CRTSⅠ型板式無砟軌道砂漿充填層施工工藝研究

趙海瑞

(中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西西安 720021)

0 引言

寧安鐵路是長江三角洲城際客運鐵路網的延伸，地處華東蘇皖南地區，居長江以南，走向基本平行于長江，東起江蘇省南京，經安徽省馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州等長江南岸沿江地帶，跨長江后至安慶，全長約258.163 km。

由中鐵十二局集團負責施工的寧安鐵路Ⅰ標段位于安徽省銅陵市、池州市境內，起點銅陵東站，終點池州站。寧安鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道的主要結構由底座板及凸臺、水泥乳化瀝青砂漿充填層、軌道板、扣件及鋼軌組成。水泥乳化瀝青砂漿充填層是一項技術難度大、質量標準高的新型施工工藝，如何又好又快的施工無砟軌道，是我們重點研究的課題。經過寧安鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道首件工程的施工，總結出一套水泥乳化瀝青砂漿施工各個環節的施工技術工藝。

1 CA砂漿充填層施工特點

水泥乳化瀝青砂漿(簡稱CA砂漿)是由乳化瀝青、水泥、砂、聚合物乳液、消泡劑、膨脹劑、引氣劑、鋁粉、減水劑、水等多種組分以一定的比例混合攪拌而成的流動狀乳液，其固化后形成的填充層即為CA砂漿填充層，它具有一定的強度和彈性，還具有良好的穩定性和耐久性。CA砂漿作為軌道板和底座之間的調整層，可為軌道結構提供適當的剛度和彈韌性。CA砂漿的性能直接影響到軌道結構的平順性、列車運行的舒適性與安全性、軌道結構耐久性和運營維護成本，是板式無砟軌道的關鍵工程材料之一。

2 CA砂漿充填層施工工藝

CA砂漿灌注要在5℃～35℃環境條件下組織開展，其施工應緊隨軌道板精調之后進行，并堅持“隨調隨灌”的原則。

2.1 施工前期準備工作

2.1.1 CA砂漿配合比的確定

CA砂漿的初始配比、基本配比及施工配比要根據乳化瀝青、砂漿攪拌設備進行選擇確定;并且全部CA砂漿配比要滿足各種環境溫度(5℃ ＜t＜35℃)條件下的施工需要。CA砂漿Ⅲ級試驗師需在咨詢單位CA砂漿Ⅱ級試驗師的指導下，集中相關技術及試驗人員進行理論配合比的驗證、原材料試驗、初始配合比的確定(在理論配合比的基礎上，綜合考慮原材料、作業環境等因素，通過試驗確定初始配合比)以及砂漿性能的日常檢驗等室內試驗。按照室內試驗的檢測結果，線外試驗段采用初始配合比進行灌揭板試驗，對比灌揭板效果(飽滿度、密實度、勻質性等)，確定聚合物乳液摻量，得出CA砂漿基本配合比，提出砂漿配比調整范圍(即材料誤差范圍)。有關CA砂漿配比選定流程見圖1。

圖1 CA砂漿配合比選定流程圖

2.1.2 CA砂漿原材料的確定

砂漿配比確定后，嚴格掌控所用原材料品質的穩定性，如乳化瀝青、干料、減水劑、消泡劑等。原料采購前考察供應商穩定生產、供應原材料的能力，并與其簽訂專門約束性協議，明確穩定原材料品質的責任及義務。

2.1.3 CA砂漿原材料供應站的建立

施工時，砂漿原材料要確保供應。原則上，至少設置滿足3 d～5 d生產需要的倉儲能力，每10 km左右建立一處倉儲基地，其功能設置按鐵道部工管技(2009)12號《關于印發〈板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿施工材料儲存管理辦法〉的通知》要求執行。

2.1.4 砂漿攪拌的穩定性確認

每類型(主要設備完全一致的)砂漿車及每組砂漿施工配比在正式灌注施工前均應進行砂漿攪拌的穩定性試驗，要求連續拌和6塊板所需砂漿進行灌板試驗，并揭板檢查，以確認攪拌工藝及材料的穩定性。全部合格時方可正式進行砂漿灌注施工。

2.1.5 砂漿材料的進場檢驗

對每批進場的砂漿材料均按規定進行抽檢，對有疑問的材料不能使用并取樣送檢確定是否合格。

2.2 CA砂漿施工工藝

2.2.1 CA砂漿灌注前準備工作

1)鋪設灌注袋。a.板腔清理:采用手持式鼓風機清理底座板混凝土表面，保證底座板混凝土表面無雜物、積水。b.灌注袋選擇:根據鋪板類型、板腔厚度(精調后測量記錄)，選擇對應尺寸灌注袋，檢查灌注袋質量是否符合《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿和凸臺樹脂用灌注袋暫行技術條件》科技基［2008］74號文規定。c.灌注袋鋪設:將灌注袋按Z形平折，塞入板腔后四角拉伸并用尺量外露長度保持一致，保證縫紉邊朝上，最后用木楔四角固定，直線灌注袋每邊采用四個木楔固定，曲線灌注袋固定木楔采用高六低四。

2)軌道板幾何位置的確認。CA砂漿灌注前對軌道板空間位置采用隔板抽檢方式進行復測，對精調完的段落進行平順性檢測，合格后方可進行砂漿灌注。

3)壓緊裝置狀態檢查。壓緊裝置采用鉆眼打孔，孔內注入少許植筋膠并植入膨脹套筒，利用專用工具將套筒內“彈頭”錘緊，直至聽到觸底回聲即可，后續采用特定配方填料回填。采用φ14 mm螺桿，長度50 cm，周轉使用，扣壓裝置采用［10槽鋼焊接成L形，壓緊裝置在直線地段兩邊各設置3個，曲線地段采取高三低四進行設置。

壓緊裝置安裝前對預埋孔深度、清潔度、植筋膠注入量以及套筒打入深度進行檢查確認，合格后方可安裝壓緊裝置，壓緊裝置施工前應進行抗拔試驗。CA砂漿灌注前對軌道板壓緊裝置壓緊狀態進行檢查確認，確保壓緊裝置安裝位置、扭矩滿足受力要求。

2.2.2 CA砂漿攪拌與運輸

1)砂漿攪拌。攪拌工藝:先加入乳化瀝青、P乳劑、水，然后加入消泡劑，加完后慢速攪拌0 s～30 s(轉速20 r/min～40 r/min);再加入干粉料(轉速50 r/min～70 r/min);干粉料加完后延遲20 s～40 s進入高速攪拌狀態;高速攪拌2min～4.5min(轉速80 r/min～120 r/min);高速攪拌80 s～120 s后投入引氣劑;投料完畢后低速攪拌60 s～100 s(轉速20 r/min～40 r/min)后卸料進入中轉倉。每個工班施工前均要進行0.2m3砂漿試拌，檢測其溫度、流動度、含氣量等指標，用以微調并確定砂漿配合比，各項指標滿足驗標要求(溫度:5℃～35℃，流動度:18 s～26 s，含氣量:8%～12%)后方可進行砂漿灌注，每次施工均應留取試件。

2)砂漿運輸。a.便道式CA砂漿攪拌車:砂漿攪拌完成后，將砂漿導入中轉倉并由吊車吊至線間，由3 t叉車運至砂漿灌注點進行灌注。b.跨線行走式CA砂漿攪拌車:砂漿攪拌完成后，將砂漿導入中轉倉由3 t叉車直接運至砂漿灌注點進行灌注。

2.2.3 CA砂漿灌注施工

1)CA砂漿灌注。a.線間利用中轉倉直接進行灌注，另一側采用10 cm鋼絲軟管導入漏斗，液面高差控制在60 cm～100 cm之間，視砂漿流動度值進行控制，灌注速度控制在4 min～6 min，精調爪有松動即停止灌注，液面持續時間氣溫高時控制在20 s～30 s，氣溫低時控制在30 s～60 s，液面停止下降后關閉漏斗控制閥門。b.灌注結束20 min后將灌注口根部用V形夾夾緊并將灌注袋四角手壓回頂。待砂漿強度達到0.1 MPa后拆除精調爪及壓緊裝置。c.待砂漿凝固后，用裁紙刀切斷灌注口，用小型燃燒器將灌注袋封口條加熱使表面膠有一定粘度后進行粘貼，采用鋼板將封口邊壓實，用手將中間部分摁緊即可。

2)防污染措施。砂漿灌注完成后及時用濕抹布將底座板散水坡面預濕，然后采用預濕過的海綿墊至灌注袋縫紉邊下沿，每隔1 m處將海綿引至底座板外的小桶上方，灌注后約1 h即可去除海綿，最后將海綿下污水擦干凈即可。

3)廢料處理。配置一臺廢料轉運車及兩個廢料儲存罐，在棄渣場處設置污水坑及廢料儲存區，對CA砂漿廢料及洗車污水進行統一收集、集中處理。

3 結語

通過寧安鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道首件工程的施工，我們認識到砂漿充填層的質量不但取決于砂漿的組成材料與配比，而且更重要的是取決于砂漿的灌注工藝。所以必須認識到砂漿灌注的重要性，嚴格按施工操作規程進行施工、控制灌注過程中各個環節的施工質量，確保CA砂漿充填層的質量達到設計要求。

［1］科技基［2008］74號，客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件［S］.

［2］高速鐵路無砟軌道質量驗收標準［S］.