一種預(yù)制軌道板表面破損掉塊修補(bǔ)工藝技術(shù)研究

沈國(guó)芳

中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司 陜西 咸陽(yáng) 712000

1 工程概況

某城市地鐵3號(hào)線一期工程均為地下線，設(shè)計(jì)鋪設(shè)預(yù)制板式整體道床3.215km，預(yù)制軌道浮置板板塊設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50，板塊設(shè)計(jì)尺寸為4.7m×2.6m×0.325m，預(yù)制軌道板根據(jù)曲線半徑不同，分為曲線板和直線板兩種類(lèi)型。預(yù)制軌道板在吊裝、鋪設(shè)、頂升、精調(diào)等施工過(guò)程中，部分道床板發(fā)現(xiàn)側(cè)面及邊角有裂縫和缺棱掉塊病害。

2 病害原因調(diào)查分析

項(xiàng)目部發(fā)現(xiàn)預(yù)制軌道板表面出現(xiàn)了局部鼓裂及破損掉塊問(wèn)題后，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織技術(shù)和生產(chǎn)部門(mén)負(fù)責(zé)人進(jìn)行全面詳細(xì)調(diào)查，并協(xié)同業(yè)主、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)公司共同分析病害產(chǎn)生的原因，并制定相關(guān)處理措施如下：

2.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況

經(jīng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)全線預(yù)制板地段進(jìn)行詳細(xì)踏勘、調(diào)查、分類(lèi)型統(tǒng)計(jì)，預(yù)制軌道板塊外觀破損問(wèn)題大致有以下三種情況：

1）預(yù)制軌道板側(cè)面及上表面鼓裂；2）預(yù)制軌道板側(cè)面細(xì)小裂縫；3）預(yù)制軌道板邊角破損缺棱掉角。

2.2 調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

2.2.1 預(yù)制軌道板側(cè)面及上表面局部鼓裂調(diào)查分析結(jié)果

1）外觀質(zhì)量檢查：在盾構(gòu)區(qū)間發(fā)現(xiàn)的2處預(yù)制板局部鼓裂均出現(xiàn)在區(qū)間小半徑曲線地段內(nèi)股側(cè)面，有頂壓的痕跡。2）板塊強(qiáng)度檢查：委托檢測(cè)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)人員采用回彈儀對(duì)預(yù)制浮置板中部受力區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)度回彈檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)預(yù)制軌道板回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強(qiáng)度均在67.3MPa以上，道床板強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求[1]。3）原因分析：根據(jù)破損位置及外觀痕跡分析，應(yīng)該屬于預(yù)制板在曲線內(nèi)股向外股使用千斤頂調(diào)偏作業(yè)時(shí)，與板側(cè)面接觸未設(shè)置緩沖墊板而產(chǎn)生的混凝土局部保護(hù)層鼓裂，經(jīng)對(duì)前期負(fù)責(zé)的作業(yè)人員咨詢，確實(shí)存在此類(lèi)情況。現(xiàn)場(chǎng)敲除原有鼓裂混凝土層查看后，發(fā)現(xiàn)裂縫部分僅發(fā)生在板塊上層保護(hù)層范圍內(nèi)，未深入鋼筋結(jié)構(gòu)。考慮病害部位在板側(cè)面非結(jié)構(gòu)受力區(qū)域，不會(huì)造成浮置板結(jié)構(gòu)破壞，計(jì)劃采用局部修補(bǔ)方案。4）處理措施：根據(jù)以往軌枕修補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)，采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)色差明顯，采用AB膠拌合水泥修補(bǔ)，容易產(chǎn)生掉塊，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查分析，計(jì)劃采用專(zhuān)用聚合物修補(bǔ)混合材料進(jìn)行修補(bǔ)的方案，要求修補(bǔ)后粘接牢固，顏色與軌道板顏色基本一致。

2.2.2 預(yù)制軌道板側(cè)面細(xì)小裂縫調(diào)查分析結(jié)果

1）外觀質(zhì)量檢查：預(yù)制軌道板左線有一塊板側(cè)面發(fā)現(xiàn)1處細(xì)小裂縫，上部少量缺棱掉塊。2）板塊強(qiáng)度檢查：采用回彈儀對(duì)預(yù)制軌道板中部受力區(qū)域進(jìn)場(chǎng)回彈檢測(cè)，回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強(qiáng)度均在67.3MPa以上。3）問(wèn)題原因分析：委托檢測(cè)機(jī)構(gòu)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)裂縫深度和寬度進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)裂縫寬度為0.28mm，深度較淺無(wú)法測(cè)量。采用在裂縫位置輕輕鑿除V型槽，并用小鐵錘砸除邊角表層混凝土后發(fā)現(xiàn)裂縫無(wú)發(fā)展。4）處理措施：計(jì)劃采用專(zhuān)用聚合物修補(bǔ)混合材料修補(bǔ)的措施，要求修補(bǔ)完畢后粘接牢固，顏色與軌道板顏色基本一致。

2.2.3 預(yù)制軌道板邊角破損缺棱掉角調(diào)查分析結(jié)果

1）外觀質(zhì)量檢查：現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)多處板角位置有破損掉塊缺棱掉角現(xiàn)象，破損深度約為2cm-3cm左右，但未發(fā)現(xiàn)有鋼筋外露現(xiàn)象。2）板塊強(qiáng)度檢查：采用回彈儀對(duì)浮置板中部受力區(qū)域進(jìn)場(chǎng)回彈檢測(cè)，回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強(qiáng)度均在67.3MPa以上。3）原因分析：應(yīng)該屬于板塊在吊裝、運(yùn)輸、鋪設(shè)等過(guò)程中輕微磕碰導(dǎo)致。4）處理措施：計(jì)劃對(duì)破損部位采用專(zhuān)用聚合物修補(bǔ)混合材料進(jìn)行修補(bǔ)的方案，要求修補(bǔ)后粘接牢，顏色與軌道板顏色基本一致。

3 預(yù)制軌道板塊修補(bǔ)工藝

3.1 .修補(bǔ)材料選用與配置

預(yù)制軌道板塊設(shè)計(jì)強(qiáng)度C50，表面破損修補(bǔ)方案借鑒相關(guān)運(yùn)營(yíng)線高鐵預(yù)制板塊、地鐵管片破損修補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況向材料廠家提出需求，與廠家專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行深入探討分析，最終決定采用聚合物改性超快硬水泥基混合材優(yōu)化整配合比后進(jìn)行修補(bǔ)，材料性能如下：

技術(shù)特性--優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥為基礎(chǔ)的、配合高性能無(wú)機(jī)快硬膠凝材、可再分散乳、膠粉、精選細(xì)骨料，具有早期強(qiáng)度獲得性(2小時(shí)抗壓強(qiáng)度≥8MPa) 且長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定性。特有的和易性保持緩釋技術(shù)、早期裂紋控制技術(shù)。經(jīng)工廠專(zhuān)業(yè)設(shè)備配料、混合、包裝，現(xiàn)場(chǎng)加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯墒褂谩?/p>

適用范圍--混凝土預(yù)制構(gòu)件的快速修補(bǔ)。

拌合用水--使用干凈的自來(lái)水或瓶裝純凈水。

材料優(yōu)點(diǎn)--強(qiáng)度高，凝固快，配制簡(jiǎn)單，色差小，表面質(zhì)量好。

專(zhuān)用修補(bǔ)材料性能指標(biāo)

主要材料數(shù)量表

3.2 預(yù)制軌道板修補(bǔ)工藝

3.2.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→申請(qǐng)作業(yè)計(jì)劃→材料機(jī)具進(jìn)場(chǎng)→修補(bǔ)面處理→涂刷界面劑→預(yù)制板修補(bǔ)→養(yǎng)生→打磨拋光→現(xiàn)場(chǎng)清理→質(zhì)量驗(yàn)收。

3.2.2 工藝細(xì)則

1）施工準(zhǔn)備：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)分析、材料準(zhǔn)備、方案編制、材料性能試驗(yàn)、人員培訓(xùn)交底。2）申請(qǐng)作業(yè)計(jì)劃：因軌行區(qū)已進(jìn)入列車(chē)聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，進(jìn)入軌行區(qū)需提前一周申請(qǐng)作業(yè)計(jì)劃。3）材料機(jī)具進(jìn)場(chǎng)：修補(bǔ)專(zhuān)用材料機(jī)具提前進(jìn)場(chǎng)，擺放在車(chē)站站臺(tái)區(qū)域，等作業(yè)審批后再進(jìn)入軌行區(qū)作業(yè)。4）修補(bǔ)面處理：當(dāng)日作業(yè)令獲批后，在運(yùn)營(yíng)人員監(jiān)管進(jìn)入軌行區(qū)，作業(yè)人員找準(zhǔn)預(yù)制軌道板破損位置，將鼓裂部位混凝土鑿開(kāi)，把軟弱顆粒鑿出，將粉塵、雜物用水沖洗干凈，用海綿吸干積水。用手持式角磨機(jī)切割片將破損部位邊緣切割或打磨整齊。5）涂刷界面劑：修補(bǔ)面用水沖洗干凈，等待修補(bǔ)位置表面風(fēng)干后，為提高修補(bǔ)砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度，需要先涂刷底涂以增強(qiáng)修補(bǔ)料與混凝土的粘結(jié)力，底涂材料為乳白色液體，有一定粘性。6）預(yù)制板抹修補(bǔ)：在底涂涂刷完成10min后，將修補(bǔ)拌合材料與純凈水按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)要求的配合比要求（0.155:1）稱(chēng)重計(jì)量，混合攪拌均勻即可使用，拌合過(guò)程要求不超過(guò)1分鐘，整個(gè)修補(bǔ)時(shí)間控制在10分鐘，防止材料凝固過(guò)快影響修補(bǔ)效果。修補(bǔ)時(shí)專(zhuān)業(yè)操作人員采用灰刀將攪拌好的砂漿壓入需修補(bǔ)的部位，壓實(shí)抹平，再用小抹刀壓實(shí)抹光，初凝前進(jìn)行二次壓光。修補(bǔ)厚度每次不超過(guò)20mm，破損厚度大的需要分層修補(bǔ)，現(xiàn)場(chǎng)待上層修補(bǔ)材料初期凝固后再進(jìn)行下一層修補(bǔ)，修補(bǔ)過(guò)程中需嚴(yán)格控制操作時(shí)間。修補(bǔ)過(guò)程中，同時(shí)制作同條件試塊及標(biāo)樣試塊各1組，與運(yùn)營(yíng)協(xié)商暫放置軌行區(qū)外側(cè)，不影響運(yùn)營(yíng)行車(chē)安全。7）養(yǎng)生：修補(bǔ)完畢，待修補(bǔ)料初凝后，及時(shí)采用毛刷涂刷底涂進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并采用透明膠帶將塑料薄膜覆蓋粘接在修補(bǔ)部位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。8）打磨拋光：待修補(bǔ)部位基本成型、修補(bǔ)砂漿終凝并達(dá)到一定強(qiáng)度后，去掉透明膠帶和塑料薄膜，采用細(xì)砂紙進(jìn)行輕微磨光，確保表面平整有光澤。9）清理現(xiàn)場(chǎng)：作業(yè)完畢后，將修補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)殘留的石屑與砂漿清理干凈，一并裝入垃圾袋，帶出施工現(xiàn)場(chǎng)集中處理，所帶工機(jī)具、人員均按運(yùn)營(yíng)管理要求撤離軌行區(qū)，確保行車(chē)安全。10）質(zhì)量驗(yàn)收：待修補(bǔ)完成三天后，根據(jù)作業(yè)計(jì)劃專(zhuān)業(yè)人員和運(yùn)營(yíng)人員重新進(jìn)入軌行區(qū)，檢查修補(bǔ)部位外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)外觀基本無(wú)色差。待修補(bǔ)28天后并采用回彈儀進(jìn)行檢測(cè)，強(qiáng)度已達(dá)到C50以上，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，同時(shí)對(duì)試塊強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)也滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

4 主要操作人員配置及分工

操作人員配置及分工表

5 工機(jī)具配置及用途

工機(jī)具配置及用途表

6 施工注意事項(xiàng)

1）施工前應(yīng)先進(jìn)行修補(bǔ)工藝試驗(yàn)及修補(bǔ)質(zhì)量驗(yàn)證。2）嚴(yán)格按照操作流程及材料配合比要求進(jìn)行施工作業(yè)，嚴(yán)格控制拌合時(shí)間。3）修補(bǔ)材料隨用隨拌，并按規(guī)定時(shí)間快速完成修補(bǔ)，防止凝固后材料報(bào)廢。4）修補(bǔ)后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，土工布濕潤(rùn)覆蓋養(yǎng)護(hù)三天。5）施工現(xiàn)場(chǎng)注意垃圾清理，嚴(yán)禁垃圾堵塞水溝，掉入兩側(cè)進(jìn)入預(yù)制板底部。6）修補(bǔ)完畢做好防護(hù)，減少修補(bǔ)面二次碰撞、踩踏損傷。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市軌道交通不斷發(fā)展，預(yù)制軌道板應(yīng)用越來(lái)越廣泛，預(yù)制軌道板塊制作、吊裝、運(yùn)輸、鋪設(shè)、精調(diào)等施工過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)磕碰造成破損現(xiàn)象，局部破損不但影響外觀美觀，而且影響質(zhì)量驗(yàn)收。

通過(guò)本次對(duì)預(yù)制板式道床修補(bǔ)工藝、材料的分析與研究，采用優(yōu)化配比后的材料及本工藝修補(bǔ)后，取得效果非常好，不但表面色差小，而且短時(shí)間內(nèi)修補(bǔ)位置強(qiáng)度及粘結(jié)性也滿足設(shè)計(jì)要求，適合于運(yùn)營(yíng)線及建設(shè)項(xiàng)目施工作業(yè)，值得推廣應(yīng)用。