高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟道床施工關鍵工序質量控制

■ 聶磊 楊佳 孫占濤 安志強

CRTSⅢ型板式無砟軌道是我國具有自主知識產權的高速鐵路軌道結構，已在國內多條高速鐵路建設中應用。與以往CRTSⅠ型、Ⅱ型板式無砟軌道相比，CRTSⅢ型板式無砟軌道改變了板式軌道的限位方式、擴展了板下填充層材料、優化了軌道板結構、完善了設計理論體系[1]。在鄭阜鐵路河南段工程實踐中，對其施工工藝進行優化，并總結質量控制要點，取得了良好的社會和經濟效益。

1 工程概況

新建鄭阜鐵路河南段工程線路全長201．522 km，橋梁占比92．95%，無隧道工程，正線設計時速350 km。其中某標段正線全長47．353 km，正線2座橋梁總長42．8 km，所占比例為90．3%；2段區間及站場路基總長4．5 km，所占比例為9．7%。

鄭阜鐵路河南段工程正線采用CRTSⅢ型板式無砟軌道，主要結構由鋼軌、彈性扣件、軌道板、自密實混凝土層、隔離層以及具有限位結構的鋼筋混凝土底座等部分組成。橋梁地段結構高度為738 mm（內軌軌頂面至底座底面），曲線超高在底座上設置。橋梁地段CRTSⅢ型板式無砟軌道結構形式見圖1。

2 關鍵工序質量控制

2.1 CRTSⅢ型板式無砟道床施工工藝流程

CRTSⅢ型板式無砟道床施工工藝流程見圖2。

2.2 底座頂面高程控制

按照現行CRTSⅢ型板式無砟軌道工程施工質量驗收標準，底座頂面高程允許偏差為（0，-10 mm）[2]，一旦高出設計高程將直接導致自密實混凝土厚度不足，可采取以下措施控制底座頂面高程：

（1）精測隊在底座放樣時，實測梁面高程并將數據提供給現場技術人員，技術人員根據數據進行高程測量，模板校核時精測隊再次進行高程復核，確保高程無誤。

（2）底座側模嚴禁涂刷機油、柴油等，模板打磨并加固完成后，首先用墨汁彈出高程線、粘貼雙面膠，然后再噴涂脫模劑，在混凝土施工時利用鋁合金刮杠通過膠條及墨線精確控制高程。

2.3 底座裂紋控制

底座裂紋主要分為表面龜裂和收縮裂紋。一旦出現裂紋將降低無砟軌道使用壽命，縮短維修周期，增加維修費用等。根據鄭阜鐵路工程實踐經驗對裂紋問題進行分析總結，可采取以下預防措施。

圖1 橋梁地段無砟軌道結構形式（直線）

圖2 CRTSⅢ型板式無砟道床施工工藝流程

2.3.1 表面龜裂

表面龜裂主要為混凝土水化熱產生的表面裂紋，多出現在養護期7 d內，裂紋分布密度大，多呈不規則狀，易起皮，嚴重影響底座外觀質量和使用壽命。

（1）優化配合比，在保證強度的前提下，根據原材料的實際情況，合理降低水泥摻量，可減緩混凝土早期水化熱影響。降低用水量，嚴格控制坍落度為120～160 mm。

（2）混凝土振搗完成后增加收面次數，保證原漿收面，同時合理配置混凝土工的數量，及時完成收面工序。

（3）混凝土入模溫度不宜超過30 ℃，在炎熱夏季應安排在傍晚開始澆筑[3]，并切實做好混凝土保坍工作，防止坍落度損失過快影響混凝土振搗、收面。

（4）做好底座混凝土養護工作。收面完成后及時覆蓋塑料薄膜，終凝后撤除薄膜覆蓋1層土工布及1層塑料布，避免養護水蒸發過快，保濕養護14 d以上。

2.3.2 橫向裂紋

橫向裂紋多出現在薄板構件混凝土，尤其是晝夜溫差大的地區，多從結構頂部向下部發展，最終橫向逐步貫通。

（1）只有嚴格控制混凝土原材料質量，才能保證混凝土的耐久性和使用壽命。通過研究比對，水泥比表面積應嚴格控制在300～350 m2/kg，細度越大越易出現裂紋。碎石進行水洗，控制含泥量≤1．0%。砂宜采用水洗河砂，河砂含泥量≤2．5%。合理降低水泥用量，減緩混凝土澆筑后水化熱的影響。

（2）縮短工序銜接時間，底座澆筑完成至軌道板鋪設時間間隔在30 d以內。底座養護期結束后應持續覆蓋至隔離層施工。同時底座頂面覆蓋也可避免陽光照射，隔斷混凝土表面與環境直接進行熱量傳遞，降低溫度梯度裂紋產生的可能。

（3）增加2次振搗工藝，在混凝土初凝前1～2 h內對混凝土實施2次振搗收面，可有效減少薄板構件混凝土的開裂。

2.3.3 凹槽四角裂紋

通過現場檢查發現，凹槽四角裂紋多由凹槽處鋼筋保護層過大、凹槽模板拆除過早、凹槽四角處振搗不足等原因造成[4]。

（1）優化凹槽倒角形式，將凹槽四角設置為半徑50～80 mm的圓角。

（2）經過試驗摸索，在凹槽四角增加網格間距1．7 cm的防裂鋼絲網，長30 cm、寬15 cm，綁扎于防裂鋼筋上部，距離凹槽模板35 mm。同時嚴格控制頂面保護層，可有效控制凹槽四角裂紋的產生。

（3）加強凹槽處混凝土振搗，避免破壞防裂鋼筋網，嚴格控制抹面次數不少于3次，及時對凹槽內進行灌水養護。

2.4 軌道板粗鋪與精調控制

2.4.1 軌道板粗鋪

軌道板統一在橋下進行存放，汽車吊吊裝上橋后利用龍門吊進行粗鋪，每塊板放支墊4個，支墊材料為高90 mm的方木，方木緊貼于吊裝孔放置，以不影響精調器安裝為原則，可有效避免粗鋪過程中軌道板變形。方木放置位置見圖3。

2.4.2 軌道板精調

粗鋪完成后采用軌道板變形快速檢測儀對軌道板進行變形檢測，發現中央翹曲量超過2 mm的軌道板應及時更換；對于變形在限差范圍內的軌道板，合理調整上拱與下凹板的位置，保證線形平順。精調時間選定在無陽光直射情況，避免大氣折光對精調設備的精度干擾。

精調過程中，精調器與壓緊裝置相互作用力易損壞軌道板。通過試驗摸索，精調器螺栓應保證長度不小于17 cm，避免承載接觸面太小造成混凝土開裂；精調器與軌道板接觸面增加硬質橡膠墊片，避免精調過程中鋼板直接作用于混凝土表面而損傷軌道板。

2.5 自密實混凝土控制

河砂質量對自密實混凝土性能影響較大，在確定料源的情況下，盡量一次性進場并妥善存放，以保證自密實混凝土的穩定性。每一批新進場粉料及外加劑，第一時間進行試拌，通過試驗參數及時做出相應調整。根據氣溫變化調整用水量，運至現場的自密實混凝土，每車進行性能試驗，不符合要求的混凝土嚴禁灌注。

2.6 軌道板鋪設精度控制

（1）工裝、模板循環倒運在白天及時完成，可避免夜間橋上龍門吊振動影響精調、復測精度。

（2）每塊軌道板常規精調后，擰緊扣壓裝置和防側移裝置，再進行一次測量，直至軌道板幾何精度滿足要求后保存精調成果文件。扣壓裝置和防側移裝置安裝完成后，逐一檢查扭緊力矩和頂桿加固情況，可以最大程度地避免施工過程對軌道板精度造成的影響。

（3）嚴格控制底座內錨固螺桿穿入深度和防溢管內混凝土預留高度，可以有效避免軌道板上浮超差。

（4）自密實混凝土灌注完成后，復測軌道板位置時嚴格控制一次設站復測的范圍，盡量還原精調時的設站環境，從而降低因設站偏差帶來的數據誤差。

3 常見質量問題及處理

3.1 底座積水

底座積水形成的主要原因：底座流水坡坡度不足或形成逆坡。

處理措施如下：

（1）底座模板加固校核完成后，彈出底座頂面及流水坡2條墨線，嚴格控制流水坡坡度；收面時通過坡度尺跟班作業，發現問題及時處理。

（2）底座澆筑完成后，復核流水坡坡度，出現問題時及時進行處理。

3.2 自密實混凝土出現空洞或不飽滿

圖3 粗鋪支墊方木放置位置

自密實混凝土出現空洞或不飽滿的主要原因：板端排氣孔封堵早；灌注完成后，灌注管內混凝土面保持高于板頂面15 cm的時間短，過早失去應有的壓力；封邊不嚴，灌注過程中有滲漏漿現象[5]。

處理措施如下：

（1）混凝土灌注均勻、連續，待四角排氣孔內混凝土流滿導流槽、排出混凝土的骨料均勻時，可關閉擋漿插板。

（2）混凝土從拌制到完成灌注應在2 h內完成。單塊板灌注時間控制在6～10 min，擴展度控制在600～650 mm。灌注管及防溢管管內混凝土面高出板頂面控制為15～20 cm。

（3）對于出現空洞或不飽滿的自密實混凝土層，應揭板重新灌注。

4 結束語

高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道施工必須科學合理。針對關鍵工序的質量控制要點及常見質量問題，施工人員應重點分析，在實踐中不斷試驗、摸索并研究采取相應的解決方案，不斷提高施工質量。