磨掉[2]。

自密實混凝土灌注采用專用灌注小車，灌注小車由叉車、大料斗、下料管、小料斗、送料盒組成，如圖2所示。

具體灌注操作如下：

(1)灌注時應通過料倉及連接料倉的下料管注入，自由傾落高度不宜大于1.0 m 。自密實混凝土灌注速度不宜過快，宜采取慢—快—慢方式灌注，應保證下料的連續性和混凝土拌合物在軌道板下的連續流動。

(2)通過觀察下料管口模板內混凝土下降情況和其他灌注孔觀測混凝土流動到的部位，隨時檢查混凝土在軌道板下的流動情況，當流動情況不良時及時調整混凝土下料速度。灌注完畢后，灌注漏斗內多余混凝土應及時清除。

圖2　自密實砼灌注專用小車

(3)在炎熱季節灌注自密實混凝土時，入模前的混凝土溫度應控制在5～30℃、模板和模腔的溫度不得超過40 ℃。自密實混凝土入模前，應檢測混凝土拌合物的溫度、坍落擴展度、T50和含氣量。

(4)一塊軌道板灌注結束后，推移料倉進行下一塊軌道板灌注。當澆注時間間隔大于2 h時，應及時清洗料倉及送料管道。

(5)在溫度較高時，自密實混凝土灌注完成后，用濕潤的土工布覆蓋在混凝土上部，不得與混凝土表面接觸,并用塑料薄膜覆蓋，以防止水分過快流失。為避免混凝土污染軌道板，灌注時，在灌注口表面覆蓋一層彩條布。

2.6 拆模

(1)軌道板兩側精調爪的拆除在自密實混凝土強度達到3.0 MPa后進行。

(2)軌道板兩側模板的拆除在自密實混凝土強度達到10.0 MPa上進行，表面及棱角不因拆模而受損。

(3)軌道板兩扣壓裝置的拆除在自密實混凝土強度達到30%(12 MPa)后進行。

(4)拆模后，若天氣產生驟然變化，應采取適當的保溫隔熱措施，防止混凝土開裂。

2.7 軌道板復測

軌道板自密實混凝土灌注完成后對其進行測量復測，全站儀在CPⅢ網內進行自由設站，一般采用8個觀測點，最低不低于6個觀測點。測站精度一般不小于0.5 mm，軌道板灌注完成后板位置偏差應符合表1的規定。

表1 自密實砼灌注完后軌道板位置允許偏差

3施工注意事項

(1)檢查軌道板四周模板的密封情況、軌道板之間橫向邊縫的密封情況，不得漏漿，不得污染基礎工程。

(2)泵車操控人員注意控制混凝土出料速度，料倉有專人觀察混凝土面高度，發現泵車送料速度過快或過慢時，應及時通知泵車操控人員調整泵送速度。應有專人控制閥門流速，防止局部混凝土溢出。

4 灌注效果分析

武漢至孝感城際鐵路HXSG-3標段位于黃陂區天河鎮及孝感的閔南區，里程范圍為：DK23+800～DK39+846，線路全長16.046 km，其中DK24+450～DK39+846段設計為CRTSⅢ型板式無砟軌道。白水湖特大橋無砟軌道鋪設安裝過程中，采用CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土側面單邊灌注施工技術，單個工作日的最多灌板數量達28塊，每公里的無砟軌道板可節約時間約5 d，大大縮短工期。

武漢至孝感城際鐵路HXSG-3全長16.046 km，目前已施工CRTSⅢ型板式無砟軌道3 km，起訖里程為DK36+846～DK39+846，共進行揭板驗證3次:第1次為場外CRTSⅢ型板灌注試驗，共從側面灌注10塊CRTSⅢ型板;第2次為DK36+846～DK27+846段，隨機選取5塊進行揭板驗證;第3次為DK38+846～DK39+846段，隨機選取5塊進行揭板驗證。拆模后外觀質量良好，揭板后發現混凝土飽滿，無氣泡、分層、離縫、裂紋等現象，效果良好。

參考文獻

[1]章健華，李榮飛，劉贊群. CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土充填層施工技術研究[J].中國鐵路，2013(12)：33

[2]白 羽，胡明文.自密實混凝土在京滬高速鐵路道岔板充填層中的應用[J].高速鐵路技術，2013(6)：79-84

On the Lateral Single-Sided Pouring Technique for the Self-Densified Concrete for Type-CTRS Ⅲ Non-Ballasted Tracks

Liu Zhizhong

(Fourth Engineering Co. Ltd. of the 11th Bureau Group of China Railway,Wuhan 430074,China)

Abstract:To quicken the fixing speed and improve the fixing effect of Type-CRTS Ⅲ section slabs,the concrete-self-densifying pouring process is adopted for the project of the non-ballasted track of the inter-municipal railway between Wuhan and Xiaogan, in which case the lateral single-sided pouring method is applied. In the internal side forms for the internal side of the self-densified-concrete-filled layer of the route pre-provided are concrete-pouring holes,with chief trucks used as the main pouring equipment,which move between the two bottom slabs,and move concrete for pouring.The air inside the forms will be discharged out of the original pre-provided pouring holes and the air-discharging holes at the four corners so that concrete will fully fill the whole filled layer and achieve the effect of being self-densified.Being simple in equipment and convenient in moving,the concrete-pouring speed of this construction process is great. The reliability of the process is fully proved after the forms are removed.

Key words:Type-CTRS Ⅲ non-ballasted track;self-densified concrete;lateral single-sided;pouring

中圖分類號：U213.244

文獻標識碼：B

文章編號：1672-3953(2016)02-0064-04

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.02.018

作者簡介：劉志中(1982—)，男，工程師，主要從事軌道與橋梁施工管理工作

收稿日期：2015-11-18