铁路无砟轨道施工混凝土工艺质量控制研究

2017-12-09曹振洲中铁二十一局集团有限公司

大陆桥视野 2017年14期

曹振洲 / 中铁二十一局集团有限公司

铁路无砟轨道施工混凝土工艺质量控制研究

曹振洲 / 中铁二十一局集团有限公司

近年来我国铁路无砟轨道工程的规模与数量都有显著的增加，这在一定程度上对铁路无砟轨道工程的功能结构提出较高的要求，为了进一步提升铁路无砟轨道工程的施工水平，必须重视混凝土工艺的质量的控制。本文即结合具体工程案例详细阐述了铁路无砟轨道施工混凝土工艺质量控制措施。

铁路；无砟轨道；混凝土；浇筑；养护

一、工程概况

我国某高速铁路标段全长35km，其中路基区间35段，桥梁32座，涵洞27座，隧道9座。CRTS－Ι型双块式无砟轨道单延米70km，均处于山岭重丘区位置，共需浇筑C40混凝土5000m3，且施工期紧，精度要求高，对现场施工组织及质量控制提出了较高的要求。

二、无砟轨道施工技术难点

相较于普通铁路，高速铁路无砟轨道的施工工艺表现的更加复杂，技术难点包括如下几个方面。

（一）地基沉降与变形

无砟轨道是需要通过扣件系统来维持整体形态的，这也就意味着必须要采用更加经济且合理化的处理措施，才能够保证轨道地基的稳定性达到应有标准。

（二）轨道精调要求极高

轨距误差不得大于1 mm，高程不得大于 2 mm，中线偏差不得大于 2mm，轨道变化率不得大于 1/1 500，其远远超过混凝土施工规范的误差要求。鉴于精调本身受外界因素影响较大，因此，如何保证在不同环境条件、不同施工条件下轨道精调数据的精确性以及轨道的平顺性是无砟轨道控制的难点。

（三）混凝土质量控制难度大

CRTS－Ι双块式无砟轨道道床板宽 280 cm，高 26 cm，在隧道和路基地段均为连续浇筑，且间距 65 cm 预埋混凝土轨枕。道床板混凝土属薄层混凝土，混凝土施工质量受温度、环境及配合比影响较大，且因线路所处地区地质条件复杂，路桥隧涵交错布置，在各结构物不均匀沉降影响下如何保证道床板混凝土不开裂、不变形等是该地区无砟轨道施工的控制重点。

三、铁路无砟轨道施工混凝土工艺质量控制

（一）混凝土配合比设计

无砟轨道混凝土对拌合物性能的要求是和易性良好、流动性良好、不粘稠、好压光、收缩率小，因此应优先使用强度等级大于42.5的普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥且标准稠度低的水泥，所用的砂、石、水等材料均应符合《技术规范》的要求，细骨料且必须级配良好，粗骨料宜选用质地坚硬、级配良好、针片状少、空隙率小的碎石，同时为满足大体积混凝土的要求必要时对骨料进行降温并使用低温水或加冰屑拌合混凝土。

（二）混凝土搅拌

这一环节中需要注意到水灰比的比例要求。不同混凝土的性质差异决定了骨料、水泥和添加剂的比例也是不同的，在确定好比例之后就需要进行混凝土搅拌工作。由于混凝土的性质与天气有着密切的联系，例如在下雨天混凝土的含水量会有明显提升。因此施工方需要注意到外界因素对于混凝土搅拌的影响，然后对材料比例进行合理控制，才能让搅拌工作的稳定性得到提升。另外一方面就是添加剂的使用。添加剂的使用要注意到误差，切勿因为添加剂的使用不当影响到混凝土的整体结构。搅拌过程中要做到均匀，将所有材料进行充分拌和。

（三）混凝土运输

要做好混凝土运输过程中的质量控制措施，必须注意运输过程中的温度、时间。温度不能太高或者是太低，运输过程中尽量避免沁水、离析、漏浆现象的发生，同时注意保护混凝土坍落度。运输时，要注意时间不能太长，因此，要根据具体路程，选择合适的运输方式，根据工程量的实际情况，确定混凝土的具体运输方案；混凝土的运输工具选择，要有利于保护混凝土的强度。除此之外，要尽量减少运输的次数，以免影响混凝土质量。

（四）混凝土浇筑

混凝土的使用对于无砟轨道整体性的要求有所提升，而混凝土常见的问题包括裂缝、孔隙等。所以为了提升施工质量就需要采用分层浇筑技术。

分层浇筑法主要是指在施工之中，浇筑作业分层进行，以保证浇筑作业的质量。在浇筑的过程之中，首先要注意的就是浇筑的连续性。连续浇筑可以避免在浇筑过程之中出现混凝土接缝，影响大体积混凝土结构的强度和质量。其次，在浇筑时还要注意混凝土的摊铺厚度，不同的混凝土材料配比决定了在工程的进行之中不同的摊铺厚度。一般来说，混凝土的摊铺厚度主要是由混凝土自身的和易性以及振捣作用所决定的。除此之外，浇筑混凝土时的运输方式也要求混凝土具有不同的摊铺厚度，泵送方式要求混凝土的摊铺厚度不超过 600mm，人工运输以及浇筑混凝土时，要求摊铺厚度不能超过 400mm。在浇筑之前，混凝土要进行搅拌以保证原料混凝土与加入的骨粉以及粉煤灰等材料的均匀混合。同时，由于非水泥材料的加入，最终用于浇筑的混凝土之中，水泥的量并不大，因此要求更长的搅拌时间，在一般的搅拌工序之中，施工人员要求进行 30 分钟以上的搅拌，以保证混凝土材料的混合均匀。第一层浇筑施工完成之后，施工监理人员要对其浇筑的质量进行检验，在检验其满足施工的质量要求之后，才能进行第二层的浇筑作业。同时，第二层浇筑应该在第一层浇筑的混凝土为完全凝固之前进行浇筑作业，并且，各层的施工时间最好不要相隔太长，不要超过混凝土层的初凝时间，以保证浇筑作业的高质量完成。

（五）混凝土养护

养护不当的情况下也会产生不必要的质量问题。所以在养护工作方面，施工方同样需要进行高度重视。如果养护时间过早，会影响其交接能力，但是时间过晚会让混凝土受到外界环境的影响而降低强度，尤其是在温差比较大的时候，开裂的可能性非常高。针对于这一问题，就需要在养护过程中保持一定的湿度，控制水化热程度。

保温法主要是指在施工结束之后对所浇筑结构进行温度的保持，混凝土在浇筑之中会产生水化热，假如处理不当，其放出的热量会造成混凝土温度的迅速变化，进而影响浇筑结构的施工质量和强度。因此，为了保证施工之后，混凝土的强度不会因为水化热而降低，可以在施工结束之后对混凝土浇筑结构进行保温处理，防治结构表面的温度急剧变化，影响结构的成型和强度的保持。在实际的温度控制之中，施工人员一般在施工完成之后将结构温度控制在 15 摄氏度，并保持二到四周，以保证混凝土结构的顺利成型，避免出现开裂现象。温度的保持可以通过在混凝土结构的表面覆盖保温材料或是在结构表面喷洒热水来实现。保湿法处理主要是为了保证混凝土结构表面的水分保持。水分的快速散失也会影响混凝土的结构强度，因此，在实际的施工操作之中，保湿法处理一般是将所浇筑的结构放置在湿度较高的环境之中，防治水化放热使得混凝土表面水分散失过快从而是结构的表面出现裂痕，影响结构的使用强度。

除此之外，在浇筑的混凝土结构的表面铺设塑料等遮盖物也可以保持混凝土结构的湿度，防止水分蒸发引起的混凝土结构的开裂等现象。除了保温法和保湿法之外，在现代的混凝土结构的养护之中还会使用降温法来实现对结构内的养护。降温法一般在结构成型的初期使用，保护效果相当突出。降温法一般是使用现场铺设冷水管道的方式来实现现场的低温保持。