一種預制軌道板表面破損掉塊修補工藝技術研究

沈國芳

中鐵一局集團新運工程有限公司 陜西 咸陽 712000

1 工程概況

某城市地鐵3號線一期工程均為地下線，設計鋪設預制板式整體道床3.215km，預制軌道浮置板板塊設計強度為C50，板塊設計尺寸為4.7m×2.6m×0.325m，預制軌道板根據曲線半徑不同，分為曲線板和直線板兩種類型。預制軌道板在吊裝、鋪設、頂升、精調等施工過程中，部分道床板發現側面及邊角有裂縫和缺棱掉塊病害。

2 病害原因調查分析

項目部發現預制軌道板表面出現了局部鼓裂及破損掉塊問題后，項目技術負責人組織技術和生產部門負責人進行全面詳細調查，并協同業主、設計、運營公司共同分析病害產生的原因，并制定相關處理措施如下：

2.1 現場調查情況

經專業技術人員對全線預制板地段進行詳細踏勘、調查、分類型統計，預制軌道板塊外觀破損問題大致有以下三種情況：

1）預制軌道板側面及上表面鼓裂；2）預制軌道板側面細小裂縫；3）預制軌道板邊角破損缺棱掉角。

2.2 調查統計分析結果

2.2.1 預制軌道板側面及上表面局部鼓裂調查分析結果

1）外觀質量檢查：在盾構區間發現的2處預制板局部鼓裂均出現在區間小半徑曲線地段內股側面，有頂壓的痕跡。2）板塊強度檢查：委托檢測機構試驗人員采用回彈儀對預制浮置板中部受力區域進行強度回彈檢測，發現預制軌道板回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強度均在67.3MPa以上，道床板強度滿足設計及規范要求[1]。3）原因分析：根據破損位置及外觀痕跡分析，應該屬于預制板在曲線內股向外股使用千斤頂調偏作業時，與板側面接觸未設置緩沖墊板而產生的混凝土局部保護層鼓裂，經對前期負責的作業人員咨詢，確實存在此類情況。現場敲除原有鼓裂混凝土層查看后，發現裂縫部分僅發生在板塊上層保護層范圍內，未深入鋼筋結構。考慮病害部位在板側面非結構受力區域，不會造成浮置板結構破壞，計劃采用局部修補方案。4）處理措施：根據以往軌枕修補經驗，采用環氧砂漿修補色差明顯，采用AB膠拌合水泥修補，容易產生掉塊，經市場調查分析，計劃采用專用聚合物修補混合材料進行修補的方案，要求修補后粘接牢固，顏色與軌道板顏色基本一致。

2.2.2 預制軌道板側面細小裂縫調查分析結果

1）外觀質量檢查：預制軌道板左線有一塊板側面發現1處細小裂縫，上部少量缺棱掉塊。2）板塊強度檢查：采用回彈儀對預制軌道板中部受力區域進場回彈檢測，回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強度均在67.3MPa以上。3）問題原因分析：委托檢測機構專業人員對裂縫深度和寬度進行檢測，經現場實測裂縫寬度為0.28mm，深度較淺無法測量。采用在裂縫位置輕輕鑿除V型槽，并用小鐵錘砸除邊角表層混凝土后發現裂縫無發展。4）處理措施：計劃采用專用聚合物修補混合材料修補的措施，要求修補完畢后粘接牢固，顏色與軌道板顏色基本一致。

2.2.3 預制軌道板邊角破損缺棱掉角調查分析結果

1）外觀質量檢查：現場發現多處板角位置有破損掉塊缺棱掉角現象，破損深度約為2cm-3cm左右，但未發現有鋼筋外露現象。2）板塊強度檢查：采用回彈儀對浮置板中部受力區域進場回彈檢測，回彈值均在61MPa以上，換算混凝土強度均在67.3MPa以上。3）原因分析：應該屬于板塊在吊裝、運輸、鋪設等過程中輕微磕碰導致。4）處理措施：計劃對破損部位采用專用聚合物修補混合材料進行修補的方案，要求修補后粘接牢，顏色與軌道板顏色基本一致。

3 預制軌道板塊修補工藝

3.1 .修補材料選用與配置

預制軌道板塊設計強度C50，表面破損修補方案借鑒相關運營線高鐵預制板塊、地鐵管片破損修補經驗，并根據現場工況向材料廠家提出需求，與廠家專業技術人員進行深入探討分析，最終決定采用聚合物改性超快硬水泥基混合材優化整配合比后進行修補，材料性能如下：

技術特性--優質硅酸鹽水泥為基礎的、配合高性能無機快硬膠凝材、可再分散乳、膠粉、精選細骨料，具有早期強度獲得性(2小時抗壓強度≥8MPa) 且長期強度穩定性。特有的和易性保持緩釋技術、早期裂紋控制技術。經工廠專業設備配料、混合、包裝，現場加水攪拌均勻即可使用。

適用范圍--混凝土預制構件的快速修補。

拌合用水--使用干凈的自來水或瓶裝純凈水。

材料優點--強度高，凝固快，配制簡單，色差小，表面質量好。

專用修補材料性能指標

主要材料數量表

3.2 預制軌道板修補工藝

3.2.1 工藝流程

施工準備→申請作業計劃→材料機具進場→修補面處理→涂刷界面劑→預制板修補→養生→打磨拋光→現場清理→質量驗收。

3.2.2 工藝細則

1）施工準備：現場調查、統計分析、材料準備、方案編制、材料性能試驗、人員培訓交底。2）申請作業計劃：因軌行區已進入列車聯調聯試階段，進入軌行區需提前一周申請作業計劃。3）材料機具進場：修補專用材料機具提前進場，擺放在車站站臺區域，等作業審批后再進入軌行區作業。4）修補面處理：當日作業令獲批后，在運營人員監管進入軌行區，作業人員找準預制軌道板破損位置，將鼓裂部位混凝土鑿開，把軟弱顆粒鑿出，將粉塵、雜物用水沖洗干凈，用海綿吸干積水。用手持式角磨機切割片將破損部位邊緣切割或打磨整齊。5）涂刷界面劑：修補面用水沖洗干凈，等待修補位置表面風干后，為提高修補砂漿的粘結強度，需要先涂刷底涂以增強修補料與混凝土的粘結力，底涂材料為乳白色液體，有一定粘性。6）預制板抹修補：在底涂涂刷完成10min后，將修補拌合材料與純凈水按標準試驗要求的配合比要求（0.155:1）稱重計量，混合攪拌均勻即可使用，拌合過程要求不超過1分鐘，整個修補時間控制在10分鐘，防止材料凝固過快影響修補效果。修補時專業操作人員采用灰刀將攪拌好的砂漿壓入需修補的部位，壓實抹平，再用小抹刀壓實抹光，初凝前進行二次壓光。修補厚度每次不超過20mm，破損厚度大的需要分層修補，現場待上層修補材料初期凝固后再進行下一層修補，修補過程中需嚴格控制操作時間。修補過程中，同時制作同條件試塊及標樣試塊各1組，與運營協商暫放置軌行區外側，不影響運營行車安全。7）養生：修補完畢，待修補料初凝后，及時采用毛刷涂刷底涂進行養護，并采用透明膠帶將塑料薄膜覆蓋粘接在修補部位進行養護。8）打磨拋光：待修補部位基本成型、修補砂漿終凝并達到一定強度后，去掉透明膠帶和塑料薄膜，采用細砂紙進行輕微磨光，確保表面平整有光澤。9）清理現場：作業完畢后，將修補現場殘留的石屑與砂漿清理干凈，一并裝入垃圾袋，帶出施工現場集中處理，所帶工機具、人員均按運營管理要求撤離軌行區，確保行車安全。10）質量驗收：待修補完成三天后，根據作業計劃專業人員和運營人員重新進入軌行區，檢查修補部位外觀質量，發現外觀基本無色差。待修補28天后并采用回彈儀進行檢測，強度已達到C50以上，滿足設計及規范要求，同時對試塊強度進行檢測也滿足設計要求[2]。

4 主要操作人員配置及分工

操作人員配置及分工表

5 工機具配置及用途

工機具配置及用途表

6 施工注意事項

1）施工前應先進行修補工藝試驗及修補質量驗證。2）嚴格按照操作流程及材料配合比要求進行施工作業，嚴格控制拌合時間。3）修補材料隨用隨拌，并按規定時間快速完成修補，防止凝固后材料報廢。4）修補后及時養護，土工布濕潤覆蓋養護三天。5）施工現場注意垃圾清理，嚴禁垃圾堵塞水溝，掉入兩側進入預制板底部。6）修補完畢做好防護，減少修補面二次碰撞、踩踏損傷。

7 結束語

隨著城市軌道交通不斷發展，預制軌道板應用越來越廣泛，預制軌道板塊制作、吊裝、運輸、鋪設、精調等施工過程中難免會出現磕碰造成破損現象，局部破損不但影響外觀美觀，而且影響質量驗收。

通過本次對預制板式道床修補工藝、材料的分析與研究，采用優化配比后的材料及本工藝修補后，取得效果非常好，不但表面色差小，而且短時間內修補位置強度及粘結性也滿足設計要求，適合于運營線及建設項目施工作業，值得推廣應用。