CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术

王翰韬

中铁二十二局集团轨道工程有限公司 北京 100043

京沈铁路客运专线无砟轨道工程采用我国自主研发的CRTSⅢ型轨道板，结构自上而下组成为轨道、扣件、预制轨道板、自密实混凝土缓冲层、限位凹槽以及混凝土底座板等。随着我国高铁技术的飞速发展，轨道板建设技术也在不断更新换代。其中，缓冲层采用了具有良好稳定性、刚度和耐久性的自密实混凝土，取代了原Ⅰ型板和Ⅱ型板的CA砂浆技术，被广泛应用于当前国内高速铁路建设当中。本文将介绍CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术的特点、施工流程以及施工中需要注意的问题，以期为高铁无砟轨道建设提供参考[1]。

1 CRTSⅢ型板式无砟轨道中自密实混凝土施工技术概述

CRTSⅢ型板式无砟轨道是一种新型轨道结构，广泛应用在当前新建高速铁路建设中，相较于Ⅰ型板和Ⅱ型板的轨道结构，具有更高的使用寿命、运行稳定性和经济效益。自密实混凝土是CRTSⅢ型板式无砟轨道的关键材料，作为轨道板与底座板间的缓冲层，其性能直接影响到轨道运行的质量和稳定性。因此，研究CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术对于高速铁路无砟轨道工程建设具有重要意义。

CRTSⅢ型轨道板与底座板间灌注自密实混凝土作为缓冲层材料，具有较高的强度和耐久性，能够承受长期的高速列车荷载，相较于CA砂浆轨道结构，其使用寿命更长，并能有效提高列车行驶的稳定性和舒适性。另外，Ⅲ型板作为单元板，结构更易于更换和修复，有利于降低线路的运营和维护成本[2]。相比Ⅰ型和Ⅱ型板式无砟轨道结构对环境影响更小。自密实混凝土是一种环保型材料，其施工生产过程中产生的废弃物和污染物较少。此外，无砟轨道结构对周边环境的振动和噪音影响较小，铁路运营对沿线居民的生活影响能够降到最低。

2 自密实混凝土的特点

自密实混凝土是一种具有高流动性和高稳定性特点，其原材料种类多且质量控制严格，混凝土要求坍落扩展度较大，在重力作用下能够自动填充板腔，不需要进行过程振捣。目前被广泛应用于Ⅲ型板无砟轨道施工中。以下是自密实混凝土的主要特点：

2.1 高流动性

自密实混凝土的流动性能要大大超越普通混凝土，其扩展时间T500为3s～7s，坍落扩展度要求≤680mm。高流动性使得自密实混凝土能够在无需振捣的情况下充分填充板腔内各个部位，从而简化施工程序，进一步提高现场施工效率。

2.2 高稳定性

自密实混凝土具有较低的孔隙率，能够防止混凝土内部的脱水、分层等现象。这意味着自密实混凝土在浇筑过程中不会出现沉降、分离等问题，保证了混凝土结构的均匀性和稳定性。

2.3 高均匀性

由于自密实混凝土具有高流动性，它可以在浇筑过程中自然分布，保证混凝土在结构内的均匀性。这有利于提升混凝土道床结构的耐久性和整体强度。

2.4 节省劳动力

自密实混凝土无需振捣，可以减少现场劳动力的使用，降低施工成本。此外，由于其高流动性和高稳定性，自密实混凝土的施工周期较短，有助于提高工程施工进度。

2.5 优良的成型效果

自密实混凝土能够充分填充模板，使混凝土表面光滑、无砂眼、无空洞，有利于提高混凝土结构的美观性。

2.6 环境影响小

自密实混凝土的生产过程中产生的废弃物和污染物较少，有利于环境保护。此外，由于自密实混凝土无需振捣，可以降低施工现场的噪音和振动，减轻对周边环境的影响。

3 CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注工艺

3.1 工艺流程

图1 工艺流程图

3.2 施工方法

3.2.1 轨道板封边及压紧

压紧装置采用门架式压紧装置，由花篮螺栓和可调螺杆等部件组成。直线板、曲线板压紧装置均安装5个,其中曲线板增加3个防侧移压紧装置。

压紧装置锚杆锚固在底座，在底座板侧面靠下位置打孔植筋，钢筋外露不宜过长，一般控制在5～10cm，将压紧装置安装到相应位置，用螺栓和底座板上的植筋将压紧装置固定，待轨道板精调完成后再紧固螺栓。CRTSⅢ型板侧模采用高度为140mm的槽钢制作，长度5000mm，端模用8mm钢板制作，长度1840mm，倒角模板与侧模和端模连接形成整体，符合设计尺寸。封边模板的顶面要与轨道板侧面密贴，底面与中间隔离层应压贴密实，然后紧固侧压装置，使模板与轨道板密贴。自密实混凝土封边模板的安装，要保证过程中不漏浆，拆模后无错台。精调后的轨道板现场要设置标识标牌，严禁作业人员私自到轨道板上踩踏，模板安装的过程中严禁对精调后的轨道板进行扰动，不得使用铁锤敲击或木楔子加固等。

在轨道板侧模端头设排气孔，排气孔上口需高出板面，曲线段低侧排气孔应高出超高段最低处自密实混凝土液面。排气孔设置在侧模端头竖向方钢的内面，气孔范围是地面以上100mm内。

压紧装置紧固、立模完成后，在轨道板四个角分别安装1个百分表监测板上浮，在一侧安装2个百分表监测板侧移，并调零初始值。百分表安装完成后，严禁人员私自上板踩踏，在灌注时应尽量避免多人同时站在轨道板上，造成百分表读数异常。灌注完成后每间隔5min读一次数值，要求上浮值不大于2mm，出现数据异常情况应及时进行二次测量，调整压紧装置，保证板顶标高满足要求。

3.2.2 自密实混凝土的拌制及运输

（1）原材料检验及存放

无砟轨道自密实混凝土拌和采用的原材料种类较多，必须严格把控原材料进场检验关，保证用于施工的原材料全部合格。原材料进场需具备出厂合格证，并进行试验检测，出具试验报告。各项原材料要依据材料性能和应用进行分类存放，做好标识，外加剂等液态材料必须密封存放。

（2）混凝土的拌和

自密实混凝土采用拌和站集中拌制，设备需配置强制式搅拌机，以及自动计量系统。混凝土原材料的称重最大允许偏差，水泥、矿物掺合料等为±1%，外加剂为±1%，骨料为±2%，拌和用水为±1%，拌和前需测定粗细骨料的含水率，做好配比调整。搅拌生产前需对拌和物进行开盘鉴定，检测确定自密实混凝土的性能[3]。

3.2.3 自密实混凝土运输

自密实混凝土运输应由项目部提前做好组织筹划，运输距离和罐车数量配置，应结合混凝土拌和站的生产能力提前进行规划，并与现场供应需求相匹配。自密实混凝土运输过程中的道路应相对平坦，混凝土在运送到浇筑点时不应产生分层、离析、泌浆等情况，保证混凝土的均匀性、自密实性、含气量等性能满足要求。罐车到达浇筑现场时，应先高速旋转20～30s 后再进行卸料，并保证灌注点等候罐车不少于1台。灌注前，需做好坍落扩展度、扩展时间T500等试验，测定自密实混凝土性能后要填写试验记录，试验要符合自密实混凝土的规范性能指标。

3.2.4 轨道板自密实混凝土灌注作业

混凝土罐车运送自密实混凝土到灌注地点后，卸料至吊运斗，通过龙门吊运至灌注位置的中转料斗架上，就位后即进行灌注，中转料斗放料至轨道板灌注孔上的小料斗，通过小料斗连接灌注孔灌注，直线段灌注管高为70cm，曲线段灌注管高为100cm，且要高出超高侧轨道板顶面。要求每块板必须一次性连续灌注成型，同时灌注作业还应注意以下几点：

（1）灌注前须检查轨道板周围模板的封闭情况，确保不会漏浆、不污染线下工程。灌板前应对底座板上的土工布和轨道板下进行喷雾湿润，但不得积水。同时对轨道板的精调爪、限位装置等进行再次检查，确定是否安装牢固。

（2）灌注前，还应检测混凝土拌和物温度、含气量、扩展时间T500以及坍落扩展度。自密实混凝土通过轨道板上预留的灌注孔进入板腔，入模温度需控制在5℃～30℃。轨道板四角的模板上应预留排气孔，自密实混凝土灌注速度应严格把控，不能过快，当混凝土流过检查孔时应适当降低灌注速度，确保空气排放。

（3）灌注过程中，需注意料斗内混凝土液面下落情况，并通过轨道板观察孔观察板下混凝土流动状态，如出现流动状态不佳时，需及时调整放料速度。灌板过程中不得对轨道板产生扰动，保证灌注质量。当各排气孔混凝土流满导流槽，防溢孔混凝土液面超出板面20～30cm时，及时关闭下料斗阀门停止灌注。

（4）灌注完成后，及时清理灌注孔内多余的混凝土，并将料斗架转至下一个需灌注的轨道板。自密实混凝土从拌和开始到灌注结束时间不宜超过120min，浇注时间超过120min时，必须对料斗和送料管道进行清洗。为避免混凝土污染轨道板，灌注时在轨道板表面应覆盖一层彩条布或土工布。在湿度较小、风力较大的条件下施工时，应采取合理的遮挡措施，避免造成混凝土过快失水。为了精确测定轨道板灌注后的几何状态，在轨道板灌注完成后需及时进行标高、平面位置复测。

3.2.5 自密实混凝土拆模与养护

当自密实混凝土强度达到3MPa后，才可拆除轨道板精调爪。轨道板灌注完成后必须带模养护至少3d，强度达到10MPa后，才能拆模，拆模应按立模顺序反向进行，并保证表面及棱角不得损坏。自密实混凝土强度达到30%或12MPa后，才可拆除扣压装置。自密实混凝土强度达到100%后，轨道板才能承受设计荷载。

模板拆除后，应及时喷涂养护液，并用塑料薄膜包裹进行养护，养护时间要求不少于14d。同时，同条件试件也要包裹养护，确保试件强度与主体一致。养护过程中如天气状况发生急剧变化，应采取适合的保温或隔热措施，避免混凝土因温度变化造成开裂。拆模后，需对底座板上的钻孔进行修补，修补前先对钻孔进行清理、润湿，然后再用砂浆灌注填补完成，并做好表面压光平整。

3.2.6 灌注孔、观察孔的封填

自密实混凝土膨胀率应控制在0.02%～0.06%之间，浇筑时间选择在当天气温最低时进行，且环境气温不宜大于25℃。轨道板灌注后灌注孔、防溢管顶面应超出板面3～5cm，并在自密实混凝土初凝前，插入提前预制的S型筋。待混凝土初凝后及时涂刷养护液，覆盖塑料薄膜，并用胶带粘贴固定。

4 自密实混凝土施工质量控制要点

施工前需对自密实混凝土所用原材料产品合格证，以及出厂质量检验报告进行核查，并按要求完成复检。按要求做好配合比试拌，核查混凝土拌和物的工作性能、相关力学性能、抗裂性能，以及耐久性能等。

施工过程中要对自密实混凝土的主要原材质量进行日常检验。过程中如更换水泥、掺和料、外加剂等品种规格，必须重新调整配合比，重新检验混凝土工作、力学、耐久、收缩等各项性能，并满足设计和规范要求。针对混凝土强度、耐久性的过程控制或质量检测的取样，应从同一盘或同一车混凝土中取出。搅拌生产前，要严格测定骨料含水率，并考虑天气环境因素对测定指标的影响，以便及时调整配合比，确保生产的混凝土性能指标满足技术规范要求[4]。

在夏季温度较高的条件下灌板时，要充分考虑环境对模板及混凝土的温度影响，自密实混凝土入模温度必须把控在5℃～30℃，尽量选在风速较小的夜间进行灌注。在灌板过程中，应按要求取样并制作混凝土强度、耐久性及弹模试件，试件数量应满足规范要求。自密实混凝土厚度允许偏差为-10～+20mm（不小于80mm），与轨道板边缘对齐为±10mm。

在冬季灌板作业时，要求自密实混凝土拌和站出料测温不低于18℃，灌注测温不低于10℃。与现场结构接触面测温不低于5℃。养护时，混凝土芯温与表温差不大于15℃。当现场环境低于5℃时不得用水养护，强度未到28MPa时不得受冻。灌板完成后带模养护不少于3d，且强度不低于10MPa，当拆模不会影响外观质量时，才能进行拆模作业。如遇恶劣天气或气温急剧变化时不得拆模，自密实混凝土拆模后需继续养护达到14d。

5 结束语

CRTSⅢ型板式无砟轨道是国内应用最广泛的无砟道床预制板，而自密实混凝土灌注施工技术是我国自主研发的，新型无砟轨道工程施工技术，它具有施工效率高、质量可控、安全稳定等优点，被广泛应用于当前高速铁路的建设中。在施工过程中需要注意自密实混凝土的配合比和浇筑方式等问题，同时做好相关的安全措施和施工进度的控制，以保证施工生产顺利开展。通过对该技术的研究和应用，可以提高无砟轨道自密实混凝土的施工质量和工作效率，为高速铁路的持续发展做出贡献。