混凝土軌枕冷施工錨固材料的研究與應用

袁遂林

(鄭州鐵路局鄭州橋工段，河南 鄭州 450003)

混凝土軌枕冷施工錨固材料的研究與應用

袁遂林

(鄭州鐵路局鄭州橋工段，河南 鄭州 450003)

針對混凝土軌枕硫磺錨固存在的污染環境及絕緣性安全儲備小等問題，研究出了以干粉錨固劑為錨固料的冷施工方法，用內置式錨固架保證絕緣螺旋道釘準確定位，以絕緣螺旋道釘滿足絕緣性能要求。經檢測，混凝土軌枕冷施工材料和配件均達到了有關規定要求，并經現場試用取得了良好的效果。混凝土軌枕冷施工錨固材料的應用，延長了軌枕使用壽命，提高了軌枕絕緣性能，避免了硫磺污染環境，社會效益和經濟效益顯著。

混凝土軌枕 錨固材料 冷施工

1 混凝土軌枕硫磺錨固劑應用現狀

混凝土軌枕采用硫磺錨固劑錨固螺旋道釘，在新建鐵路及既有線大修、維修中一直使用至今。硫磺錨固存在以下缺點：①施工作業復雜，熬制硫磺錨固劑費工費時，且經常會發生燒壞地下電纜的事故;②硫磺錨固不允許在隧道內作業，影響線路維修;③硫磺在加熱過程中，產生大量有害氣體，嚴重污染環境，影響作業人員健康;④硫磺水泥砂漿熬制后溫度可達160℃ ～180℃，有可能燙傷施工人員;⑤硫磺為易燃物品，保管不當易造成火災;⑥硫磺錨固的絕緣性能安全儲備量小，不能滿足鐵路發展的需要。

針對上述硫磺錨固存在的問題，自2006年開展了“混凝土軌枕冷施工錨固材料”的研究，所研制的混凝土軌枕冷施工錨固材料各項主要技術指標達到了鐵道部的有關規定要求，不僅實現了軌枕錨固作業的冷施工，而且軌枕絕緣電阻比硫磺錨固提高了30%。2010年5月開始上道試用，經一年多的試用，達到了預期效果，于2011年11月23日通過了鄭州鐵路局科技成果技術鑒定，建議推廣應用。

2 冷施工錨固材料的組成

軌枕錨固結構的冷施工以絕緣螺旋道釘滿足軌枕絕緣性能要求，以干粉錨固劑作為軌枕冷施工錨固料，以內置式錨固架保證絕緣螺旋道釘準確定位，冷施工錨固結構如圖1所示。

圖1 冷施工錨固結構

2.1 絕緣螺旋道釘

絕緣螺旋道釘絕緣材料采用玻纖增強尼龍66，通過注塑工藝使絕緣材料與螺旋道釘結合為一體，注塑部位包括螺旋道釘下部螺紋部分和圓臺以上的光桿部分，此種結構形式保證了軌枕錨固的絕緣性能，還可避免螺旋道釘因銹蝕而折斷。

2.2 干粉錨固劑

為了實現混凝土軌枕錨固作業冷施工，方便現場操作，確定以水泥基材料作為軌枕錨固材料，即以水泥和砂子為主料，摻入添加劑制成軌枕錨固專用的干粉錨固劑。此種錨固料具有以下基本特征：①早強、高強，錨固劑1 d抗壓強度≥35 MPa，抗拔力≥60 kN;②微膨脹無收縮，豎向膨脹率≥0.02%，具有補償收縮性能，確保錨固劑與軌枕預留孔及絕緣螺旋道釘結合牢固而無縫隙;③大流動性，流動度≥200 mm，有利于灌注作業，可達到軌枕預留孔飽滿密實;④防滲性能好，可防水滲，防油滲，防化學液體滲入;⑤耐久性高，不存在老化現象，可與混凝土同壽命;⑥綠色環保，無毒、無味、無污染，不燃不爆;⑦作業簡便，用一定比例的水拌合即可灌注，初凝時間為50～60 min，可作業時間不少于30 min;⑧冬季施工作業溫度為0℃以上，當氣溫較低時用40℃ ～50℃熱水拌合后即可使用。

2.3 內置式錨固架

為了實現軌枕錨固作業冷施工，并結合干粉錨固劑凝固過程較緩的特點，研制了內置式錨固架，可以起到墊底的作用，從根本上改變了填土墊底的作業方法，可顯著提高作業效率;可使螺旋道釘準確定位，并使螺旋道釘處于預留孔中間位置，錨固后的螺旋道釘高度一致;由3根立柱連接底板和定位板，使其成為一個整體的錨固架，安裝后可控制錨固深度，便于掌握錨固劑用量。

3 冷施工錨固材料主要技術指標

依據鐵道部文件(65)鐵技會字第652號《關于試行混凝土軌枕線路電器絕緣指標的決定》、《混凝土軌枕螺紋道釘硫磺錨固強度檢測方法(試行)》中有關檢測標準和方法，并參照歐洲標準EN13146-5《鐵路應用——軌道——扣件系統試驗方法 第五部分：絕緣電阻的測試》，確定了冷施工錨固材料的主要技術指標，中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所和鐵道部質檢中心鐵道建筑檢驗站等檢驗單位的檢驗結果見表1。

表1 混凝土軌枕冷施工錨固材料主要技術指標及檢驗結果

4 冷施工錨固材料施工作業程序

根據現場施工作業條件，經過反復實際操作試驗，混凝土軌枕冷施工錨固作業程序如下。

1)清理預留孔。清除預留孔中粉塵及雜物等。

2)放置錨固架。將錨固架底板上的葉片向上翻起，用刮漿棒(刮漿棒用鋼管制作，一端為圓頭，一端為扁頭)圓頭頂住錨固架底部置入孔內。

3)拌漿。按每根軌枕1.5 kg稱取干粉錨固劑(單孔為0.4 kg)，并按重量比15% ～16%加入一定比例的水，在容器中拌合均勻，達到既有一定稠度，又有較好的流動度即可使用。

4)灌漿。用灌漿勺將拌合好的漿液，從錨固架中間灌入預留孔中，距孔頂約2 cm即可。

5)插入道釘。在灌漿后應盡快旋轉插入絕緣螺旋道釘，使圓臺落在錨固架定位板上，并注意保證垂直。

6)清理外觀。用刮漿棒(扁頭)將溢出的漿液刮除，并壓平。

7)安裝扣件。錨固1 d后可人工安裝扣件，3 d后可使用內燃扳手作業。

5 結語

自2010年以來，鄭州鐵路局管內5個工務段(橋工段)在線路維修、大修錨固作業中應用了冷施工錨固材料。經過一年多的觀測，效果良好，實現了冷施工錨固的目的，延長軌枕使用壽命，解決了硫磺錨固污染環境、影響作業人員健康、易燒壞電務電纜等問題，冷錨固尤其適合隧道、林區、油庫等禁止煙火的鐵路地段使用;絕緣螺旋道釘可以有效地提高軌枕錨固的絕緣性能，預防螺旋道釘銹蝕，不僅可以減少更換失效螺旋道釘的工作量，而且可以明顯提高軌道設備的安全可靠性;混凝土軌枕錨固冷施工工藝改變了40多年來用大鍋熬制硫磺錨固劑的熱施工工藝，操作簡便，內置式錨固架的應用改變了填土墊底的傳統作業方法，使螺旋道釘定位準確、高度一致。

［1］盧祖文.客運專線鐵路軌道［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］王會永，王平，付淑娟.復合錨固技術在混凝土軌枕中的應用［J］.鐵道建筑，2008(5)：101-103.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵道部文件(65)鐵技會字第652號 關于試行混凝土軌枕線路電氣絕緣指標的決定［Z］.北京：中華人民共和國鐵道部，1965.

［4］歐洲標準.EN13146—5：2002(E) 鐵路應用—軌道—扣件系統試驗方法 第五部分：絕緣電阻的測量［S］.布魯塞爾：歐洲鐵路聯盟，2002.

［5］中華人民共和國國家發展和改革委員會.JC/T 986—2005水泥基灌漿材料［S］.北京：中國建材工業出版社，2005.

［6］王新民，李頌.新型建筑干拌砂漿指南［M］.北京：中國建筑工業出版社，2004.

U213.5+2

A

1003-1995(2012)06-0126-02

2012-01-15;

2012-02-20

袁遂林(1957— )，男，河南鄭州人，工程師。

(責任審編 王 紅)