高速铁路板式无砟轨道CA砂浆灌注施工技术

（中铁十六局集团第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

高速铁路建设时对路基及道床的施工有较严格的要求，为了确保轨道施工的平顺、稳定，经常设计为板式无碴轨道的结构形式，这也是高速铁路发展的趋势。板式无碴轨道结构的弹性调整层为CA砂浆充填层，主要是为轨道提供一定的弹性，提高通车的舒适性。

1 工程概况

中铁十六局哈齐客运专线工程HQTJ-3标段共设五个分部，四个轨道铺设作业队。本文重点研究第四分部，其轨道板铺设作业施工范围为DK140+110～DK156+762段，全长为双线16.65km，共计需要铺板数量6728块。

2 CA砂浆的搅拌

选取SY9300TSJ500 沥青水泥砂浆，利用半挂车在施工现场进行搅拌，搅拌原材料添加顺序为：乳化沥青→P乳液→水→消泡剂→干粉（水泥→砂→铝粉→膨胀剂）→引气剂。在CA砂浆的配制过程中，应结合原材料的性能及周围环境情况等进行现场试验，从而合理确定搅拌时间与搅拌速度。经试验可知，CA砂浆配制与施工时达到较好性能状态的温度在5～35℃，当温度超出该范围时，应及时进行降温或保温处理，严禁温度不正常时进行灌注，若气温一直处于零下或是雨水天气，则应暂停砂浆灌注作业。

该环节的施工要点如下：

1）考虑到沥青乳剂与水泥接触时会发生一定的反应，因此为了提升砂浆的可工作时间，需要将干料以分散投入的方式最后添加到混合料中；

2）在搅拌机的投料口设置10cm×10cm的钢丝网，混合料通过流槽逐渐进入搅拌机中进行充分的混合搅拌；

3）CA砂浆经长时间运输后，需要在灌注前向其中加入铝粉，然后高速旋转1min，充分混合后用于灌注；

4）为保障CA砂浆的品质，施工前提前作工艺性试验，模拟现场施工环境，结合原材料的性能及环境温度等因素，测试砂浆混合料的性能，充分掌握CA砂浆灌注的工艺参数[1]；当试验性能满足施工要求后，通过SY9300TSJ500沥青水泥砂浆半挂车进行充分的拌合。

3 CA砂浆灌注

3.1 灌注工艺流程

灌注工艺流程见图1。

图1 砂浆灌注工艺流程

3.2 CA砂浆灌注环节

1）在灌注前，应全面检查注入点是否清洁、干净，确保无积水、无残渣等。若存在积水或者灰尘等杂物，可以采取压缩空气吹扫的方式将杂物彻底清除，还可以设置排水孔将积水等排出[2]。在实施灌注作业时，应当由专人负责，相关技术人员应当在现场进行监督，并严格复核轨道板的标高。

2）CA砂浆车将充分拌合的CA砂浆转入中转仓内，通过吊装设备将其放置在运输车上，并准确推入需要灌注的场所，并有效连接下料软管以及灌注漏斗，紧密固定。充分混合后的CA砂浆若未及时使用容易产生假凝状态，且流动性大大降低，因此，砂浆运输、灌注时应不停搅拌，防止浆液假凝。在进行CA砂浆的灌注前，还需要测定其流动性是否符合施工标准。

3）灌注时应当在较低的一侧注入浆液，以不带入空气为标准进行连续匀速灌注。要注意的是，灌注时不能造成材料的离析，应完全将空隙填满。另外，还应当将注入口与CA砂浆注入袋口进行有效连接，灌注时密切注意砂浆的情况，当注入近一半时需要降低注入速度，有助于孔内空气顺利排出；同时还应当随时观察砂浆的静态位置，确保其达到设计的灌注高度，使轨道板底部的浆液均匀、饱满。

4）灌注作业时尽量将中转仓内的砂浆通过漏斗、软管等逐渐流入灌注袋，避免浆液直接从中转仓流入灌注袋。在灌注时，应一次性连续流入灌注袋，防止流入时夹杂气泡等杂质。密切关注轨道板的状态，防止轨道板发生拱起或上浮等情况；当确认灌注袋充满后，可结束灌注，并将袋口紧密绑扎，并用45°的三角形垫块将灌注口进行有效支撑。

5）停止灌注20～45min后，需要将灌注口内的砂浆充分挤入灌注袋，若灌注口内的砂浆不足，则需要补充挤入，然后利用U型夹具将灌注口的根部固定密封。当砂浆层强度大于0.1MPa时，可以拆除轨道板的支撑螺杆，切断灌注口，在满足封闭的同时还应确保切口整齐。

6）若灌注过程中发生降雨，应及时停止施工，并对已经灌注的砂浆层采取有效的防水措施。在纵坡及曲线地段进行CA砂浆灌注时，应按照低侧注入高侧排气的原则施工。若灌注效果达不到设计要求，需要进行二次灌注。灌注时需要进行流动度、含气量、温度试验，并准确记录膨胀率、泛浆率、抗压强度、弹性模量等性能值。现场检验项目及抽样频次见表1。

表1 现场检验项目及抽样频次

7）当另一侧灌注口内的CA砂浆超过7cm且与轨道板紧密贴合，注入袋边缘饱满圆顺，则可以结束灌注，并将注入口扎紧，待浆液有效硬化后，将注入口截除。CA砂浆的灌注作业应一次性连续完成，防止板下出现空隙；当曲线地段超高时，可以分2～3次进行灌注，避免板块受到浮力的作用而漂浮。

3.3 CA砂浆灌注施工的质量控制要点

1）充填层厚度：应控制在40～100mm范围内，以40～60mm为宜。

2）充填饱满度：灌注袋U型边切线与轨道板平齐，误差在±10mm范围内。

3）充填层均质性：上下浆液均匀，分离度小于1%。

4）充填层密实性：无空隙，气泡孔径不大于200μm。

3.4 CA砂浆的养生

CA砂浆通常情况下是进行自然养生，不需要采取其他措施。当气温过高或过低时，则应当采取相应的温度保护措施，用于降温或保温。砂浆灌注24h后，其强度可达到0.1MPa，但会产生一定程度的收缩。针对这种现象，为防止轨道板与砂浆填充层之间存在空隙，应当将支撑螺栓彻底拆除，使两者可以充分接触。当砂浆的抗压强度在0.7MPa以上时，才能在轨道板上进行承重。

除此之外，还应在支撑螺栓孔内或者起吊螺母孔中加入一定的防锈润滑剂，便于螺栓顺利取出。支撑螺栓应逆时针拧紧，严禁相反方向操作导致轨道板顶起。

3.5 砂浆废弃物处理工艺

CA砂浆在灌注时以及结束灌注后会产生废弃砂浆。由于CA砂浆中含有沥青及乳化剂等成分，直接排放至外界会对环境造车破坏，因此需要对废弃砂浆进行处理，满足相关标准后再排放至环境中。

考虑到CA砂浆具有较好的防水、弹性且富含表面活性剂，因此对废弃物主要采取措施进行重复利用，扩大其价值。1）废弃CA砂浆的处理：将各类废弃砂浆进一步配合搅拌，用于特定道路的路面施工。2）洗涤水处理：由于CA砂浆中的沥青在乳化时会加入表面活性剂成分，与混凝土用减水剂为同类物质，可以在施工现场设置专门的洗涤水沉淀池，在洗涤用水回收后可倒入沉淀池进行有效沉淀处理，将上部的水用于其他工程的混凝土拌合使用，下部的沉淀物则定期清理，作为道路施工中的部分填料。

4 结语

采用CA砂浆灌注施工技术对无砟轨道的铁路施工时，重点应控制砂浆的灌注质量，严格按照工艺流程进行施工，灌注前做好试验，当各项性能参数符合标准后方能进行正式的灌注作业，同时掌握各环节的施工要点，总结经验，确保施工质量满足工程建设标准。