CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆充填层施工工艺研究

赵海瑞

(中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西西安 720021)

0 引言

宁安铁路是长江三角洲城际客运铁路网的延伸，地处华东苏皖南地区，居长江以南，走向基本平行于长江，东起江苏省南京，经安徽省马鞍山、芜湖、铜陵、池州等长江南岸沿江地带，跨长江后至安庆，全长约258.163 km。

由中铁十二局集团负责施工的宁安铁路Ⅰ标段位于安徽省铜陵市、池州市境内，起点铜陵东站，终点池州站。宁安铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道的主要结构由底座板及凸台、水泥乳化沥青砂浆充填层、轨道板、扣件及钢轨组成。水泥乳化沥青砂浆充填层是一项技术难度大、质量标准高的新型施工工艺，如何又好又快的施工无砟轨道，是我们重点研究的课题。经过宁安铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道首件工程的施工，总结出一套水泥乳化沥青砂浆施工各个环节的施工技术工艺。

1 CA砂浆充填层施工特点

水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)是由乳化沥青、水泥、砂、聚合物乳液、消泡剂、膨胀剂、引气剂、铝粉、减水剂、水等多种组分以一定的比例混合搅拌而成的流动状乳液，其固化后形成的填充层即为CA砂浆填充层，它具有一定的强度和弹性，还具有良好的稳定性和耐久性。CA砂浆作为轨道板和底座之间的调整层，可为轨道结构提供适当的刚度和弹韧性。CA砂浆的性能直接影响到轨道结构的平顺性、列车运行的舒适性与安全性、轨道结构耐久性和运营维护成本，是板式无砟轨道的关键工程材料之一。

2 CA砂浆充填层施工工艺

CA砂浆灌注要在5℃～35℃环境条件下组织开展，其施工应紧随轨道板精调之后进行，并坚持“随调随灌”的原则。

2.1 施工前期准备工作

2.1.1 CA砂浆配合比的确定

CA砂浆的初始配比、基本配比及施工配比要根据乳化沥青、砂浆搅拌设备进行选择确定;并且全部CA砂浆配比要满足各种环境温度(5℃ ＜t＜35℃)条件下的施工需要。CA砂浆Ⅲ级试验师需在咨询单位CA砂浆Ⅱ级试验师的指导下，集中相关技术及试验人员进行理论配合比的验证、原材料试验、初始配合比的确定(在理论配合比的基础上，综合考虑原材料、作业环境等因素，通过试验确定初始配合比)以及砂浆性能的日常检验等室内试验。按照室内试验的检测结果，线外试验段采用初始配合比进行灌揭板试验，对比灌揭板效果(饱满度、密实度、匀质性等)，确定聚合物乳液掺量，得出CA砂浆基本配合比，提出砂浆配比调整范围(即材料误差范围)。有关CA砂浆配比选定流程见图1。

图1 CA砂浆配合比选定流程图

2.1.2 CA砂浆原材料的确定

砂浆配比确定后，严格掌控所用原材料品质的稳定性，如乳化沥青、干料、减水剂、消泡剂等。原料采购前考察供应商稳定生产、供应原材料的能力，并与其签订专门约束性协议，明确稳定原材料品质的责任及义务。

2.1.3 CA砂浆原材料供应站的建立

施工时，砂浆原材料要确保供应。原则上，至少设置满足3 d～5 d生产需要的仓储能力，每10 km左右建立一处仓储基地，其功能设置按铁道部工管技(2009)12号《关于印发〈板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工材料储存管理办法〉的通知》要求执行。

2.1.4 砂浆搅拌的稳定性确认

每类型(主要设备完全一致的)砂浆车及每组砂浆施工配比在正式灌注施工前均应进行砂浆搅拌的稳定性试验，要求连续拌和6块板所需砂浆进行灌板试验，并揭板检查，以确认搅拌工艺及材料的稳定性。全部合格时方可正式进行砂浆灌注施工。

2.1.5 砂浆材料的进场检验

对每批进场的砂浆材料均按规定进行抽检，对有疑问的材料不能使用并取样送检确定是否合格。

2.2 CA砂浆施工工艺

2.2.1 CA砂浆灌注前准备工作

1)铺设灌注袋。a.板腔清理:采用手持式鼓风机清理底座板混凝土表面，保证底座板混凝土表面无杂物、积水。b.灌注袋选择:根据铺板类型、板腔厚度(精调后测量记录)，选择对应尺寸灌注袋，检查灌注袋质量是否符合《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆和凸台树脂用灌注袋暂行技术条件》科技基［2008］74号文规定。c.灌注袋铺设:将灌注袋按Z形平折，塞入板腔后四角拉伸并用尺量外露长度保持一致，保证缝纫边朝上，最后用木楔四角固定，直线灌注袋每边采用四个木楔固定，曲线灌注袋固定木楔采用高六低四。

2)轨道板几何位置的确认。CA砂浆灌注前对轨道板空间位置采用隔板抽检方式进行复测，对精调完的段落进行平顺性检测，合格后方可进行砂浆灌注。

3)压紧装置状态检查。压紧装置采用钻眼打孔，孔内注入少许植筋胶并植入膨胀套筒，利用专用工具将套筒内“弹头”锤紧，直至听到触底回声即可，后续采用特定配方填料回填。采用φ14 mm螺杆，长度50 cm，周转使用，扣压装置采用［10槽钢焊接成L形，压紧装置在直线地段两边各设置3个，曲线地段采取高三低四进行设置。

压紧装置安装前对预埋孔深度、清洁度、植筋胶注入量以及套筒打入深度进行检查确认，合格后方可安装压紧装置，压紧装置施工前应进行抗拔试验。CA砂浆灌注前对轨道板压紧装置压紧状态进行检查确认，确保压紧装置安装位置、扭矩满足受力要求。

2.2.2 CA砂浆搅拌与运输

1)砂浆搅拌。搅拌工艺:先加入乳化沥青、P乳剂、水，然后加入消泡剂，加完后慢速搅拌0 s～30 s(转速20 r/min～40 r/min);再加入干粉料(转速50 r/min～70 r/min);干粉料加完后延迟20 s～40 s进入高速搅拌状态;高速搅拌2min～4.5min(转速80 r/min～120 r/min);高速搅拌80 s～120 s后投入引气剂;投料完毕后低速搅拌60 s～100 s(转速20 r/min～40 r/min)后卸料进入中转仓。每个工班施工前均要进行0.2m3砂浆试拌，检测其温度、流动度、含气量等指标，用以微调并确定砂浆配合比，各项指标满足验标要求(温度:5℃～35℃，流动度:18 s～26 s，含气量:8%～12%)后方可进行砂浆灌注，每次施工均应留取试件。

2)砂浆运输。a.便道式CA砂浆搅拌车:砂浆搅拌完成后，将砂浆导入中转仓并由吊车吊至线间，由3 t叉车运至砂浆灌注点进行灌注。b.跨线行走式CA砂浆搅拌车:砂浆搅拌完成后，将砂浆导入中转仓由3 t叉车直接运至砂浆灌注点进行灌注。

2.2.3 CA砂浆灌注施工

1)CA砂浆灌注。a.线间利用中转仓直接进行灌注，另一侧采用10 cm钢丝软管导入漏斗，液面高差控制在60 cm～100 cm之间，视砂浆流动度值进行控制，灌注速度控制在4 min～6 min，精调爪有松动即停止灌注，液面持续时间气温高时控制在20 s～30 s，气温低时控制在30 s～60 s，液面停止下降后关闭漏斗控制阀门。b.灌注结束20 min后将灌注口根部用V形夹夹紧并将灌注袋四角手压回顶。待砂浆强度达到0.1 MPa后拆除精调爪及压紧装置。c.待砂浆凝固后，用裁纸刀切断灌注口，用小型燃烧器将灌注袋封口条加热使表面胶有一定粘度后进行粘贴，采用钢板将封口边压实，用手将中间部分摁紧即可。

2)防污染措施。砂浆灌注完成后及时用湿抹布将底座板散水坡面预湿，然后采用预湿过的海绵垫至灌注袋缝纫边下沿，每隔1 m处将海绵引至底座板外的小桶上方，灌注后约1 h即可去除海绵，最后将海绵下污水擦干净即可。

3)废料处理。配置一台废料转运车及两个废料储存罐，在弃渣场处设置污水坑及废料储存区，对CA砂浆废料及洗车污水进行统一收集、集中处理。

3 结语

通过宁安铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道首件工程的施工，我们认识到砂浆充填层的质量不但取决于砂浆的组成材料与配比，而且更重要的是取决于砂浆的灌注工艺。所以必须认识到砂浆灌注的重要性，严格按施工操作规程进行施工、控制灌注过程中各个环节的施工质量，确保CA砂浆充填层的质量达到设计要求。

［1］科技基［2008］74号，客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件［S］.

［2］高速铁路无砟轨道质量验收标准［S］.