混凝土轨枕冷施工锚固材料的研究与应用

袁遂林

(郑州铁路局郑州桥工段，河南 郑州 450003)

混凝土轨枕冷施工锚固材料的研究与应用

袁遂林

(郑州铁路局郑州桥工段，河南 郑州 450003)

针对混凝土轨枕硫磺锚固存在的污染环境及绝缘性安全储备小等问题，研究出了以干粉锚固剂为锚固料的冷施工方法，用内置式锚固架保证绝缘螺旋道钉准确定位，以绝缘螺旋道钉满足绝缘性能要求。经检测，混凝土轨枕冷施工材料和配件均达到了有关规定要求，并经现场试用取得了良好的效果。混凝土轨枕冷施工锚固材料的应用，延长了轨枕使用寿命，提高了轨枕绝缘性能，避免了硫磺污染环境，社会效益和经济效益显著。

混凝土轨枕 锚固材料 冷施工

1 混凝土轨枕硫磺锚固剂应用现状

混凝土轨枕采用硫磺锚固剂锚固螺旋道钉，在新建铁路及既有线大修、维修中一直使用至今。硫磺锚固存在以下缺点：①施工作业复杂，熬制硫磺锚固剂费工费时，且经常会发生烧坏地下电缆的事故;②硫磺锚固不允许在隧道内作业，影响线路维修;③硫磺在加热过程中，产生大量有害气体，严重污染环境，影响作业人员健康;④硫磺水泥砂浆熬制后温度可达160℃ ～180℃，有可能烫伤施工人员;⑤硫磺为易燃物品，保管不当易造成火灾;⑥硫磺锚固的绝缘性能安全储备量小，不能满足铁路发展的需要。

针对上述硫磺锚固存在的问题，自2006年开展了“混凝土轨枕冷施工锚固材料”的研究，所研制的混凝土轨枕冷施工锚固材料各项主要技术指标达到了铁道部的有关规定要求，不仅实现了轨枕锚固作业的冷施工，而且轨枕绝缘电阻比硫磺锚固提高了30%。2010年5月开始上道试用，经一年多的试用，达到了预期效果，于2011年11月23日通过了郑州铁路局科技成果技术鉴定，建议推广应用。

2 冷施工锚固材料的组成

轨枕锚固结构的冷施工以绝缘螺旋道钉满足轨枕绝缘性能要求，以干粉锚固剂作为轨枕冷施工锚固料，以内置式锚固架保证绝缘螺旋道钉准确定位，冷施工锚固结构如图1所示。

图1 冷施工锚固结构

2.1 绝缘螺旋道钉

绝缘螺旋道钉绝缘材料采用玻纤增强尼龙66，通过注塑工艺使绝缘材料与螺旋道钉结合为一体，注塑部位包括螺旋道钉下部螺纹部分和圆台以上的光杆部分，此种结构形式保证了轨枕锚固的绝缘性能，还可避免螺旋道钉因锈蚀而折断。

2.2 干粉锚固剂

为了实现混凝土轨枕锚固作业冷施工，方便现场操作，确定以水泥基材料作为轨枕锚固材料，即以水泥和砂子为主料，掺入添加剂制成轨枕锚固专用的干粉锚固剂。此种锚固料具有以下基本特征：①早强、高强，锚固剂1 d抗压强度≥35 MPa，抗拔力≥60 kN;②微膨胀无收缩，竖向膨胀率≥0.02%，具有补偿收缩性能，确保锚固剂与轨枕预留孔及绝缘螺旋道钉结合牢固而无缝隙;③大流动性，流动度≥200 mm，有利于灌注作业，可达到轨枕预留孔饱满密实;④防渗性能好，可防水渗，防油渗，防化学液体渗入;⑤耐久性高，不存在老化现象，可与混凝土同寿命;⑥绿色环保，无毒、无味、无污染，不燃不爆;⑦作业简便，用一定比例的水拌合即可灌注，初凝时间为50～60 min，可作业时间不少于30 min;⑧冬季施工作业温度为0℃以上，当气温较低时用40℃ ～50℃热水拌合后即可使用。

2.3 内置式锚固架

为了实现轨枕锚固作业冷施工，并结合干粉锚固剂凝固过程较缓的特点，研制了内置式锚固架，可以起到垫底的作用，从根本上改变了填土垫底的作业方法，可显著提高作业效率;可使螺旋道钉准确定位，并使螺旋道钉处于预留孔中间位置，锚固后的螺旋道钉高度一致;由3根立柱连接底板和定位板，使其成为一个整体的锚固架，安装后可控制锚固深度，便于掌握锚固剂用量。

3 冷施工锚固材料主要技术指标

依据铁道部文件(65)铁技会字第652号《关于试行混凝土轨枕线路电器绝缘指标的决定》、《混凝土轨枕螺纹道钉硫磺锚固强度检测方法(试行)》中有关检测标准和方法，并参照欧洲标准EN13146-5《铁路应用——轨道——扣件系统试验方法 第五部分：绝缘电阻的测试》，确定了冷施工锚固材料的主要技术指标，中国铁道科学研究院铁道建筑研究所和铁道部质检中心铁道建筑检验站等检验单位的检验结果见表1。

表1 混凝土轨枕冷施工锚固材料主要技术指标及检验结果

4 冷施工锚固材料施工作业程序

根据现场施工作业条件，经过反复实际操作试验，混凝土轨枕冷施工锚固作业程序如下。

1)清理预留孔。清除预留孔中粉尘及杂物等。

2)放置锚固架。将锚固架底板上的叶片向上翻起，用刮浆棒(刮浆棒用钢管制作，一端为圆头，一端为扁头)圆头顶住锚固架底部置入孔内。

3)拌浆。按每根轨枕1.5 kg称取干粉锚固剂(单孔为0.4 kg)，并按重量比15% ～16%加入一定比例的水，在容器中拌合均匀，达到既有一定稠度，又有较好的流动度即可使用。

4)灌浆。用灌浆勺将拌合好的浆液，从锚固架中间灌入预留孔中，距孔顶约2 cm即可。

5)插入道钉。在灌浆后应尽快旋转插入绝缘螺旋道钉，使圆台落在锚固架定位板上，并注意保证垂直。

6)清理外观。用刮浆棒(扁头)将溢出的浆液刮除，并压平。

7)安装扣件。锚固1 d后可人工安装扣件，3 d后可使用内燃扳手作业。

5 结语

自2010年以来，郑州铁路局管内5个工务段(桥工段)在线路维修、大修锚固作业中应用了冷施工锚固材料。经过一年多的观测，效果良好，实现了冷施工锚固的目的，延长轨枕使用寿命，解决了硫磺锚固污染环境、影响作业人员健康、易烧坏电务电缆等问题，冷锚固尤其适合隧道、林区、油库等禁止烟火的铁路地段使用;绝缘螺旋道钉可以有效地提高轨枕锚固的绝缘性能，预防螺旋道钉锈蚀，不仅可以减少更换失效螺旋道钉的工作量，而且可以明显提高轨道设备的安全可靠性;混凝土轨枕锚固冷施工工艺改变了40多年来用大锅熬制硫磺锚固剂的热施工工艺，操作简便，内置式锚固架的应用改变了填土垫底的传统作业方法，使螺旋道钉定位准确、高度一致。

［1］卢祖文.客运专线铁路轨道［M］.北京：中国铁道出版社，2005.

［2］王会永，王平，付淑娟.复合锚固技术在混凝土轨枕中的应用［J］.铁道建筑，2008(5)：101-103.

［3］中华人民共和国铁道部.铁道部文件(65)铁技会字第652号 关于试行混凝土轨枕线路电气绝缘指标的决定［Z］.北京：中华人民共和国铁道部，1965.

［4］欧洲标准.EN13146—5：2002(E) 铁路应用—轨道—扣件系统试验方法 第五部分：绝缘电阻的测量［S］.布鲁塞尔：欧洲铁路联盟，2002.

［5］中华人民共和国国家发展和改革委员会.JC/T 986—2005水泥基灌浆材料［S］.北京：中国建材工业出版社，2005.

［6］王新民，李颂.新型建筑干拌砂浆指南［M］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

U213.5+2

A

1003-1995(2012)06-0126-02

2012-01-15;

2012-02-20

袁遂林(1957— )，男，河南郑州人，工程师。

(责任审编 王 红)