高速鐵路路基基床混凝土施工工藝及質量控制措施

吳 濤 陳 偉 古新敏

（中鐵二十二局集團第五工程有限公司 重慶 404100）

1 引言

在我國已建成的高速鐵路中，個別地段由于路基不均勻沉降，難以保證行車安全，導致高速鐵路降速。為了控制路基不均勻沉降，在北京至沈陽鐵路客運專線路基中采用混凝土基床表層，通過設置1.3 m厚基床混凝土防止局部不均勻沉降，確保高鐵列車高速平穩運行。

2 工程概況

新建北京至沈陽鐵路客運專線JSJJSG-9標段三工區起址里程為DK79+920.29～DIK78+845.00，線路長14.123 km。區間路基長度共7.047 km，基床C35混凝土方量為32 151 m3，C20混凝土為44 943 m3。

路基基床混凝土寬度為8.9 m，厚度為1.3 m，底層為80 cm厚C20混凝土，頂層線路中心處為50 cm厚C35混凝土［1］，并在混凝土內設護面鋼筋，路基斷面見圖1。

圖1 路基標準橫斷面（單位：m）

3 基床混凝土施工流程及控制要點

3．1 施工流程

施工準備→基床表層級配碎石填筑檢驗合格→基床混凝土邊線準確放樣→模板制作及鋼筋加工→支模，綁扎鋼筋→預埋件安裝→澆筑C20、C35混凝土→覆蓋養生→路肩及相關附屬施工。

3．2 施工準備

（1）在開工前應組織相關技術人員認真閱讀、審核施工圖紙，熟悉規范和技術標準，澄清有關技術問題，編制專項施工方案及作業指導書，并對施工班組進行交底培訓。

（2）路堤從上往下依次為基床表層混凝土、基床表層級配碎石摻5%水泥［2］、基床底層AB組土，基床以下ABC組土分層填筑完成，經監理單位和第三方檢測單位檢測驗收合格后，進行基床表層混凝土施工。

路塹段基床按照混凝土基床尺寸采用挖掘機開槽，在路塹基床開挖左右兩側預留50 cm保護層人工開挖。基床底層一般地段進行碎石墊層填筑。填筑完成，經過監理單位和第三方檢測單位檢測驗收合格后，進行基床表層混凝土施工［3］。

（3）各工序驗收合格后，由測量員放出基床混凝土平面位置和標高，并做好標記。

（4）混凝土基床施工前根據軌道圖紙或布板數據確定每板基床伸縮縫里程位置，并在施工過程中保證伸縮縫位置的準確，確保軌道工程設計相關要求。CRTSIII型板式無砟軌道底座采用單元結構，一般每2塊或3塊軌道板范圍對應底座為一個單元，單元間設置20 mm伸縮縫，混凝土基床伸縮縫與無砟軌道底座板伸縮縫對齊設置。

3．3 鋼筋制作與安裝

（1）鋼筋加工：主筋原材采用HPB300型直徑12 mm光圓鋼筋。進場復驗合格后，由鋼筋場統一按下料單加工，鋼筋原材及加工后的半成品都必須做好防銹防污染處理，保證鋼筋表面清潔干凈，分類集中存放，并對運輸至現場存放的鋼筋進行下墊上蓋處理。鋼筋加工下料前，結合圖紙要求由專業技術人員填寫下料單，技術主管復核后進行配料加工。

（2）鋼筋安裝：半成品鋼筋經驗收合格后，由鋼筋運輸車運至施工現場進行安裝。根據測量放出的基床混凝土尺寸邊線，進行鋼筋骨架安裝。鋼筋間距利用限位器進行固定后，焊接預埋鋼筋及連接套筒。

鋼筋骨架利用架立筋支撐，使用固定于橫向工字鋼上的緊線器調整頂面標高，保證其不塌陷、不變形。鋼筋實行梅花點綁扎，數量、間距等要符合設計要求，主筋保護層厚度不小于70 mm［4］。按測量人員放樣給出的模板支承位置、鋼筋鋪設線，經復核無誤后，綁扎骨架鋼筋、吊裝模板、調整鋼筋位置，鋼筋縱橫向間距20 cm。基床混凝土鋼筋安裝見圖2。

3．4 模板制作與安裝

混凝土基床模板采用廠制定型大塊鋼模拼裝而成，大塊模板長度按照CRTSIII型軌道板5600型一塊板的長度，再考慮軌道板間隙進行加工，高度按128 cm，并考慮在頂部兩側預留10 cm×15 cm（寬×高）臺階進行加工。端模根據止水帶的安裝位置以及上下兩道傳力桿的設置位置分塊加工而成，以方便拆卸，模板拆裝采用吊車吊裝。模板加固采用在級配碎石（摻5%水泥）內植入鋼筋固定模板外側的支撐架，在模板兩端及模板接縫處用鋼管加底托和頂托再進行加固。模板安裝穩固牢靠、接縫密實，不得漏漿。模板與混凝土的接觸面應清理干凈并涂刷脫模劑。

為準確控制兩層基床混凝土厚度，以符合設計要求，在模板內側明顯標示出C20和C35混凝土澆筑的高度位置。基床混凝土模板安裝見圖3。

圖3 基床混凝土模板安裝

3．5 預埋件安裝

混凝土基床按軌道專業要求預埋連接套筒［5］，連接套筒鋼筋采用HRB400φ16 mm鋼筋。連接套筒采用45號優質碳素鋼加工而成，套筒內螺紋采用正反絲扣，內徑與連接鋼筋直徑相匹配，正反絲扣長度各為23 mm，套筒總長2×23＝46 mm，套筒外徑為26 mm。連接套筒配置高密度聚乙烯塑料保護端蓋，并在套筒內填塞黃油。

混凝土基床內預埋鋼筋和底座內連接鋼筋均為L形，預埋套筒、預埋鋼筋及塑料保護端在預埋前組裝成一體，并嚴格控制混凝土基床內預埋鋼筋擰入套筒中的深度。預埋套筒埋入混凝土基床后，頂面與混凝土基床面平齊，不允許高于基床面，頂面允許誤差為+0、-5 mm。

距混凝土基床底20 cm及混凝土基床頂20 cm處埋設傳力桿。傳力桿采用長50 cm、直徑40 mm的光圓鋼筋，橫向間距0.3 m，頂層C35與底層C20混凝土基床埋設位置應一致。傳力桿利用定型模板預留孔進行固定，端部用扣件鎖定在水平鋼管上，保證其平面及高程的埋設位置。基床混凝土預埋件安裝見圖4。

圖4 基床混凝土預埋件安裝

3．6 基床混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑前準備：澆筑前必須對基床基礎范圍內的雜物、積水進行全面清理，對模板、鋼筋、預埋件及集水井位置進行認真檢查驗收，確保位置準確并固定牢靠，保證澆筑過程中不發生位移松動。

（2）基床混凝土澆筑：先澆筑底層C20混凝土，初凝之前再澆筑頂層C35混凝土，每次施工分層澆筑［6］，每層厚度不宜超過40 cm。層內由基床兩邊向中間澆筑，并在下一層混凝土澆筑面初凝之前，將上一層混凝土澆筑完畢，保證上下兩層澆筑面無層間冷縫發生。

為保證混凝土澆筑時其自由下落高度不大于2 m，應視情況設置溜槽或采用泵車澆筑。混凝土的振搗采用插入式振搗棒，操作中嚴格按振動棒的作用范圍進行，嚴禁漏搗。振搗時應快插慢抽，嚴格控制振搗時間，避免因振搗不密實出現蜂窩麻面，或因振搗時間過長而出現振搗性離析的情況，重點加強基床混凝土頂面兩側倒角處振搗，保證氣泡完全排出。

（4）基床混凝土養護：在混凝土澆筑完畢后，及時用土工布覆蓋灑水，并用塑料布包裹保濕養護。養護期間可采用養生水桶接軟管進行滴漏滲水法，養生期不小于14 d［8］，夏季和冬季混凝土施工需編制專項方案進行養護。拆除模板時應保證基床混凝土表面及棱角不受損傷（見圖5）。

圖5 基床混凝土澆筑及養護

3．7 基床伸縮縫設置及止水帶安裝

（1）伸縮縫設置：混凝土基床伸縮縫的設置應與無砟軌道底座板伸縮縫的設置一致［9］。混凝土基床施工前根據軌道圖紙或布板數據確定基床伸縮縫里程，嚴格控制伸縮縫位置施工誤差，保證滿足軌道設計相關要求。

（2）伸縮縫填塞：基床伸縮縫寬2 cm，縫內設置14 mm厚聚氨酯密封膠，其下設置直徑22 mm聚乙烯棒作為背襯材料。背襯材料下采用厚20 mm的聚乙烯板填縫，背襯材料利用鉚釘梅花形固定，間距1.0 m。為了保證路基伸縮縫施工質量，待路基沉降穩定及架梁完成后，對伸縮縫進行填充施工。

（3）止水帶安裝：C35混凝土基床頂面以下150 mm設置止水帶。止水帶安裝于伸縮縫模板處，利用上下兩塊模板進行固定。止水帶利用模板固定后，在外側利用槽鋼進行定位，保證其平順。

3．8 集水井施工

（1）區間無砟軌道路基面線間積水采用線間集水井與埋入基床內的排水管連接排出，線間底座板內緣間混凝土做成向內5%的排水坡。

（2）集水井沿線路方向每隔30 m左右設置一個，V形坡段的最低點、下坡方向的隧道口、下坡方向距離橋頭12 m處必須設置，橫向排水口位置必須注意避開接觸網基礎。

（3）集水井連接的排水管采用直徑150 mm、壁厚4.5 mm的不銹鋼鋼管，排水管底部設置不小于4%橫向排水坡。路塹地段出口位置接入側溝溝壁內，路堤地段排水管出口置于主骨架中間或空心塊護坡肋柱處。

在翻轉課堂教學模式下，課堂活動中更加注重研討式學習，同伴互助學習與教師引導下的研討學習活動占課堂學習活動比重較以往有較大提高，學生課堂主動參與度相應提高，翻轉課堂教學模式下的考核方式理應避免評估過程流于形式，而應該切實提高其對教學活動的引領性與針對性[3]。

3．9 沉降觀測

（1）路堤沉降觀測：一般路堤地段采用A型觀測斷面［10］，監測斷面包括沉降測釬和沉降板。沉降測釬每斷面設置3個，布置于雙線路基中心及混凝土基床兩側距邊緣0.2 m處；沉降板每斷面設置1個，布置于雙線路基中心。

（2）路塹沉降觀測：路塹地段采用B型觀測斷面，分別于雙線路基中心及混凝土基床兩側距邊緣0.2 m處設1根沉降測釬。

（3）監測元件埋設：沉降測釬選擇φ22 mm不銹鋼棒，頂部磨圓并刻十字線，于混凝土基床表面鉆孔植入，埋入混凝土基床深度為0.15 m，頂部圓頭出露。鉆孔應采用專用鉆孔設備及專用鉆頭以確保孔徑孔深要求，避免損傷基床混凝土及鋼筋。

（4）監測方法與要求：采用水準測量方法，按測量精度要求和頻次定期觀測測釬頂面測點高程。

4 基床混凝土施工質量保證措施

4．1 組織措施

建立以項目總工程師為首的技術責任制，健全技術管理體系，實行項目部、架子隊及作業班組三級技術質量管理機制。

精心組織、精心施工，嚴格按照工程質量標準進行管理，落實責任制、質量負責制，完善施工自檢、配合監理檢查驗收的質量保證體系。

4．2 管理措施

實行“三檢制”，設安質部，配專職質檢工程師，在作業隊伍設專職質檢員，實行自檢、互檢、交接檢“三檢制”。在施工過程中自下而上，按照“跟蹤檢測”、“復檢”、“抽檢”三個等級分別實施質量檢測職能。

4．3 技術措施

（1）基床混凝土施工前質量控制措施：由測量人員根據設計圖紙數據對基床級配碎石表面中線高程、路肩高程、中線至路肩邊緣距離及寬度、橫坡進行測量控制。對不符合設計及規范要求的位置進行返工處理。對標高高于設計值的進行刨除，對標高低于及寬度小于設計值的進行返工處理。處理合格后方可進行基床混凝土施工。

（2）鋼筋工程質量保證措施：鋼筋下料單必須經過技術主管審核后，由鋼筋加工場集中下料，下料成型的鋼筋，按圖紙編號順序掛牌，堆放整齊，鋼筋的堆放場地要采取防銹措施。鋼筋綁扎完畢，要經過監理工程師驗收合格后，方可澆筑混凝土，及時處理在施工過程中發生的鋼筋及預埋件移位等問題。

（3）混凝土質量控制措施：混凝土入模前各項質量試驗檢測指標滿足設計和驗收標準，混凝土外觀達到表面平順，模板拼縫細小、橫平豎直，棱角線條分明、顏色一致，無蜂窩麻面和裂紋現象。

（4）防止質量通病的措施［11］：模板表面應清理干凈，不得粘有干硬水泥砂漿等雜物；模板在立模前要進行檢修，鋼模板邊棱要整齊，孔洞要焊補；使用脫模劑時應采用干凈的毛巾浸入脫模劑稍微擰干后涂抹均勻，不得漏抹。

澆筑混凝土前，認真檢查鋼筋位置和保護層厚度是否正確，墊塊是否牢固，檢查預埋件位置是否準確，發現問題及時調整。

混凝土攤鋪厚度按40 cm厚分層施工。為保證上下層混凝土結合良好，振搗時振搗器應插入下層混凝土并掌握好振搗時間。一般來說，只要混凝土表面呈現不再下沉，不再出現氣泡、表面泛漿即可，振搗時要特別注意模板邊角處。澆筑混凝土過程中，要經常觀察模板、支架、堵縫等情況，如發現模板有脹模、松動等現象，要停止澆筑，進行加固處理。

加強養護，及時覆蓋土工布，充分澆水濕潤并包裹塑料布養生，適當增加灑水次數。拆模時間要正確掌握，禁止過早拆模。

5 結束語

基床混凝土是高速鐵路路基施工的關鍵部位，直接影響鐵路運行安全。施工過程中應注意施工工藝及質量控制措施，要嚴格按設計和規范施工，及時收集、整理、儲存與質量有關的信息資料，并總結優化施工細節，確保施工質量。