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1、 CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术 摘要：本文以新建济南至青岛高速铁路CRTS型板式无砟轨道施工为依据，结合现场施工，从实践角度对无砟轨道充填层自密实混凝土施工过程进行了分析，总结一些施工经验为同类施工提供参考。关键词：CRTS型板式无砟轨道;自密实混凝土;施工1概述随着我国高速铁路的发展，无砟轨道施工技术因其稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强等优势被广泛采用，板式无砟轨道是高速铁路轨道结构的一种形式，具有平顺性好和维修少的特点，我国在高速铁路前期研究基础上，采用引进、消化、吸收和再创新，形成了具有完全知识产权的中国无砟轨道技术CRTS型板式无砟轨道，目前在我国高速铁路施工中已得到
2、广泛应用。1.1CRTS型板式无砟轨道结构特点CRTS型板式无砟轨道结构的特点是以轨道板与充填层自密实混凝土形成复合整体结构共同承受列车荷载。轨道板与充填层自密实混凝土以“门型筋”进行强化连接，充填层自密实混凝土与底座板间设中间隔离层，通过底座板限位凹槽进行限位。其中，影响CRTS型板式无砟轨道整体性能的关键就是自密实混凝土。1.2自密实混凝土特点作为CRTS型板式无砟轨道的充填层材料，自密实混凝土具有高流动性、间隙通过性、抗离析性和填充性的优点，灌注时仅靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型，与CRTS型、CRTS型板式无砟轨道结构充填层材料所用的水泥乳化沥青砂浆相比，其硬化体具有更好的耐久
3、性和高体积稳定性。1.3自密实混凝土施工难点CRTS型板式无砟轨道是一种复杂的层状结构，自密实混凝土充填层处于其上部的轨道板与下部的底座之间，是“三明治”式的层状结构，它不仅起到支撑、承力与传力的作用，也起到填充与调整轨道板高度的作用，是整个轨道结构的关键部位。自密实混凝土充填层厚度仅为9cm，长宽分别为5.6m和2.5m，是典型的狭长薄板结构。通过线外揭板试验发现，自密实混凝土存在拌合物扩展度损失快，有泌水和离析现象，揭板后混凝土表面浮浆层较厚，表面水纹和气泡超标，混凝土局部灌注不饱满，轨道板上浮和偏移，模板跑浆漏浆，侧面混凝土存在蜂窝麻面。另外自密实混凝土后期裂纹、充填层与轨道板离缝等也将
4、是施工面临的问题。2自密实混凝土技术要求2.1原材料控制要点(1)自密实混凝土按设计技术要求和质量验收规范选用水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、膨胀剂、引气剂、粘度改性材料等。水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。细骨料选用细度模数2.3-2.7之间，泥块含量0.5%、坚固率8%、吸水率2%的洁净天然河砂。粗骨料选用5-16mm级配碎石，泥块含量0.2%、压碎指标12%、吸水率1%。减水剂选用优质聚羧酸减水剂，这种减水剂先消泡再引气的工艺，能够有效消除劣质大泡，改善混凝土工作性能。膨胀剂选用型膨胀剂，它是自密实混凝土的必要组分，起补偿混凝土收缩变形的作用。粘度改性材料
5、能够有效解决自密实混凝土离析、泌水、泡沫层问题以及对用水量波动的敏感性。(2)原材料应专仓专用，做好保护，防止污染，配制自密实混凝土的原材料品质要和技术要求相吻合，每一批次原材料的性质指标的波动要确保在一定范围内，不宜超过+10%，细骨料含水率应控制在+1%以内。2.2配合比参数要点2.2.1材料用量粉体材料用量宜小于540kg/m3，单位体积浆体含量不宜大于0.4m3，氯离子含量不大于胶凝材料的0.1%，总碱含量不大于3kg/m3，三氧化硫不大于胶凝材料的4%，用水量不宜大于180kg/m3。自密实混凝土矿物掺合料掺量大，长期力学性能均有富余，从降低收缩和经济性考虑，可适当降低胶凝材料用量。
6、2.2.2设计技术指标3自密实混凝土灌注工装3.1自密实混凝土模板与普通混凝土相比，自密实混凝土屈服值较低，几乎没有支撑自重的能力，灌注的过程中模板所承受的侧向压力会随灌注高度增长而线性增加，这样就要求模板具有更高的刚度和坚固程度，然而由于自密实混凝土具有触变性，在灌注流动到位静置较短位置后，其屈服值就会快速增长，支撑自重的能力同步增大，对模板作用的侧向压力则会相应减少，因此，模板设计应同时考虑配筋情况、灌注速度、温度影响。济青高铁无砟轨道自密实混凝土施工工装采用“四角排气”方式，每套自密实混凝土模板由转角模板4块、端头模板2块、中间模板2块及挡浆插板4块共计12块组成。模板四角部位设导流槽装
7、置，导流槽高于自密实模板5cm。四角插板处模板应确保插拔自如、密贴合缝，插板下方设“门槛”，并加固，确保反复使用不变形，模板使用140mm*6mm厚Q235钢板制作。支立时内侧粘贴透气模板布，可周转使用，一般使用2-3次。模板固定由压紧装置处螺栓顶紧。3.2压紧及防侧移装置压紧装置的横梁采用槽钢制作，轨道板设5道压紧装置，可有效控制轨道板上浮量在2mm以内。曲线段每块轨道板设置3道防侧移装置，可有效防止轨道板侧移。底座板预埋紧固套管，采用侧面紧固方式。3.3精调器精调器采用三维精调器，具备垂直水平、横向、纵向三向调整的功能，精调器具备调整功能，以适应底座板排水坡要求。轨道板精调器的最大调整量不
8、小于35mm。3.4灌注设备桥梁和隧道地段一般采用单、双侧通用料斗，可以在中间通道移动进行双侧轨道板混凝土灌注。站场、路基地段一般采用骑跨轨道板移动进行前后轨道板灌注的工装。由于施工中的不可预见因素，自密实混凝土在运输和中转过程中时间间隔过长，会出现离析，塌落度损失现象，导致混凝土流动性变差，为防止上述情况的发生，可定制自动搅拌料斗，确保自密实混凝土质量。4自密实混凝土施工工艺4.1混凝土搅拌及运输(1)自密实混凝土采用集中搅拌方式生产，按照两阶段进行投料，每阶段搅拌时间不宜少于30s，并应比非自密实混凝土适当延长，但总搅拌时间不宜超过3min。正式生产前必须对自密实混凝土拌合物进行开盘鉴定，
9、检测拌和站前三盘混凝土工作性能，只有混凝土满足工作性能要求时方可继续生产。高温施工时，原材料最高入机温度水泥60，骨料30，水25，矿物掺合料60，必要时对原材料采取温度控制措施。(2)运输自密实混凝土过程中，应对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高或受冻，禁止对混凝土进行二次加水。混凝土的转载次数和运输时间应尽量减少，确保在运到灌注地点时不发生分层、离析和泌浆等现象，并具有相应的自密实性和含气量等工作性能。当罐车到达灌注现场时，应使罐车高速旋转20-30s方可卸料。自密实混凝土从搅拌开始到灌注结束的时间不宜超过120min。混凝土应连续灌注，防止出现滞留时间过长或供料不及时的情况
10、。4.2灌注前准备及板腔湿润(1)混凝土灌注应选择合适的施工条件，从轨道板末次精调到混凝土灌注结束后1h内气温变化不超过15。灌注应避开高低温、强日照、大风天气，必要时采取搭设防风遮阳棚、洒水降温等措施。(2)自密实混凝土灌注前应再次检查轨道板精调及加固状态、模板和钢筋安装质量。入模前应检测混凝土拌合物的温度、坍落扩展度、扩展时间T500、含气量和泌水率等拌合物性能。(3)由于轨道板是混凝土构件，极易吸水，灌注时会将自密实混凝土中的自由水吸附并置换出空气，使自密实混凝土内部产生气泡。轨道板预湿采用旋转碰嘴，混凝土灌注前1h分别从三个预留孔伸入板腔进行雾状喷射，喷雾时间一般控制在58s。预湿应注
11、意不得在隔离层表面形成积水，灌注前10min再次检查板下混凝土底座表面状况，查看其表面是否有积水和预湿不彻底等现象。4.3混凝土灌注(1)灌注时轨道板灌注孔位置覆盖一层土工布，防止混凝土污染轨道板，从轨道板中间预留灌注孔进行灌注，直线段下料管高度不小于0.7m，曲线地段下料管高度不小于1.0m，灌注液面高度直线段控制在30-40cm之间，曲线段控制在40-50cm之间（为防止灌注高度偏高，造成轨道板上浮，直曲线灌注高度均应按照下限控制）。自密实混凝土灌注速度不宜过快，应采取“慢-快-慢”方式灌注，保证下料的连续性和混凝土拌合物在轨道板下的满空间连续流动，当灌注至2/3左右时，应降低灌注速度，以
12、便空气排出。(2)混凝土进入灌注料斗前，经过溜槽这一装置，可以明显减少气泡的产生，混凝土灌注时注意灌注料斗液面，保持上述的液面高度，避免将空气带入到板腔内。溜槽长度不小于1.5m，宽度不小于0.4m，自密实混凝土垂直下落高度不大于2m。(3)通过下料管口模板内混凝土下降情况和在观察孔观察混凝土流动状态，随时检查混凝土在轨道板下的流动情况，当流动情况不良时及时进行调整混凝土下料速度。灌注过程中，通过轨道板2个观察孔及模板四角排气孔观察混凝土在板下流动情况，待四角排气孔内自密实混凝土浆面全部超出轨道板面时，关闭灌注料斗阀门，停止灌注。(4)混凝土入模温度宜控制在530，在夏季灌注自密实混凝土时，应
13、避免模板和混凝土直接受阳光照射。施工中应监测轨道板状态，严禁踩踏轨道板，混凝土灌注过程中，使用百分表对灌注过程中轨道板的上浮、偏移情况进行监控。(5)每块轨道板自密实混凝土应一次性灌注完成，每块板灌注时间控制在812min。灌注结束后3h内不得移除轨道板上灌注孔处硬质下料管和防溢管。(6)混凝土开始初凝时在灌注和观察孔中插入“S”形钢筋，然后灌注混凝土封堵，顶面抹成球面，高出轨道板顶5mm，然后覆盖薄膜保水养护，为达到更好的养护效果，可制作专用养护罩进行养护。4.4拆模(1)轨道板精调装置应在混凝土初凝后拆除，压紧装置和防侧移装置应在终凝后拆除，轨道板模板拆除应在混凝土强度达到10MPa以上，
14、且表面及棱角不因拆模而受损时方可进行。(2)拆模应按立模顺序逆向进行，不得损伤轨道板混凝土，当模板与自密实混凝土脱离后，方可拆卸、吊运模板。(3)拆模后，应在自密实混凝土达到100的设计强度后，轨道板方可承受全部设计荷载。拆模后，若天气产生骤然变化时，应采取保温隔热措施，防止混凝土受冻。4.5混凝土养护自密实混凝土每立方米胶凝材料用量一般都在400kg/m3以上，水化温升较大，因此，自密实混凝土结构部位应采取有效的温控和养护措施。混凝土的带模养护时间不应少于3d。正常气温条件下，混凝土初凝后应立即对轨道板顶部灌注及观察孔采用喷养护液养护，侧模拆除后采用土工布+塑料薄膜的方式将自密实混凝土表面四
15、周予以包裹，必要时补水或喷涂养护剂进行养护。混凝土养护时间不得少于14天。5结束语CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土施工具有质量可靠、施工快捷、操作方便和成本低廉等优点，本文结合现场施工，总结了自密实混凝土原材料控制、配合比设计、工装设备、施工工艺等施工技术，以期为类似工程施工提供借鉴。参考文献1.JGJ/T283-2012自密实混凝土应用技术规程。2.赵国堂，李华健，高速铁路高性能混凝土应用管理技术。3.铁道部工管中心，工管线路函2012159号，关于印发CRTS型板式无砟轨道工程施工质量验收指导意见（试行）的通知。4.中国铁路总公司，铁总科技2013125号，中国铁路总公司关于印发高速铁路CRTS型板式无砟轨道后张法预应力混凝土轨道板、自密实混凝土、隔离层用土工布、弹性缓冲垫层暂行技术条件的通知。 -全文完-
