高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆灌注封边技术

陈亚敏

(中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300)

1 概述

目前，CRTSⅡ型板式无砟轨道结构体系是我国时速350 km(及以上)高速铁路采用的主要轨道形式之一，它主要由两布一膜、底座板(或支承层)、水泥乳化沥青砂浆充填层、轨道板等结构组成。CRTSⅡ型板式无砟轨道除具有整体稳定性强、刚度均匀性好、线路平顺度高、耐久性强等特点外，更具有比其他无砟轨道形式几何精度高、结构整体性和纵向连续性好等特点，其中水泥乳化沥青砂浆灌注施工质量是CRTSⅡ型板式无砟轨道具有以上优点的重要保证之一。

水泥乳化沥青砂浆灌注质量主要受3方面因素影响:一是原材料影响因素，主要包含原材料材质及成分、水泥乳化沥青砂浆配合比等方面;二是施工环境影响因素，主要包括气温、生产设备、轨道板板底和底座板顶表面质量、现场准备完善程度、施工人员素质等方面;三是施工工艺影响因素，主要包括封边方式、灌注操作方法等方面。现主要介绍以下几种不同封边技术(主要是侧向封边)以及分析其对CRTSⅡ型板式无砟轨道质量的影响。

2 封边工艺流程

轨道板精调完成，清理板缝和板底杂物，然后对轨道板底和底座板顶面进行预湿，清理多余积水以后，即可开始对轨道板进行封边。封边工作主要有横向封边、侧向封边和轨道板扣压装置的安装等。

轨道板封边施工工艺流程:精调验收合格→板缝清理→安放模具、GRP点保护管→横向沥青砂浆封边→轨道板底检查、清理→洒水润湿板底和底座板顶面→清理多余积水→侧向封边→安装扣压装置(钻孔打眼应在精调前)。

3 封边方式对水泥乳化沥青砂浆灌注的影响

CRTSⅡ型板式无砟轨道几何精度高，轨道板安装位置是唯一的，打磨后的成品轨道板承轨台质量标准见表1。从表1可以看出，轨道板打磨后承轨槽精度很高，安装后的轨道板精度要求也非常高(表2)。

表1 成品轨道板承轨台质量要求标准

表2 轨道板铺设定位精调测量偏差标准

轨道板在安装时，如何保证高精度的位置偏差，主要受到精调和封边方式的影响。一般情况下，在目前的科技水平下，精调测量设备能够确保精调后轨道板的偏差达到表2的要求，但是封边方式对轨道板的精确定位影响不容忽视，一是封边方式是位于精调后的一道工序，封边不可避免地要与轨道板进行接触，所以在进行封边作业时，极易对精调后的轨道板产生扰动;二是封边方式的固定压紧作用对轨道板的影响，稳定牢固的固定压紧装置能够保证轨道板在水泥乳化沥青砂浆浮力的作用下很难发生位移，尤其是在曲线地段;三是不同的封边方式，润湿、排水、排气的方式会对水泥乳化沥青砂浆充填层灌注质量产生一定的影响。以上多方面因素决定了封边方式的选择要谨慎，要考虑多方面的因素(工人熟练程度、工期要求、工装配置等)，根据不同工况选择不同的封边方式，才能够保证整个无砟轨道体系的精准度。

4 封边方式介绍

常用的轨道板封边方法可以分为砂浆封边、角钢封边两大类。其中，砂浆封边根据改进与否及改进方式的不同，可以分为以下几种:砂浆封边、砂浆+竹胶板封边和角钢+砂浆+竹胶板3种;同样，角钢封边也可通过钻孔植筋固定角钢或利用轨道板压紧固定角钢2种方式实现。

4.1 砂浆封边

砂浆封边是最初选用的封边方式，也是国外同类型无砟轨道施工采用的传统方法。按照轨道板精调后尽快灌浆的原则，要求所用的封边砂浆具备早强快硬的特性，一般采用M15砂浆，搅拌时掺加少量早强剂，并保证砂浆具备一定的黏稠度，以确保砂浆能够与轨道板和底座板有足够的粘结力。

封边前，对与封边砂浆有接触的底座板和轨道板表面进行预湿，然后采用白铁皮紧贴轨道板面竖放，采用专用工具把砂浆涂抹在白铁皮和底座板之间，使其断面保持为边长为15 cm×15 cm的三角形，用力拍实，抽出白铁皮，然后用力压紧与轨道板接触的砂浆。封边后的效果如图1所示，此封边方式简单易行，且工艺简单。

4.2 砂浆+竹胶板封边

砂浆封边一般要到24 h后才能开始灌浆，时间间隔较长，而且在灌注过程中，很容易发生砂浆开裂，发生漏浆，其原因是砂浆粘结力不够容易脱落，或者是灌浆速度过快或最终控制灌浆液面较高等原因致使砂浆受力过大导致砂浆开裂。针对以上不利因素，采用了“砂浆+竹胶板”的封边方式。采用高度为4～6 cm的竹胶板，竹胶板封堵在砂浆内，紧贴竹胶板外侧安设1根3 cm高的圆钢(插入底座板2 cm，外露1 cm)，封边后效果见图2。竹胶板和圆钢共同作用把液态水泥乳化沥青砂浆部分压力传递给底座板受力，以减小封边砂浆受力，从而减少封边砂浆开裂发生。

图1 砂浆封边

图2 砂浆+竹胶板封边

4.3 角钢+砂浆+竹胶板

砂浆+竹胶板封边虽然减弱了砂浆受力，使得砂浆开裂的几率大大降低，但砂浆强度要24 h后达到一定强度才能灌注，间隔时间较长，而且漏浆也有发生，工期紧张时，封边工作面往往不能满足水泥乳化沥青砂浆灌注工作面的推进进度，进而又设计了“角钢+砂浆+竹胶板”的封边方式，封边后的效果见图3。“角钢+砂浆+竹胶板”的封边方式中砂浆要具备早强快硬性，待砂浆初凝具备一定强度以后即可开始进行水泥乳化沥青砂浆灌注。此封边方法中，封边砂浆初凝具备一定强度后，竹胶板受到液态水泥乳化沥青砂浆的侧压力，将侧压力传递给封边砂浆，封边砂浆自身强度足以抵抗此侧压力，不致于发生塑性变形，并把大部分侧压力传递给锚固在底座板上的角钢(小部分侧压力靠与底座板的摩擦力传递给底座板)，最终传递给底座板。此封边方法封堵砂浆3 h左右即可开始水泥乳化沥青砂浆灌注，能够使得封边和灌浆形成流水作业面，大大加快灌浆进度，而且不容易发生漏浆。

4.4 角钢+封边布+橡胶垫

角钢封边是为了实现封边后更快地转入灌浆工序的一种封边方式之一，主要是利用膨胀螺栓把角钢固定在底座板上，在角钢与轨道板和底座板之间铺设1层厚度为8 mm左右的软塑料泡沫布(也可以采用其他同类型且满足此功能的材料)，并在螺栓外侧加垫1层厚度为8～10 mm硬质橡胶带，拧紧膨胀螺栓，使得角钢竖边往轨道板倾斜一定角度，同时也压紧了软塑料泡沫布，从而达到封边灌浆的目的。封边后效果见图4，此方法封边后可以立刻进行灌浆作业。

图3 角钢+竹胶板+砂浆封边

图4 角钢+封边布+橡胶垫封边

4.5 角钢+封边布+夹紧装置

“角钢+封边布+夹紧装置”的封边方式是为了避免在底座板上打孔进而设计的一种封边方式，主要是利用槽钢制作并横跨轨道板两侧的拉杆主梁来压紧封边的角钢，通过拧紧设置在拉杆主梁端部的水平压紧螺栓和竖直压紧螺栓，使得角钢向下挤紧软塑料泡沫布(也可以采用其他同类型且满足此功能的材料)，从而达到封边灌浆的目的，封边后效果见图5。同样该方法能够实现封边后快速灌浆的目的，而且不会破坏底座板。

图5 角钢+封边布+夹紧装置封边

4.6 轨道板横向封边方式

轨道板板缝处的横向封边在轨道板精调后尽快封堵，横向封边方式一般采用已经初凝且在扰动下不再流动的水泥乳化沥青砂浆进行封堵。封堵时，采用白铁皮沿板缝边缘遮挡，防止封堵的砂浆进入板下。此方法封边完成后，要等到水泥乳化沥青砂浆凝固后才能进行灌浆作业。

另一种横向封边方式是采用泡沫封堵，根据板缝之间的空间形状，制作与其形状一致的泡沫(尺寸要比板缝形状尺寸稍大)，把泡沫用力塞进板缝，使得泡沫与轨道板密贴，从而达到密封的目的。此横向封边方式在封边后，可以尽快实现灌浆，此方法将泡沫与胶水结合使用效果最佳。

以上2种横向封边方式，可以和轨道板侧向封边方式结合使用，根据不同的工况、工期要求采用不同的横向封边方式和侧向封边方式。

4.7 轨道板压紧装置

轨道板精调后及时安装压紧装置，压紧装置有一字形和L形2种(图6)，一字形应用于2块轨道板板缝中间，同时压住2块轨道板;L形应用于轨道板侧边压紧，用于压紧单块板。压紧装置的主要作用是防止轨道板在液态水泥乳化沥青砂浆浮力作用下发生上浮或偏移，轨道板压紧装置必须与封边方式结合使用。

图6 轨道板压紧装置

一般情况下，固定装置安装于两轨道板板缝中间(采用一字形)，当曲线位置超高达到45 mm及以上时轨道板两侧中部增设L形固定装置。压紧装置由锚杆、L形钢架及翼形螺母组成，锚杆锚固深度应为100～150 mm，锚固剂锚固，锚固完成的锚杆必须保证与底座板顶面成垂直状态。压紧装置施工前，要进行锚杆抗拔试验。水泥乳化沥青砂浆灌注并硬化后压紧装置再行拆除。

水泥乳化沥青砂浆灌注试验中利用百分表测量发现，在直线段两侧没有压紧装置，灌注砂浆后轨道板会产生起浮变形，变形量为0.5～1.2 mm，很难实现轨道板的精度控制要求。因此建议铺设平直段轨道板时，轨道板中间两侧有必要增加压紧装置。

5 不同封边方式优劣对比分析

不同的封边方式虽然都能满足现场施工的需要，但是不同的施工方法对轨道板扰动、灌浆后外观质量效果、现场施工组织等都有不同影响，现对各种轨道板封边方式的优劣情况进行对比，如表3所示。

表3 不同封边方法的比较

6 封边工器具

各种封边方式工艺不同，所采用的工器具也有所不同，所用主要工器具见表4。

7 封边质量控制要点

轨道板封边是CRTSⅡ型板式无砟轨道施工过程中非常重要的工序之一，它直接影响到轨道板精确定位和水泥乳化沥青砂浆灌注的质量，封边工艺及其控制要点见表5。

表4 封边方式所用工器具统计

表5 轨道板封边工艺及其控制要点

8 结语

在轨道板铺设施工过程中，封边方式对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构体系的精准度有一定的影响。目前采用的封边方式除以上几种方式以外，还有其他封边方式，无论采用何种封边方式，只要充分考虑了封边方式对轨道板精确定位可能产生的各种影响，并在封边过程中采取适当的措施去弥补或消除，一定能够使得对轨道板的精准度影响降至最低，从而达到标准规范要求。

［1］铁建设［2008］173号 客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件［S］.北京:中国铁道出版社，2008.

［2］科技基［2008］74号 客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件［S］.北京:中国铁道出版社，2008.

［3］铁建设［2009］218号 高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准［S］.北京:中国铁道出版社，2009.

［4］中华人民共和国铁道部.铁建设［2009］90号 客运专线铁路无砟轨道充填层施工质量验收补充标准［S］.北京:中国铁道出版社，2009.

［5］杜永昌，王晓州，辛维克，等.高速与客运专线铁路施工工艺手册［M］.北京:科学技术文献出版社，2006.

［6］李中华.CRTSⅠ型与CRTSⅡ型板式无砟轨道结构特点分析［J］.华东交通大学学报，2010，27(1).