板式无砟轨道CA砂浆层维修技术

2016-09-14万轶

四川建筑 2016年4期

关键词：离缝板式底座

万　轶

(中铁八局集团第四工程有限公司, 四川成都 610031)

板式无砟轨道CA砂浆层维修技术

万轶

(中铁八局集团第四工程有限公司, 四川成都 610031)

板式无砟轨道是我国目前高速铁路所采用的主要结构形式之一，已在国内多条高速铁路上广泛使用。作为轨道板和底座板之间的CA砂浆层，其主要作用就是将轨道板传递过来的列车荷载均匀分散后，传递到底座板上，起到缓冲、承载、分散和传递的作用。但是在CA砂浆灌注过程中，由于一些不可避免的因素，比如操作过程或者作业时间控制不当，以及气温变化过大、风因素，造成CA砂浆层与轨道板和底座板之间出现离缝的情况，并随着列车荷载和温度力的反复作用下， CA砂浆层会出现离缝程度增大，最后破碎的情况，对列车行车安全造成很大威胁，文章以武广、成渝、石太等高速铁路为载体，通过对板式无砟轨道CA砂浆现场维修作业总结而成，对以后该类型作业能提供一定的参考。

CRTSⅠ板式无砟轨道；CA砂浆层分离；轨道维修

我国客运专线、高速铁路建设一直处于快速发展中。通过引进、吸收及再创新，我国无砟轨道设计、建设标准和技术要求都达到了当今世界最先进的一流客运专线水平。板式无砟轨道作为国内自主创新的轨道结构，已在国内多条客运专线、高速铁路上广泛使用，如成渝、石太、武广客运专线等。

高速铁路板式无砟轨道建成并投入运营一段时间后，在列车荷载和温度力作用下轨道板底座板间产生纵向及垂向相互作用，出现轨道板与CA砂浆层分离情况。如果不进行处理，在列车运行时由于轨道板的振动以及钢筋锈蚀而加重，会影响到轨道板的使用寿命。严重时，会影响到行车安全。

1　轨道板与CA砂浆分离原因

轨道板、底座板及CA砂浆在列车荷载和温度应力作用下，轨道板底座板间产生纵向及垂向的相互作用，导致CA砂浆产生垂向和横向裂纹，以及轨道板与CA砂浆、CA砂浆与底座板之间分离，如不尽早进行修补处理，将会对列车舒适性和安全性构成威胁。为保证列车的安全运行，防止破损情况延续，必须尽快对离缝进行修补。

2　修补材料的比选

砂浆垫层破损都发生在线路运营后，维修施工只能安排在天窗时间，且不能对轨道过大扰动。填充材料必须满足常温下流动性、快硬性、耐久性，且具有足够的强度和硬化后无收缩。为保证填充的质量以及后期的使用，对材料进行了比选，最终选择使用丙烯类合成树脂作为填充材料。丙烯类树脂可以通过调节固化剂及固化促进剂的添加量调整工作时间，在常温下快速硬化，同时又可渗入微小缝隙的弹性填充补强材料。该修补材料特点有：(1)混合液粘度低，流动性良好；(2)硬化性良好，可在1 h内硬化并产生强度；(3)在低温的环境下，通过添加适当的固化剂和固化促进剂，可在规定时间内硬化并表现出强度的同时，保证足够的施工时间；(4)微小缝隙湿润存有积水时，能在挤出积水，且不影响材料本身性能；(5)抗压、抗剪、具有足够的弹韧性，粘结性和耐久性良好；(6)耐酸碱性能良好。其性能如表1、表2所示。

3　轨道板与CA砂浆离缝修补施工工艺

3.1工艺流程

CA砂浆离缝修补工艺流程见图1。

图1　CA砂浆离缝修补工艺流程

3.2施工准备

为保证轨道整体平顺性和稳定性，对砂浆垫层的修补一次只对一块轨道板进行修复；施工前对待修补的轨道板和CA砂浆层进行检查，内容包括轨道板几何形位、砂浆垫层破损情况、离缝宽度及深度等；检查灌注设备机具和材料准备情况，确保设备运转正常，修补材料齐备；对施工人员进行技术交底和既有线施工安全操作培训；严格按照既有线管理相关规定进行施工，落实登记要点，并配备好相应的防护安全人员。

表1　修补树脂液性能

表2　材料固化后的性能

修复施工前设置轨道支护，确保在清除破损砂浆、充填修补树脂和修补材料固化前能保持轨道几何形位，尤其注意保证在灌注修补材料时，在灌注压力作用下轨道板不上浮。

3.3清理作业

支护作业完成后，凿除破损砂浆，并使用高压风机对砂浆表层、轨道板下表面及底座板上表面灰尘和松动颗粒进行清理，防止粉粒和灰尘影响填充效果。经过处理的砂浆表层应露出新鲜砂浆，确保轨道板及底座板上表面无杂物，并且不对砂浆层骨料产生扰动；采用低压水枪冲洗后，应用鼓风机风干。

3.4封堵及围挡

对砂浆层与轨道板出现的离缝用泡沫塑料板进行围挡，围挡紧贴轨道板侧面，围挡高度比轨道板底边高出15 cm，围挡与底座板的间隙用密封胶带封闭，保证在0.2 MPa压力条件下灌注不渗漏，并留出灌注口与排气孔；根据砂浆层及轨道板之间的离缝大小，分别采用胶带、胶粘剂和树脂液粘结泡沫塑料进行封堵。封补围挡如图2所示。

图2　封补围挡完成后状况

3.5填充原料的混合、搅拌

将精确称量过的充填材料混合，依次倒入搅拌锅中，采用专用设备对填充材料进行拌和，转速约为30～50 r/min。拌和时，上下左右充分搅拌，要将桶底的沉淀全部搅起，尤其注意桶底边角的沉淀，搅拌至颜色均匀且拌和物中无结块为止。

严格控制搅拌与灌注之间的时间间隔，防止时间过长导致混合材料失效，施工作业中断时，应计时对搅拌器、搅拌容器、灌注容器等用具进行清洗，废罐、废液应妥善处理。

3.6灌注

由于丙烯类树脂硬化时间受温度影响较大，气温低于5℃时，2 h后抗压强度难于达到0.1 MPa，因此在气温低于5℃的条件下严禁施工。

安装灌注管前，检查灌注管是否通畅，灌浆机运转是否正常。检查合格后将混合并搅拌均匀的填充料通过灌浆机从离排气孔最远的灌注口注入；在曲线超高地段宜从轨道内侧开始灌注，避免由于排气不畅形成气泡。安装灌注管如图3所示。

图3　安装灌注管

操作过程中，严格控制灌注时间，灌注时间过长，会造成材料凝固，发生堵管；同时也会造成缝隙填充不足的情况。灌注过程中，当围挡排气孔冒出少量砂浆后将排气孔依次关闭。待全部排气孔关闭，在0.1～0.2 MPa保压5～10 min后，灌浆结束。在灌注过程中注意灌浆压力不能超过0.4 MPa。树脂灌注如图4所示。

灌注完成后，为防止残余材料凝固后堵管，同时也方便下次使用，立即使用清洗液将注射枪和高压灌浆机清洗干净。

3.7拆除围挡

灌注完成后2 h，采用指触方式对灌注材料的固化程度进行确认。确认树脂材料固化后，拆除围挡，检查修补情况，如填充不密实可重复上述步骤进行二次修补。