太焦鐵路CRTSⅠ型無砟軌道防裂措施淺析

于少柏

摘要：結合現場實際施工情況，本文討論了CRTSⅠ型無砟軌道施工過程中裂縫常見的類型、裂縫形成原因、危害以及采取的措施，提高無砟軌道施工質量。

關鍵詞：CRTSⅠ無砟軌道;裂縫類型; 采取的措施; 提高施工質量

1 工程概況

由中鐵一局承建的新建太原至焦作鐵路（山西段）站前工程TJZQ-5標段位于山西省長治市境內，本標段無砟軌道合計24.061雙線公里，正線無砟軌道道床板結構均采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道由60kg/m鋼軌、彈性扣件、雙塊式軌枕、支承層（底座板）、道床板等部分組成。

2 無砟軌道常見裂縫類型

2.1 無砟軌道“八字”裂縫

此裂縫見于軌枕端部四角呈45°延道床板向外延伸，一直延伸到道床板邊沿，嚴重的甚至與道床板形成貫通裂縫。

2.2 無砟軌道離縫

此裂縫見于軌枕與道床板四周結合處，是新澆筑混凝土與原軌枕混凝土結合不良而造成的沿軌枕四周的裂縫，這種裂縫在后期運營后，時間久了會造成軌枕松動，影響行車安全。

2.3 無砟軌道橫向裂縫

此裂縫主要見于無砟軌道道床板與隧道仰拱填充的施工縫處，因隧道仰拱填充每12米設置一道貫通橫向施工縫，而道床板為全隧整體板式結構，只在進出口明暗交接處設置沉降縫，仰拱填充施工縫兩側不均勻沉降導致上層整體道床板拉裂形成的反射裂縫，嚴重的會形成橫向的貫通裂縫。

2.4 無砟軌道表面干縮裂紋

此裂紋主要是因混凝土內外水分蒸發而引起的表面網狀或線狀的裂紋，主要是因為混凝土收面時機把握不當、后期養護不及時、混凝土水灰比、水泥用量、集料的質量以及外加劑的用量不當造成的。

3裂紋造成的危害

混凝土無砟軌道是剛性承載層，是高速列車運行安全的基礎保障，出現的裂紋如果不及時防治、處理，后期運行通車后，裂縫會因為行車荷載的作用進一步加大、加深，影響對道床板的受力及行車安全;且處于露天的橋梁段及路基段的無砟軌道在后期運營過程中，受雨水影響，雨水順著裂縫進入道床板內部，侵蝕鋼筋，進而影響道床板耐久性。

4 無砟軌道裂紋的預防措施

無砟軌道裂紋是因為施工過程中各種綜合因素的影響引起的，是一種混凝土的質量通病，目前無砟軌道采用的施工技術達不到徹底消除裂紋可能性，但我們可以通過無砟軌道施工過程中各個環節的科學組織、嚴格把控，降低無砟軌道裂紋發生的概率，尤其是降低那種影響行車安全的貫通裂紋發生的概率，保障后期行車安全及無砟軌道的耐久性。

下面我將從原材料的選擇、配合比的優化以及施工過程控制三個方面介紹無砟軌道裂紋的預防。

4.1 原材料的選擇

原材料對無砟軌道裂縫的產生影響很大，我們在選擇原材料時，一定要對本地區施工現場的溫度、光照、干濕度等施工環境對材料進行合理選擇。為了降低水化熱帶來的溫差裂縫，我們可以選用低水化熱的水泥，在不影響施工質量的前提下，盡量選擇粗粒水泥，加速混凝土的散熱作用。在選擇骨料時，要采用多級級配的方式，選用含泥量小于2.5 %的中粗砂，減小骨料的總體表面積;添加適量的減水劑及引氣劑，以減少水及水泥用量，提高混凝土的流變性和可塑性，減少混凝土的離析和泌水，提高混凝土質量;施工過程中加強原材料進場驗收，確保進場材料合格。

4.2 配合比優化

道床板配合比設計時首先要根據道床板設計標號、所處環境等級、道床板厚度、鋼筋間距、施工工藝來確定。根據標號和所處環境等級確定配合比所做的試驗參數;根據道床板厚度、鋼筋間距、施工工藝來就可以確定碎石最大粒徑、坍落度大小。為了防止收縮裂紋，配合比必須采用低水膠比、大粒徑碎石，盡量減少水泥用量，在滿足規范要求的前提下粉煤灰摻量最大。

本項目道床板設計標號C40，板厚30Cm以上，鋼筋間距10Cm，混凝凝土采用罐車運輸和泵送，所處環境等級為T2碳化環境，H2化學侵蝕環境，Y1鹽類結晶破壞環境，L1氯鹽環境，D2凍融破壞環境。根據板厚和鋼筋間距取碎石最大粒徑31.5mm，即5～31.5mm碎石;采用罐車運輸和泵送，坍落度取160mm～200mm。

在滿足施工的條件下，配合比選定為避免裂紋盡量減小坍落度，盡量降低水膠比，施工中嚴格控制水膠比。配合比水泥用量不宜大于300Kg/m3且膠凝材料總和不宜大于430Kg/m3，在符合規范要求的情況下盡量加大粉煤灰摻量、減少水泥用量;項目實驗室在適配配合比時，根據TB10424-2018《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》的要求，強度等級C40，最大水膠比為0.45，取水膠比0.37做為基準配合比進行試配，另外增加水膠比0.35和0.39配合比一組進行比較，從下表可以看出，水膠比0.37的是水泥量最小，且試驗后符合各種性能指標，配合比最優，故選定水膠比0.37的一組數據為實驗配合比，確定施工配合比。

施工規程中原材料質量必須符合規范要求。嚴格控制拌合站混凝土出場坍落度，罐車運輸送混凝土時，必須先把罐車內的水清倒干凈，混凝土運輸車到達現場時強制攪拌2min后，檢測拌和物指標符合要求后，混凝土坍落度到達現場為160mm～180mm。

4.3 施工過程控制

4.3.1 無砟軌道施工前，應對基層進行鑿毛及沖洗處理，鑿毛宜采用大型鑿毛機（橋面基層不宜使用大型鑿毛機，以免對預埋套筒造成破壞），拉毛深度為1.8mm-2.2mm，如果不到位，需要補充鑿毛，鑿毛范圍見新面不應小于90%;基層應沖洗干凈，不能污染混凝土，且保證基層面不能有積水;有效的保證道床板于基層的新舊混凝土連接質量。

4.3.2 鋼筋安裝應嚴格控制鋼筋保護層，以免因保護層過大或過小造成混凝土表面出現龜裂;安裝過程中，在側模上標記出鋼筋保護層位置，培訓作業人員嚴格按照標記位置進行上層鋼筋位置的安裝工作，安裝完成后，技術人員再一次根據側模上的標記拉線對保護層厚度進行檢查，不符合的進行調整，合格后進入下道工序。

4.3.3 混凝土出站及澆筑前實驗人員應測定混凝土的坍落度及含氣量，確保混凝土質量;混凝土澆筑應在夜間或氣溫較低時進行，使混凝土凝固過程與周邊環境溫度一致，以免混凝土出現較大的內外部溫差導致混凝土產生裂紋。

4.3.4 混凝土混凝土布料時采用“之”字形澆筑順序進行均勻布料。混凝土從軌枕一側經軌枕底部漫流至另一側，以便排出軌枕底部的空氣，并確保道床板范圍內粗骨料分部均勻，項目施工中采用二次振搗工藝，第一次采用Φ50 振搗棒在軌枕之間振搗，第二次采用Φ30振搗棒在軌枕四周進行振搗。振搗過程中，注意避免碰撞鋼筋網，防止道床板表面產生裂縫，且有專人盯控，確保振搗人員按規定操作。

4.3.5 針對軌枕八字裂紋及軌枕周邊離縫，項目在研討圖紙過程中發現，無砟軌道上層縱向鋼筋與軌枕橫向鋼筋綁扎形成整體，軌枕擋肩位置造成鋼筋保護層過大，容易造成軌枕四角形成八字裂紋，為解決保護層過大的問題，通過與設計及甲方溝通，項目提出在軌枕的四角延45°方向垂直加設防裂鋼筋或防裂網，保證保護層符合要求，通過施工驗證，有效減少了八字裂紋;軌枕周邊縫是因為新舊混凝土結合不良造成，通過在軌枕四周涂刷界面劑，增強新舊的結合，減少離縫的產生。

4.3.6 本項目無砟軌道為整體式無砟道床，而仰拱填充每隔12米有一道貫通的橫向施工縫，這就易造成因為填充面的不均勻沉降導致上層道床產生反射裂縫，嚴重的會造成橫向貫通裂紋，影響施工質量及運營安全，為了解決此問題通過與設計研究，提出了在無砟軌道施工前，在每處隧道施工縫位置設置一層 0.3mm 厚的滑動膜進行隔離，滑動膜鋪設在道床板下，縱向長度 300mm，寬度與道床板等寬;有效解決了不均勻沉降引起的反射裂縫。

4.3.7 混凝土澆筑完成后，選擇合適的時機進行收面，項目多次總結施工經驗后，采用“五次收面法”，即第一次在混凝土入模后半小時內進行收面整平，第二次刮尺調整完頂面高程后再次進行收面、提漿，第三次抹面在混凝土表面出現晶瑩光澤時利用木抹進行收面，第四次抹面在混凝土澆筑完成后1～2小時內進行，第五次壓光抹面在混凝土初凝前進行（混凝土澆筑完成后3～4小時，用中等力度指壓混凝土面有輕微痕跡時），減少因收面時機不準而產生的表面龜裂。

4.3.8 混凝土澆筑完成后，及時對其進行養護作業，養護時間不少于7天，養護采用“兩膜兩管自動噴淋系統”，兩膜指在道床板上鋪設一層土工布，一層塑料薄膜，土工布保濕、塑料薄膜鎖水;兩管指縱向沿軌枕擋肩位置鋪設兩道噴淋管，管身每隔30厘米兩側對稱打眼，保證噴淋覆蓋全部道床板，在水箱處安裝自動定時系統，調整好自動噴淋的時間間隔，保證混凝土隨時處于濕潤狀態，此方法簡單、有效，很好的解決了混凝土養護不到位而產生的裂紋。

綜上所述，無砟軌道施工工藝復雜，質量要求高，過程控制尤為重要。施工前做好原材料的質量把控，做好配合比的優化，做好人員的培訓工作;過程中加強工藝措施控制，努力降低各種無砟軌道裂紋產生的機率，確保無砟軌道施工質量。

參考文獻：

[1]《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》

[2]JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》

[3]劉延濤 分析無砟軌道裂紋原因與整治技術 科學時代 2015