芻議高速鐵路無砟軌道混凝土裂紋防治

王楊興

中鐵隧道股份有限公司 河南 鄭州 450000

目前,我國高速鐵路建設(shè)取得了飛躍式的發(fā)展,每年都會新增1000km 的高速鐵路至我國高鐵網(wǎng)絡(luò),至今已經(jīng)成為全球高速鐵路系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最高、在建規(guī)模最大的國家。然而,在享受舉世矚目的高鐵建筑時,卻發(fā)現(xiàn)高速鐵路無砟軌道的基礎(chǔ)混凝土出現(xiàn)多處裂縫,需要采取有效的措施進行維修治理,才能保證高鐵運輸?shù)陌踩?/p>

一、無砟軌道混凝土裂紋的傷損情況

1、無砟軌道的概論。無砟軌道是指采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎(chǔ)取代散粒碎石道床的軌道結(jié)構(gòu),又稱作無碴軌道,是當今世界先進的軌道技術(shù)。無砟軌道技術(shù),是一種澆筑道床混凝土一次成型的軌道技術(shù)。因此,高鐵無砟軌道采用的混凝土性能要求很高,其原料的配比和澆筑要嚴格按照高鐵運行的標準而進行施工。

2、混凝土裂紋類別。據(jù)實際調(diào)研結(jié)果看,我國高鐵無砟軌道混凝土裂紋主要分為兩類：一是道床板、底座板等部位的裂紋傷損；二是軌道板兩側(cè)、軌道板與底座板接縫的裂紋傷損。

雙塊式無砟軌道道床裂紋主要發(fā)生在雙塊式軌枕、道床板、支承層和底座的位置,寬度主要集中在0-0.3mm,少量寬度達到0.3-0.5mm；道岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道道床裂紋主要體現(xiàn)在岔枕、道床板、底座、支承層和底座伸縮縫等位置,主要以0-0.3mm 為主,底座伸縮縫的裂紋強度大,最小等級寬度也超過了1mm,形式較為嚴峻。

二、無砟軌道混凝土裂紋的修補

1、裂紋表面修補。對程度淺、停留在混凝土表面的裂紋,主要采用封閉處理的方法。表面封閉法首先要對裂紋的狀況定型,根據(jù)實際測量的深度和寬度進行等級定型；再對混凝土基層進行打磨清理,清除混凝土表層的污染物,為修補做清潔準備；按照施工要求選取適當?shù)牡琢贤可?而后涂上聚脲養(yǎng)護；確保這些過程都沒有問題就可以竣工了。

根據(jù)表面封閉法工序可以看出,表面封閉法的效果很大部分取決于選用的材料性質(zhì)。高速鐵路的軌道板、底座等部位是承重系統(tǒng),除了要承受該受的重量是,在高鐵運輸過程中鐵路產(chǎn)生的軌道震動也是很大的負重沖擊,因此,其修補的材料需要具備很高的柔韌度和強度。聚脲作為一種彈性,具有極高的抗張抗沖擊強度、柔韌性、耐磨性、防濕滑、耐老化、防腐蝕,另外聚脲能保持良好的熱穩(wěn)定性,可在120℃下長期使用,可承受350℃的短時熱沖擊。雙組分聚脲[2]作為底料,對環(huán)境造成的污染小,采用底涂施工工藝進行連續(xù)涂料,涂層能夠保持連續(xù)、致密,經(jīng)過后期的多次勘察也沒有發(fā)現(xiàn)開裂、起殼的問題,而顏色又能與軌道混凝土顏色一致,能夠保持美觀與實用的統(tǒng)一。雖然雙組分聚脲的底涂工藝較于JS 防水涂料和環(huán)氧膠泥涂料施工工藝難度大,然而其對裂紋表面?zhèn)麚p有長久的作用,故被大量采用。

2.裂紋深層修復(fù)。對于只停留在表面的裂紋,可以采用雙組分聚脲防水材料進行表面封閉法施工,從而能夠有效地修補裂紋,充分將混凝土表面封閉起來。而對于深度達到0.3mm-0.5mm 的裂紋,表現(xiàn)封閉法不能完全修復(fù)其紋理,還需要深入灌漿進行封閉處理。對于無砟軌道混凝土裂紋的深層修復(fù),主要采用無損貼嘴灌漿工藝為主。

(1)首先,根據(jù)無砟軌道混凝土實際的裂紋情況,以適當?shù)姆绞綄ζ浔砻孢M行有效的處理,在混凝土裂紋表面的兩側(cè)部分的八厘米范圍用角磨機對混凝土表面進行打磨,從而可以將松動的漿皮和不平整的地方給去除掉,然后把混凝土表面的一些反堿、油脂、浮土、灰漿等污染去除,從而保持混凝土表面的整潔。保持混凝土表面的干燥,控制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫差,從而防止裂紋的進一步開裂。施工團隊可以用沾濕的棉布覆蓋在清潔后的混凝土表面。混凝土的污染速度很快,所以要在清理保濕完成之后馬上進入下一個工作流程。

(2)沿著裂紋每隔上5-8厘米左右貼一個灌漿嘴,裂縫開叉處增加貼嘴,然后將貼嘴和裂紋的縫隙相接,可以便于環(huán)氧膠泥封閉裂縫的工序,在此過程中通過膠帶對裂縫做到遮擋的作用。

(3)無損貼嘴灌漿工藝主要以低壓0.2MPa對裂紋深處關(guān)注改性低粘度高的滲透環(huán)氧,讓低粘度高強環(huán)氧灌漿材料充分地充填到裂縫中,從而與混凝土粘結(jié),封閉混凝土的裂縫,保護混凝土的封閉性和密度性。改性低粘度高滲透環(huán)氧材料粘度小、表面張力小,灌注裂縫時的靈活性強,適用于0.2mm 左右的縫隙,又因其能與混凝土粘結(jié)且保持高強度的抗拉性,因此,低粘度高強環(huán)氧灌漿材料可以有效地填充混凝土裂縫,又能夠起到加固聯(lián)結(jié)的作用。所以,要按照質(zhì)量的五比一的概率進行配比,從而保證其發(fā)揮最大的效用。

(4)在材料修補灌注之后,要在混凝土裂紋表面進行打磨,使混凝土表面平整,最后根據(jù)表面封閉法對表面進行封閉修補。

四、無砟軌道混凝土裂紋的預(yù)防

裂紋產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜,結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉陷、凍脹、干縮、溫度及施工不當?shù)闹饔^因素可以造成裂紋的產(chǎn)生。裂紋當前雖然不會造成什么嚴重危害,但長此以往發(fā)展,裂紋不僅僅只會影響美觀,而且會影響列車行車的安全。所以不僅在修補修復(fù)方面要有實際行動,在預(yù)防措施方面也要加強行動和管理。

必須建立高素質(zhì)的工作團隊,熟練了解混凝土的裂紋原因,將預(yù)防措施落實到每一步,做到高質(zhì)量完成施工；混凝土裂縫很大程度上也取決于混凝土本身的質(zhì)量,因此,在選擇原料和配比混凝土時要有統(tǒng)一的標準；最后,在竣工之后,也要保持定期對混凝土的養(yǎng)護。

五、結(jié)語

綜上所述,雖然如今我國高速鐵路建設(shè)在繁榮發(fā)展,但其中基礎(chǔ)工程存在的問題還是得到重視,進而對裂紋問題進行妥善的修繕和預(yù)防。