CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工技术

李爱军

摘要：本文主要对京沪高速铁路徐州段濉河特大桥CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆封边、灌注等施工工艺及施工中需要注意的事项加以介绍，为同类工程施工提供借鉴。

关键词：水泥乳化沥青砂浆 封边 灌注

1 工程概况

京沪高速铁路是国家战略性交通工程，是目前世界上标准最高、规模最大、一次建成线路最长的高速铁路。其主要特点有：设计时速350km/h；安全舒适性好；基础设施设计寿命长；环保设施标准高等。

徐州段濉河特大桥施工里程为DK690+062DK700+

030段无砟轨道施工共9.97km，共计CRTS型轨道板3066块。轨道板和底座板之间设计为3cm厚水泥乳化沥青砂浆垫层。

2 施工方法及工艺

2.1 施工准备

2.1.1 原材料的进场及检验

按照《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》科技基[2008]74 号要求，对进场的砂浆原材料进行严格的检验，同时对材料生产合格证、检验单等相关证书进行收集，并处理好进场施工材料及实验报检等。

2.1.2 原材料储存管理

①原材料进厂后，需要及时建立台帐对原材料进行管理。通常情况下，台帐的内容主要涉及：进货日期、材料名称、品种、规格等。正确、真实、齐全地填写管理台帐。

②采取遮光措施，對乳化沥青、干料等进行储存，避免阳光直射。

③在储存和使用原材料的过程中，在限界温度范围内，控制其温度。乳化沥青、干料等储存和使用的温度控制在5℃～35℃；为了确保砂浆的温度要求，对于未作明确要求的材料，储存和使用温度要适宜。如果环境温度低于5℃，需要采取保温措施对原材料进行管理。

2.2 灌注前轨道板复测

垫层砂浆灌注施工前，需要检查并确认完成精调的轨道板的空间位置。使用全站仪及测量标架等进行检查和测量，方式与精调测量类同。在每个工作日，在大约10块板块接缝处进行抽样控制测量。检查合格的通过采用砂浆灌注进行施工。对于不合格的，通过补充测量或重新调整，如果误差超过0.3mm，在这种情况下，需要对轨道板进行重新调整。

2.3 施工工艺

2.3.1 封边

水泥乳化沥青砂浆封边采用两种不同的工艺，即角钢封边和普通砂浆封边。直线段封边采用角钢封边工艺，曲线段采用砂浆封边。

①润湿作业

轨道板底部和底座板顶部在封边前要充分预湿并不留明水。轨道板精调后封边前用高压水枪对轨道板和底座板进行冲洗和润湿。采用高压水枪润湿后，紧跟着进行封边，封边后用土工布封堵灌浆孔及观察孔，以使水分留在板腔内，保证润湿效果。

②封边作业

a角钢封边

直线段封边采用角钢封边，角钢支架封边可重复利用，循环周期短，润湿效果好控制，但是前期投入大。

角钢纵向封边材料采用φ48×3.5mm钢管做夹具，∠75×75×6mm角钢+1cm厚的专用土工材料进行封边。首先用扎丝将封边土工布绑扎在角钢上，绑扎间距20cm。绑扎必须牢靠，防止土工布褶皱。待板底充分冲洗干净并润湿后，将角钢两侧对称放好并密贴轨道板，然后用钢管夹具两侧对称上紧。上紧夹具后，使用小刮刀检查封边的密封性，有缝隙处人工用土工布条塞密实，确保灌浆时不漏浆。

横向采用竹胶板+土工布+塑料膜封边，中间使用小木条顶紧，然后在两竹胶板间填砂。塑料膜的作用是防止土工布在拆除时粘在沥青砂浆上。

排气管采用直径3cm、长15cm短钢管制作。将排气孔钢管焊在预先留孔的封边角钢上，排气管稍微上翘，与水平面的夹角宜为15°左右，每块板设置4个排气孔（板的四角各1个，兼有排浆功能），排气孔紧贴底座板顶面设置。灌浆前要对每个排气孔进行检查，不能有堵管现象。

b砂浆封边

曲线地段采用砂浆封边，侧向封边用5cm宽、1cm厚竹胶板挡在板侧处，然后用砂浆进行封堵，过程中要注意不要让封边砂浆侵入板下。封堵竹胶板根据排浆孔设置位置开设排浆管安装槽口（3cm*3cm），砂浆要抹成三角形状体并压实，封边尺寸高13cm，宽10cm。横向封边使用竹胶板挡在横缝两侧中间用水泥砂浆填满，待灌浆结束后将横缝间的砂浆凿掉。封边结束后应该对封边砂浆进行必要的覆盖养护，防止其开裂、雨淋、收缩。

排气管采用预埋直径3cm、长30cm软管施作，每块板设置8个排气孔（板的两侧各4个）。排气孔的上缘要高于轨道板的下缘，且排气管和水平面的角度宜在15°左右，砂浆流出时用桶接住，避免污染底座板及桥面。施工时排气管伸入板内的深度要一致且不能超过1cm。灌浆前要对每个排气孔进行检查，不能有堵管现象。

③轨道板扣压

压紧装置采用在底座板上垂直钻孔（距板边10-15cm，

深度为10-15cm），孔内填充好锚固剂，植入锚杆，锚杆采用全丝螺杆，长50cm。直线段每块板用4个压紧装置，板两侧中部用两个L型，板接缝中部用两个T型。曲线段每块板8个压紧装置，横向的端头处以及侧面在1/4、1/2、3/4处各三处进行扣压。侧面1/2处的扣压装置偏移精调爪15cm。板接缝中部用2个T型。压紧装置安装时与精调同步，确保精调结果不受压紧影响。

④砂浆灌注

a 砂浆搅拌及出料

在灌浆地点，通过采用移动式搅拌设备生产垫层砂浆，对于砂浆车来说，其最大储存料容量为7000L，可灌注7-8 块板。通过搅拌设备将垫层砂浆注入中间储存罐，而中间储存罐的最大容积为700L。将一块轨道板所需的量注入到灌浆罐中，约600L。严格按照施工配合比要求，准确称量砂浆原材料。称量最大偏差符合下列要求：乳化沥青为±1%，干料为±1%，外加剂为±0.5%，拌合用水为±1%，消泡剂为±0.5%。经校核合格后，方可使用设备及计量系统，对于设备及计量器具，在正常使用时，每周应至少进行一次校核。砂浆搅拌机转速应在0r/min-200r/min

范围内可调。砂浆的具体投料顺序、搅拌速度、搅拌工艺应通过试验确定。砂浆的一次搅拌量宜为搅拌设备额定搅拌容量30%-80%，具体搅拌量根据砂浆厚度经过计算确定。从搅拌锅往中转斗中放料时应对砂浆进行一次过滤，防止有大颗粒进入中转斗，具体可以在中转斗顶部放上钢筋支架，铺设两层孔径5mm～7mm 的钢丝网。砂浆进入中转斗后，采用吊车将中转斗调至桥上，桥上采用三轮车将中转斗运输至灌板地点。

b 砂浆灌注

经过一条软管，将砂浆注入到轨道板的灌浆孔中。在软管的两端各装一个相应的开关。一般情况下，通过三个灌浆孔的中间孔进行灌浆。灌浆孔中有PVC 管，从管中注入垫层砂浆。对于灌浆过程，通过其他两个灌浆孔和排气孔进行观察。控制板端充分排尽大气泡的关键就是砂浆灌注节奏。总体节奏按照先慢再快后慢的方式进行：首先，将中转斗处蝶阀打开，从中转斗口流出砂浆排尽管道空气，待砂浆充盈管道后，将灌注头处阀门缓缓打开，砂浆缓缓流入板腔，约8s后，灌注口轨道板底被砂浆淹没，为了加快注浆速度，然后逐渐开大灌注头处阀门，确保砂浆平稳的沿漏斗流至板腔，当加至合适速度后保持该速度匀速灌注，当观察口看到砂浆后继续保持原速度，直至观察口处砂浆与轨道板底相接触。此时，开始将灌注速度慢慢的减缓（在减速过程中，避免出现“急刹车”，减速要缓缓进行，将速度最终减至匀速速度的1/3-1/2，在15s左右完成减速过程；但是，灌注的砂浆不要减到手指粗的细流，不能为了灌注4min而灌注，即使3min灌完，也没有太大关系，只要控制好灌注节奏），当从排气孔流出连续充盈均匀的砂浆时，进行报告，同时迅速并彻底地封堵排气孔，当全部封堵所有排气孔后，将阀门立刻关紧，灌注停止，并马上从灌注口取出灌注头。

c 排气孔封堵顺序

排气孔采用土工布封堵，封堵顺序及时间根据工况的不同采用不同的时间和顺序。直线板：由于采用角钢封边，轨道板四个角的排气孔在排浆25s后方可堵塞。如果桥上工况是有纵坡的情況，则在纵坡的低端封堵时间要适时延长5s左右；曲线板：先中间后两端，先低侧后高侧。低侧中间的两个排气孔在浆排出10s后即可堵塞，高侧中间的两个排气孔在浆排出15s后即可堵塞，低侧两端的排气孔在出浆25s后方可堵塞，高侧两端的排气孔在出浆30s后方可堵塞。如果桥上工况是有纵坡的情况，则在纵坡的低端封堵时间要适时延长5s左右。注意：灌浆过程必须连续，在灌浆结束时，应减小砂浆流量，而不是突然中断，砂浆的流量应与灌浆口中看到的砂浆量相适应。在高度方面，灌浆孔内垫层砂浆表面高度需要超过轨道板的底边高度，但是不能回落到底边以下。当砂浆失去流动性时，将灌浆口上的PVC管取掉，同时舀出注入孔中多余的砂浆，使砂浆的表面距离轨道板上沿约15cm。在垫层砂浆轻度凝固时在3个灌注孔均插入一根“S”钢筋，进一步保证与今后封闭灌浆孔砂浆的结合牢固。对超高地段进行灌浆时，灌浆孔上pvc管中的灌浆高度必须高于高侧最高灌浆点。

⑤封边拆除

拆除封边的时间必须严格遵守，一般宜控制在12小时左右。角钢封边时拆模太晚易造成土工布和沥青砂浆黏在一起，不易拆除，影响灌浆成品外观质量；拆模太早亦容易破坏沥青砂浆内部结构及外观质量。

⑥养护

砂浆的养护原则上按自然养护进行。外漏部分采用土工布覆盖洒水养护。如果养护不到好易产生离缝现象。当砂浆膨胀及充分硬化完成后，可拆除压紧装置。垫层砂浆的最小抗压强度达到1Mpa后，可以拆除轨道板精调爪，由垫层砂浆支承轨道板。砂浆的最小抗压强度达到3Mpa后才允许在轨道板上承重。

⑦验收标准

水泥乳化沥青砂浆厚度为20～40mm，沥青水泥砂浆灌注应充填饱满，并与轨道板密贴，不得有气泡和空隙。

砂浆灌注时表面高度至少应达到轨道板的底边，不得回落到底边以下，对每块板的3个灌浆孔目测。

3 结束语

水泥乳化沥青砂浆作为CRTSⅡ型轨道板和混凝土底座板之间的垫层材料，主要起到填充、支撑、承力和传力的作用，并可为轨道提供一定的刚度和弹韧性。砂浆的性能直接影响到列车运行的品质、轨道结构耐久性和运营维护成本，它的组成材料复杂、敏感性强、施工难度较大，砂浆的最终性能不仅取决于其原材料的组成，而且受施工环境、搅拌设备及工艺、灌注工艺以及施工人员的专业素质等因素的影响。作为一项新工艺、新技术，水泥乳化沥青砂浆的施工还需要在实践中不断的总结经验，提高施工技术水平。

参考文献：

[1]中铁一局集团有限公司.客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2]中铁二局股份有限公司.高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[3]赵同生，陈康荣.CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层施工技术[J].铁道建筑，2011（05）.