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1、板式无碴轨道CA砂浆施工工法隧道网 (2005-4-23)来源：隧道网 CA砂浆是板式无碴轨道结构弹性调整层的关键组成部分。它是由水泥、乳化沥青、掺合料、细骨料、水、表面活性剂、减水剂、氯丁胶乳等原材料在常温下经特殊工艺搅拌而斟成的。它利用水泥吸水水化加速乳化沥青破乳，由水泥水化物和沥青裹覆砂形成一种立体网络，具有流动度好、可工作时间长、早期有膨胀、后期收缩小等特点，其力学特点在于刚柔并济，以柔为主。中铁十一局集团公司第三工程有限公司在秦(皇岛)沈(阳)客运专线狗河特大桥上进行板式无碴轨道的施工，在我国尚属首次，取得了良好的社会效益与显著的经济效益。通过湖北省科技厅组织铁道部专家鉴定：填补了国
2、内该项技术空白，居国内领先水平。在施工中，我们不断探索，不断总结形成了本工法。 一、工法特点 1工序周期短，独立性强，施工设备能自由移动，可灵活选择作业。 2模板无需采用钢模，木模即可，安装与拆除简单。 3CA砂浆流动性能好，能自身充满板底，不需振捣。 4机械化作业多，使用劳动力少，劳动强度低。 二、适用范围 本工法适用于高速铁路和城市轻轨等CA砂浆板式无碴轨道结构弹性调整层的施工。 三、工艺原理及关键技术 (一)结构形式及工艺原理 1结构形式。无碴轨道基本结构为：在桥面上铺设24.8cm厚的混凝土基座，不设横坡，每隔5m设有一个50cm50cm凸形混凝土档台，在混凝土基座上架设轨道板，轨道板
3、底距混凝土基座顶面5cm，在基座与轨道板间灌注CA砂浆，其结构型式见图1所示。图1板式无碴轨道结构简图 2工艺原理。轨道板吊装定位后，复核轨道板和混凝土基座的高度，计算每块轨道板的CA砂浆数量，实行“一板一拌”制的搅拌方法，每搅拌一次的CA砂浆为0.59m3。CA砂浆拌制完毕，合理选择注入孔，通过漏斗从注入孔注入，利用其特有的流动性布满板底，并充分排除轨道板板底的空气，使轨道板板底的CA砂浆饱满，起到了板式无碴轨道结构弹性调整层的作用。 (二)关键技术 本工法关键技术为：轨道板定位、CA砂浆配制及施工工艺。 1CA砂浆的组成材料的技术指标。CA砂浆的组成材料应符合现行的国家、铁路或公路有关标准
4、规定。 (1)水泥。必须采用早强型普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5级，应符合GB 1751999标准。 (2)砂。应采用天然河砂(严禁使用海砂)，最大粒径为1.25mm，细度模数应在1.82.2范围内，其他技术指标应符合，1书10210200l标准： (3)沥青。应采用A - 100甲石油道路沥青，技术指标符合JTJ03294标准。 (4)乳化沥青。用A - 100甲石油道路沥青配制，乳化沥青悬浊液状态，沥青有效成分为60，配制乳化沥青时必须加入稳定剂聚乙烯醇，应与水泥及其他材料掺合性能好，共技术指标应符合表1的规定。表1乳化沥青技术指标标准表 (5)掺合料。掺合料为UEA型混凝土膨胀剂，简
5、称“CAA”。主要技术指标符合表2的要求。表2掺合料技术指标标准表 (6)氯丁胶乳。氯丁胶乳以氯丁二烯为单体，阳性皂作乳化剂，经乳液均匀聚合制得的白色乳状液，各种技术指标见表3。表3氯丁胶乳技术指标表 (7)铝粉。铝粉的细度为300m，筛通过率大于98。 (8)水。拌合水应清洁透明，pH7.0，其他技术指标应符合JGJ6389标准，最好使用饮用水。 (9)减水剂。减水剂为FDN混凝土高效减水剂，主要成分为一萘磺甲醛高缩合材其技术指标应符合GB 80761997。 2CA砂浆技术标准及施工配合比。 (1)CA砂浆技术标准。CA砂浆技术标准见表4。表4 CA砂浆技术标准表 (2)CA砂浆施工配合比
6、。CA砂浆施工配合比见表5。表5 CA砂浆施工配合比四、施工工艺 (一)工艺流程 工艺流程见图2。图2 CA砂浆施工工艺流程图 (二)工艺流程操作要点 1施工准备。 (1)CA砂浆的组成材料。CA砂浆的组成材料应按本工法(二)中第2.1条的技术指标进行鉴定，合格后才能投入使用。并进行室内CA砂浆配合比的设计，在试验温度202C的条件下检测CA砂浆的物理力学和耐久性等指标，其技术标准见表4。 (2)场地整理。彻底清除混凝土基座及凸形档台四周的砂、土、水、浮碴及杂物。 (3)轨道定位测量及轨道板的位置确定。轨道板安装前，在凸形挡台上设立中心线基准点，在挡碴墙上设立轨面基准点。用高精度经纬仪，反复测
7、量，放出线路中线，在基座顶面和凸形挡台顶面用墨线弹出线路中线位置，还要准确弹出轨道板中线，再根据轨道板的型号，在基座上划出轨道板安装的准确位置。 (4)施工机具。主要施工机具的准备见表6。表6主要施工机具表 (5)轨道板验收。轨道板运抵工地前，要进行外观尺寸、平整度、预埋件和各种孔洞位置等检查，不符合设计要求的，绝对不能运往工地。 2轨道板安装。轨道板的安装是板式无碴轨道施工的关键技术之一，安装质量直接影响板式无碴轨道的质量好坏，一定要严把安装关。 (1)吊装。在混凝土基座上板的四角下垫以厚约4.5cm、长宽均为5cm的垫块，在凸形挡台外缘线路中线位置上放一个厚约3.5cm、长度10cm、宽度
8、为2.0cm的木挡块，用汽车吊将轨道板吊装于已确定的位置。吊装时要慢放轻放，边放边用人工使板的纵横向位置基本正确，以后只作少量调整即可满足要求。 (2)轨道板位置精确调整。轨道板吊装安装完毕，根据基座上放出的平而位置，用人工对板的平面位置作精确调整后，再安放工具轨，此时测量轨面标高，通过轨道板四角四微调支持螺纹进行调整，用轨道板铺设水准尺进行检测，使其定位。取出木垫块。对平面位置和轨面标高再一次检查调憋，直至全部符合要求。 3模板安装及板面薄膜铺设。模板采用3.03.5cm厚木板。模板顶面应较轨道板底面高出5cm以上，距离轨道板侧面四周2.02.5cm，模板底和接缝处垫层氨甲酸乙酯泡沫(也可用
9、海绵代替)，以防止漏浆。在轨道板侧面四周下部粘贴7cm高的不干胶带，防止溢出的CA砂浆污染板侧面。 侧模利用轨道板已预埋的起吊螺母孔打入木楔加以固定，端模利用已铺设的轨道板端，用木楔加以固定。模板在安放前应涂刷脱模剂。 模板安装完毕后，再一次将各处泥土、木屑等杂物清理干净，为防止CA砂浆灌注时污染板面，在板面覆盖一层农用塑料薄膜。 4配料计量。配料时根据预先计算好的灌注一块板需要的CA砂浆数量，按表7对各种材料进行精确计量。配料精度为：表7 CA砂浆施工配合比 (1)水泥以每袋50kg计，不为整袋时用台秤计量，准确至0.5kg。 (2)乳化沥青、砂(用袋装)、水、掺合料、活性剂、纤维和铝粉，用
10、台秤计量，准确至0.5kg。 (3)氯丁胶和消泡剂用台秤计量，准确至0.1kg。 5CA砂浆搅拌。CA砂浆拌合工艺流程见图3。图3 CA砂浆拌合工艺流程图 6CA砂浆性能试验。CA砂浆搅拌完毕后，应立即进行流动度及空气含量检测，流动度采用特制J型漏斗进行检测，即用手指将特别J型漏斗输出口按住，把拌制好的CA砂浆注满漏斗中，然后放开手指，CA砂浆流出的时间为CA砂浆的流动度。含气量采用1000mL三角烧瓶进行检测，即将拌制好的CA砂浆注入特别J型漏斗中，并盖上玻璃板，擦净三角烧瓶的外表，称其质量，并计算出单位容积质量，然后用理论单位容积质量减去实测单位容积质量之差，与理论单位容积质量的比值为含气
11、量。合格后方可灌注，并按CA砂浆技术标准表4中的检测项目进行其他各种物理力学性能试验的试件制作，达到需要龄期以后，进行物理力学性能试验。 7CA砂浆的注入。 (1)轨道板注入孔的选择：注入孔需分布均匀，以A板为例，见图4。图4 A型轨道板平面示意图 从图4可看出整个板面注入孔分布，在施工时，因为整个桥面为直线，我们选择1、3、5、7、9五个孔作为注入孔。这样，充分利用了CA砂浆注入时的流动性来排除板底空气，使CA砂浆充满板底，也避免了从单一注入孔注入而产生的离析。 (2)CA砂浆的注入需连续进行，每块板应一次灌注成型，尽量避免二次灌注。灌注时落差不宜超过20cm，以避免CA砂浆离析。 (3)注
12、入时从孔1、3、5注入孔注入，待注入到一半时，将注入孔转移到5、7、9。待注入到近板底时，降低注入速度，从孔1注入，待CA砂浆超过孔3所在板底时，将注入孔移至孔3，待CA砂浆超过孔5所在板底时，将注入孔移至孔5，依此转移注入孔，直至整个板底充满CA砂浆。 (4)为防止注入时带入空气，注入漏斗内料必须维持一定量。如需移动注入漏斗，需先用木塞塞堵，然后转移。 (5)注入时随时检查模板，防止跑模、漏浆。 (6)当CA砂浆在轨道板侧面或注入孔中高度达到5cm以上时，第一次作业结束。 8CA砂浆养生及支撑螺栓、模板的拆除。 (1)CA砂浆的养生原则上是自然养生，但在寒冷条件下时，需采取保温措施。 (2)
13、CA砂浆经24h后，必须迅速撤除支撑螺栓，并拆除模板，尽快铲除轨道板侧面的侧立砂浆，并留一定的排水坡度。 (3)及时在支撑螺栓孔和注浆孔上安置橡胶防水盖，以防雨、雪水等渗入。 (4)CA砂浆注入7d后或在温度203C，相对湿度655的养生条件下强度达到0.50.9MPa时，轨道板才能受荷。 9凸形挡台CA砂浆的灌注。待CA砂浆凝固后，清除其上部浮渣，并凿毛，进行第二次灌注。灌注面与板面平齐为宜。由于凸形挡台是和混凝土基底一次性浇筑的，可以用凸形挡台来控制轨道板间的间隙。采用二次灌注，不会产生CA砂浆堵塞轨道板预设的吊装孔的现象。 五、机具设备 为满足施工的需要，我们开发研制了CA砂浆搅拌机。搅
14、拌机电机动率为22kW，容积0.9m3，胶带传动；两种转速，快搅150rmin，慢搅60rmin；底部设有出料口。为满足低温时施工的需要，搅拌机上设有加温装置。为使水泥投入时分散均匀，投料口上设有料斗，料斗底部设有钢筋网。施工时，将搅拌机固定在走行平台亡，通过临时铺设的行走轨完成移动。出料口接有蛇形钢丝管，通过钢丝管将CA砂浆输送到注入漏斗，通过控制出料口阀门开度来控制CA砂浆的灌注速度。主要施工机具见表6。 六、劳动力组织 劳动力组织表见表8。表8劳动力组织表七、安全和质量措施 在施工中，应严格控制原材料的质量和计量，严格遵守有关施工规则和技术要求，并重点做好安全防范工作。 1成立精干高效的现场指挥机构和技术保证机构，做到统一指挥。 2设立专职安全员现场值班，并指挥左线列车通行。 3作业时，严禁向桥下扔杂物和排污水。 4搅拌机手严格按操作规程进行操作。八、技术经济分析 1提前了工期，提高工效20。 2减少机具设备、劳动力等投入费用共计62万元。 3此次施工填补了该项技术的国内空白。九、工程实例 秦(皇岛)沈(阳)客运专线狗河特大桥右线板式无
