CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土施工技術

王翰韜

中鐵二十二局集團軌道工程有限公司 北京 100043

京沈鐵路客運專線無砟軌道工程采用我國自主研發的CRTSⅢ型軌道板，結構自上而下組成為軌道、扣件、預制軌道板、自密實混凝土緩沖層、限位凹槽以及混凝土底座板等。隨著我國高鐵技術的飛速發展，軌道板建設技術也在不斷更新換代。其中，緩沖層采用了具有良好穩定性、剛度和耐久性的自密實混凝土，取代了原Ⅰ型板和Ⅱ型板的CA砂漿技術，被廣泛應用于當前國內高速鐵路建設當中。本文將介紹CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土施工技術的特點、施工流程以及施工中需要注意的問題，以期為高鐵無砟軌道建設提供參考[1]。

1 CRTSⅢ型板式無砟軌道中自密實混凝土施工技術概述

CRTSⅢ型板式無砟軌道是一種新型軌道結構，廣泛應用在當前新建高速鐵路建設中，相較于Ⅰ型板和Ⅱ型板的軌道結構，具有更高的使用壽命、運行穩定性和經濟效益。自密實混凝土是CRTSⅢ型板式無砟軌道的關鍵材料，作為軌道板與底座板間的緩沖層，其性能直接影響到軌道運行的質量和穩定性。因此，研究CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土施工技術對于高速鐵路無砟軌道工程建設具有重要意義。

CRTSⅢ型軌道板與底座板間灌注自密實混凝土作為緩沖層材料，具有較高的強度和耐久性，能夠承受長期的高速列車荷載，相較于CA砂漿軌道結構，其使用壽命更長，并能有效提高列車行駛的穩定性和舒適性。另外，Ⅲ型板作為單元板，結構更易于更換和修復，有利于降低線路的運營和維護成本[2]。相比Ⅰ型和Ⅱ型板式無砟軌道結構對環境影響更小。自密實混凝土是一種環保型材料，其施工生產過程中產生的廢棄物和污染物較少。此外，無砟軌道結構對周邊環境的振動和噪音影響較小，鐵路運營對沿線居民的生活影響能夠降到最低。

2 自密實混凝土的特點

自密實混凝土是一種具有高流動性和高穩定性特點，其原材料種類多且質量控制嚴格，混凝土要求坍落擴展度較大，在重力作用下能夠自動填充板腔，不需要進行過程振搗。目前被廣泛應用于Ⅲ型板無砟軌道施工中。以下是自密實混凝土的主要特點：

2.1 高流動性

自密實混凝土的流動性能要大大超越普通混凝土，其擴展時間T500為3s～7s，坍落擴展度要求≤680mm。高流動性使得自密實混凝土能夠在無需振搗的情況下充分填充板腔內各個部位，從而簡化施工程序，進一步提高現場施工效率。

2.2 高穩定性

自密實混凝土具有較低的孔隙率，能夠防止混凝土內部的脫水、分層等現象。這意味著自密實混凝土在澆筑過程中不會出現沉降、分離等問題，保證了混凝土結構的均勻性和穩定性。

2.3 高均勻性

由于自密實混凝土具有高流動性，它可以在澆筑過程中自然分布，保證混凝土在結構內的均勻性。這有利于提升混凝土道床結構的耐久性和整體強度。

2.4 節省勞動力

自密實混凝土無需振搗，可以減少現場勞動力的使用，降低施工成本。此外，由于其高流動性和高穩定性，自密實混凝土的施工周期較短，有助于提高工程施工進度。

2.5 優良的成型效果

自密實混凝土能夠充分填充模板，使混凝土表面光滑、無砂眼、無空洞，有利于提高混凝土結構的美觀性。

2.6 環境影響小

自密實混凝土的生產過程中產生的廢棄物和污染物較少，有利于環境保護。此外，由于自密實混凝土無需振搗，可以降低施工現場的噪音和振動，減輕對周邊環境的影響。

3 CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土灌注工藝

3.1 工藝流程

圖1 工藝流程圖

3.2 施工方法

3.2.1 軌道板封邊及壓緊

壓緊裝置采用門架式壓緊裝置，由花籃螺栓和可調螺桿等部件組成。直線板、曲線板壓緊裝置均安裝5個,其中曲線板增加3個防側移壓緊裝置。

壓緊裝置錨桿錨固在底座，在底座板側面靠下位置打孔植筋，鋼筋外露不宜過長，一般控制在5～10cm，將壓緊裝置安裝到相應位置，用螺栓和底座板上的植筋將壓緊裝置固定，待軌道板精調完成后再緊固螺栓。CRTSⅢ型板側模采用高度為140mm的槽鋼制作，長度5000mm，端模用8mm鋼板制作，長度1840mm，倒角模板與側模和端模連接形成整體，符合設計尺寸。封邊模板的頂面要與軌道板側面密貼，底面與中間隔離層應壓貼密實，然后緊固側壓裝置，使模板與軌道板密貼。自密實混凝土封邊模板的安裝，要保證過程中不漏漿，拆模后無錯臺。精調后的軌道板現場要設置標識標牌，嚴禁作業人員私自到軌道板上踩踏，模板安裝的過程中嚴禁對精調后的軌道板進行擾動，不得使用鐵錘敲擊或木楔子加固等。

在軌道板側模端頭設排氣孔，排氣孔上口需高出板面，曲線段低側排氣孔應高出超高段最低處自密實混凝土液面。排氣孔設置在側模端頭豎向方鋼的內面，氣孔范圍是地面以上100mm內。

壓緊裝置緊固、立模完成后，在軌道板四個角分別安裝1個百分表監測板上浮，在一側安裝2個百分表監測板側移，并調零初始值。百分表安裝完成后，嚴禁人員私自上板踩踏，在灌注時應盡量避免多人同時站在軌道板上，造成百分表讀數異常。灌注完成后每間隔5min讀一次數值，要求上浮值不大于2mm，出現數據異常情況應及時進行二次測量，調整壓緊裝置，保證板頂標高滿足要求。

3.2.2 自密實混凝土的拌制及運輸

（1）原材料檢驗及存放

無砟軌道自密實混凝土拌和采用的原材料種類較多，必須嚴格把控原材料進場檢驗關，保證用于施工的原材料全部合格。原材料進場需具備出廠合格證，并進行試驗檢測，出具試驗報告。各項原材料要依據材料性能和應用進行分類存放，做好標識，外加劑等液態材料必須密封存放。

（2）混凝土的拌和

自密實混凝土采用拌和站集中拌制，設備需配置強制式攪拌機，以及自動計量系統。混凝土原材料的稱重最大允許偏差，水泥、礦物摻合料等為±1%，外加劑為±1%，骨料為±2%，拌和用水為±1%，拌和前需測定粗細骨料的含水率，做好配比調整。攪拌生產前需對拌和物進行開盤鑒定，檢測確定自密實混凝土的性能[3]。

3.2.3 自密實混凝土運輸

自密實混凝土運輸應由項目部提前做好組織籌劃，運輸距離和罐車數量配置，應結合混凝土拌和站的生產能力提前進行規劃，并與現場供應需求相匹配。自密實混凝土運輸過程中的道路應相對平坦，混凝土在運送到澆筑點時不應產生分層、離析、泌漿等情況，保證混凝土的均勻性、自密實性、含氣量等性能滿足要求。罐車到達澆筑現場時，應先高速旋轉20～30s 后再進行卸料，并保證灌注點等候罐車不少于1臺。灌注前，需做好坍落擴展度、擴展時間T500等試驗，測定自密實混凝土性能后要填寫試驗記錄，試驗要符合自密實混凝土的規范性能指標。

3.2.4 軌道板自密實混凝土灌注作業

混凝土罐車運送自密實混凝土到灌注地點后，卸料至吊運斗，通過龍門吊運至灌注位置的中轉料斗架上，就位后即進行灌注，中轉料斗放料至軌道板灌注孔上的小料斗，通過小料斗連接灌注孔灌注，直線段灌注管高為70cm，曲線段灌注管高為100cm，且要高出超高側軌道板頂面。要求每塊板必須一次性連續灌注成型，同時灌注作業還應注意以下幾點：

（1）灌注前須檢查軌道板周圍模板的封閉情況，確保不會漏漿、不污染線下工程。灌板前應對底座板上的土工布和軌道板下進行噴霧濕潤，但不得積水。同時對軌道板的精調爪、限位裝置等進行再次檢查，確定是否安裝牢固。

（2）灌注前，還應檢測混凝土拌和物溫度、含氣量、擴展時間T500以及坍落擴展度。自密實混凝土通過軌道板上預留的灌注孔進入板腔，入模溫度需控制在5℃～30℃。軌道板四角的模板上應預留排氣孔，自密實混凝土灌注速度應嚴格把控，不能過快，當混凝土流過檢查孔時應適當降低灌注速度，確保空氣排放。

（3）灌注過程中，需注意料斗內混凝土液面下落情況，并通過軌道板觀察孔觀察板下混凝土流動狀態，如出現流動狀態不佳時，需及時調整放料速度。灌板過程中不得對軌道板產生擾動，保證灌注質量。當各排氣孔混凝土流滿導流槽，防溢孔混凝土液面超出板面20～30cm時，及時關閉下料斗閥門停止灌注。

（4）灌注完成后，及時清理灌注孔內多余的混凝土，并將料斗架轉至下一個需灌注的軌道板。自密實混凝土從拌和開始到灌注結束時間不宜超過120min，澆注時間超過120min時，必須對料斗和送料管道進行清洗。為避免混凝土污染軌道板，灌注時在軌道板表面應覆蓋一層彩條布或土工布。在濕度較小、風力較大的條件下施工時，應采取合理的遮擋措施，避免造成混凝土過快失水。為了精確測定軌道板灌注后的幾何狀態，在軌道板灌注完成后需及時進行標高、平面位置復測。

3.2.5 自密實混凝土拆模與養護

當自密實混凝土強度達到3MPa后，才可拆除軌道板精調爪。軌道板灌注完成后必須帶模養護至少3d，強度達到10MPa后，才能拆模，拆模應按立模順序反向進行，并保證表面及棱角不得損壞。自密實混凝土強度達到30%或12MPa后，才可拆除扣壓裝置。自密實混凝土強度達到100%后，軌道板才能承受設計荷載。

模板拆除后，應及時噴涂養護液，并用塑料薄膜包裹進行養護，養護時間要求不少于14d。同時，同條件試件也要包裹養護，確保試件強度與主體一致。養護過程中如天氣狀況發生急劇變化，應采取適合的保溫或隔熱措施，避免混凝土因溫度變化造成開裂。拆模后，需對底座板上的鉆孔進行修補，修補前先對鉆孔進行清理、潤濕，然后再用砂漿灌注填補完成，并做好表面壓光平整。

3.2.6 灌注孔、觀察孔的封填

自密實混凝土膨脹率應控制在0.02%～0.06%之間，澆筑時間選擇在當天氣溫最低時進行，且環境氣溫不宜大于25℃。軌道板灌注后灌注孔、防溢管頂面應超出板面3～5cm，并在自密實混凝土初凝前，插入提前預制的S型筋。待混凝土初凝后及時涂刷養護液，覆蓋塑料薄膜，并用膠帶粘貼固定。

4 自密實混凝土施工質量控制要點

施工前需對自密實混凝土所用原材料產品合格證，以及出廠質量檢驗報告進行核查，并按要求完成復檢。按要求做好配合比試拌，核查混凝土拌和物的工作性能、相關力學性能、抗裂性能，以及耐久性能等。

施工過程中要對自密實混凝土的主要原材質量進行日常檢驗。過程中如更換水泥、摻和料、外加劑等品種規格，必須重新調整配合比，重新檢驗混凝土工作、力學、耐久、收縮等各項性能，并滿足設計和規范要求。針對混凝土強度、耐久性的過程控制或質量檢測的取樣，應從同一盤或同一車混凝土中取出。攪拌生產前，要嚴格測定骨料含水率，并考慮天氣環境因素對測定指標的影響，以便及時調整配合比，確保生產的混凝土性能指標滿足技術規范要求[4]。

在夏季溫度較高的條件下灌板時，要充分考慮環境對模板及混凝土的溫度影響，自密實混凝土入模溫度必須把控在5℃～30℃，盡量選在風速較小的夜間進行灌注。在灌板過程中，應按要求取樣并制作混凝土強度、耐久性及彈模試件，試件數量應滿足規范要求。自密實混凝土厚度允許偏差為-10～+20mm（不小于80mm），與軌道板邊緣對齊為±10mm。

在冬季灌板作業時，要求自密實混凝土拌和站出料測溫不低于18℃，灌注測溫不低于10℃。與現場結構接觸面測溫不低于5℃。養護時，混凝土芯溫與表溫差不大于15℃。當現場環境低于5℃時不得用水養護，強度未到28MPa時不得受凍。灌板完成后帶模養護不少于3d，且強度不低于10MPa，當拆模不會影響外觀質量時，才能進行拆模作業。如遇惡劣天氣或氣溫急劇變化時不得拆模，自密實混凝土拆模后需繼續養護達到14d。

5 結束語

CRTSⅢ型板式無砟軌道是國內應用最廣泛的無砟道床預制板，而自密實混凝土灌注施工技術是我國自主研發的，新型無砟軌道工程施工技術，它具有施工效率高、質量可控、安全穩定等優點，被廣泛應用于當前高速鐵路的建設中。在施工過程中需要注意自密實混凝土的配合比和澆筑方式等問題，同時做好相關的安全措施和施工進度的控制，以保證施工生產順利開展。通過對該技術的研究和應用，可以提高無砟軌道自密實混凝土的施工質量和工作效率，為高速鐵路的持續發展做出貢獻。