水泥乳化沥青砂浆施工在高铁无砟轨道的应用

2011-04-14张帆

山西建筑 2011年8期

张帆

1 工程概况及CRTSⅡ型板式无砟轨道结构

沪杭客运专线HHZQ-4标段位于上海市金山区和浙江省嘉善县境内,范围为DK55+916.975～DK75+075.570,共计19.158 km,共计铺设CRTSⅡ型轨道板5 668块。轨道系统采用德国博格公司的博格板式无砟轨道系统,博格轨道板和底座板混凝土间的粘结采用水泥乳化沥青砂浆,水泥乳化沥青砂浆的灌注对材料的要求高,拌制受温度影响较大,施工难度大,要求特别高。

CRTSⅡ型板式无砟轨道是通过水泥乳化沥青砂浆调整层将预制轨道板铺设在现场摊铺的支承层或现场浇筑的钢筋混凝土底座上,并适应轨道道路要求的纵连板式无砟轨道结构型式,如图 1所示。

2 水泥乳化沥青砂浆的组成

水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制成的具有特定性能的砂浆。水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的混合砂浆。其主要组成材料有乳化沥青、干料、水、减水剂、消泡剂,如图 2所示。

3 水泥乳化沥青砂浆的施工流程

水泥乳化沥青砂浆的施工流程如图 3所示。CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆的施工控制要点主要包括:轨道板精调、定位和压紧、封边施工、底座预湿或封闭处理、水泥乳化沥青砂浆的灌注及养护。

3.1 轨道板精调、压紧和防侧移

水泥乳化沥青砂浆灌注施工前,应提前完成轨道板的精调、定位和压紧等工序。

1)轨道板精调。精调完成后要在 24 h内进行灌浆作业,超过24h要再次进行精调。环境温度变化超过 10℃,或受到使轨道板发生变化的外部条件影响时,也必须进行复测和必要的调整,确认满足要求后,方能灌注砂浆。灌浆前的精调作业要在压紧装置安装上紧后,轨道板精调后应采取防护措施,严禁踩踏和撞击轨道板,并及时灌注砂浆。

2)轨道板压紧。精调轨道板后,分别在板端、板侧中部设置紧压装置,以固定轨道板,防止灌浆或砂浆早期膨胀时轨道板上浮,直线段扣压装置要求不少于 8个,曲线段扣压装置要求不少于 10个。轨道板端头必须设置扣压装置,保证相邻板的平顺过渡。安装扣压装置时,保证在每个精调爪旁能有 1个扣压装置,起到上压下顶作用。

3)轨道板防侧移。超高侧轨道板防侧移主要采用两种方式: a.在两个端头各拉一根角钢焊接的L形挂钩,L形挂钩利用螺栓顶住底座板,利用底座板钩住轨道板,防止下滑。b.利用防撞墙支顶、L形扁担对轨道进行钩挂、低边打设螺杆支顶的方式。通过对灌板后的精调数据复核,这两种方式均能起到防侧移效果。

3.2 封边施工

沪杭客运专线HHZQ-4标段主要采用专用封边材料封边,完全摒弃了传统的砂浆封边方式。专用封边材料由透气透水的无纺布外衬一定厚度的土工布或毛毡形成的找平层组成。专用封边材料施工时,排气效果好,施工快捷,不产生建筑垃圾。专用封边材料封边主要通过专用封边带和封边角钢进行封边,为确保灌浆过程中不漏浆,封边角钢与封边材料之间通过螺栓顶紧紧贴底座板与轨道板,灌浆前要对密封效果进行闭水检查,对局部不平顺的底座板预先进行垫塞处理。

3.3 底座预湿或封闭处理

1)为了避免由于底座的多孔吸水性使硬化砂浆中产生贯穿孔,在进行水泥乳化沥青砂浆灌注前,应采用雾化高压水枪对底座进行充分预湿或涂刷封闭材料封闭底座上的孔隙。采用雾化高压水枪对底座进行预湿时,预湿后底座上不能有明水。

2)底座润湿采取三道润湿程序,粗铺后对轨道板、底座板用高压水冲洗,彻底清除粉尘。精调后对底座板充分润湿,确保底座板彻底吸水,灌浆前封边后再次用高压水枪通过灌浆孔、观察孔对底座板进行润湿,要充分考虑高压水枪压力,确保能够润湿到轨道板四个边角。

3.4 水泥乳化沥青砂浆的灌注

1)灌浆前使用专用的旋转喷嘴或喷雾器将底座板混凝土面和轨道板底面湿润。当空气温度大于 20℃时,湿润灌浆面后将所有的灌浆孔和排气孔都封盖上,保持灌浆面的潮湿。

2)用移动式搅拌设备在灌浆地点生产砂浆,砂浆从搅拌设备注入中间储存罐,在灌浆罐中每次注入浇筑一块轨道板所需的量。砂浆原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量。砂浆的具体投料顺序、搅拌速度、搅拌工艺应通过试验确定。

3)水泥乳化沥青砂浆的灌注应一次完成,且灌注时应持续对砂浆进行低速搅拌。

4)水泥乳化沥青砂浆灌注时浆体应顺着孔壁注入,否则灌注时易带入很多气泡,揭板后砂浆表面很多大气孔,砂浆灌注不饱满。灌注时,砂浆自由倾落高度不宜大于 1.5m,以避免水泥乳化沥青砂浆产生分层离析。

5)砂浆灌注速度不宜太快也不宜太慢。曲线段灌浆速度宜控制在6m in～8min,直线段速度宜控制在4.5min～6m in。当板底砂浆较厚时,灌注时间可适当延长。灌注速度过快易在硬化砂浆表面形成大气泡,影响砂浆的表面状态。灌注速度过慢易在砂浆中形成夹层。砂浆灌注时宜先快后慢,待观察孔中砂浆快接近板底时降低灌注速度,以便排气完全,从而有利于板底砂浆的饱满。

6)在超高地段灌浆时,灌浆孔上PVC管中的灌浆高度必须高于高侧最高灌浆点。

7)灌浆过程中或完成但砂浆未达一定强度时,必须对精调好的待灌或者刚灌的轨道板进行防护,灌浆时设置临时栈桥,供操作人员踩踏,严禁灌浆过程中超过三人在轨道板上踩踏。

3.5 水泥乳化沥青砂浆的养护

1)水泥乳化沥青砂浆的养护原则上按自然养护进行。大多是在 22℃～30℃环境温度下进行灌注,根据气温条件砂浆养护采取土工布全覆盖养护并不少于 7 d,砂浆边土工布润湿保水,不得冲水。土工布全覆盖可起到防晒、防雨,避免因曝晒引起轨道板起拱和雨水渗入轨道板底引起裂缝。

2)当水泥乳化沥青砂浆膨胀完成后,可拆除紧压装置。在水泥乳化沥青砂浆强度达到0.5MPa～1 MPa时,对精调爪进行拆除。精调爪拆除前施工人员要明确正反方向,防止方向拧反将轨道板上顶。当水泥乳化沥青砂浆抗压强度达到 3.0 MPa以后方可在轨道板上承重。判定精调千斤顶拆除及轨道板承重的水泥沥青砂浆强度应采用同条件养护试件的抗压强度确定。

3)水泥乳化沥青砂浆的封边材料 7 d后再拆除,养护期内润湿,使砂浆能够得到充分的保水养护。