高速铁路CRTSⅢ型板式无砟道床施工关键工序质量控制

■ 聂磊 杨佳 孙占涛 安志强

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国具有自主知识产权的高速铁路轨道结构，已在国内多条高速铁路建设中应用。与以往CRTSⅠ型、Ⅱ型板式无砟轨道相比，CRTSⅢ型板式无砟轨道改变了板式轨道的限位方式、扩展了板下填充层材料、优化了轨道板结构、完善了设计理论体系[1]。在郑阜铁路河南段工程实践中，对其施工工艺进行优化，并总结质量控制要点，取得了良好的社会和经济效益。

1 工程概况

新建郑阜铁路河南段工程线路全长201．522 km，桥梁占比92．95%，无隧道工程，正线设计时速350 km。其中某标段正线全长47．353 km，正线2座桥梁总长42．8 km，所占比例为90．3%；2段区间及站场路基总长4．5 km，所占比例为9．7%。

郑阜铁路河南段工程正线采用CRTSⅢ型板式无砟轨道，主要结构由钢轨、弹性扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层以及具有限位结构的钢筋混凝土底座等部分组成。桥梁地段结构高度为738 mm（内轨轨顶面至底座底面），曲线超高在底座上设置。桥梁地段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构形式见图1。

2 关键工序质量控制

2.1 CRTSⅢ型板式无砟道床施工工艺流程

CRTSⅢ型板式无砟道床施工工艺流程见图2。

2.2 底座顶面高程控制

按照现行CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工质量验收标准，底座顶面高程允许偏差为（0，-10 mm）[2]，一旦高出设计高程将直接导致自密实混凝土厚度不足，可采取以下措施控制底座顶面高程：

（1）精测队在底座放样时，实测梁面高程并将数据提供给现场技术人员，技术人员根据数据进行高程测量，模板校核时精测队再次进行高程复核，确保高程无误。

（2）底座侧模严禁涂刷机油、柴油等，模板打磨并加固完成后，首先用墨汁弹出高程线、粘贴双面胶，然后再喷涂脱模剂，在混凝土施工时利用铝合金刮杠通过胶条及墨线精确控制高程。

2.3 底座裂纹控制

底座裂纹主要分为表面龟裂和收缩裂纹。一旦出现裂纹将降低无砟轨道使用寿命，缩短维修周期，增加维修费用等。根据郑阜铁路工程实践经验对裂纹问题进行分析总结，可采取以下预防措施。

图1 桥梁地段无砟轨道结构形式（直线）

图2 CRTSⅢ型板式无砟道床施工工艺流程

2.3.1 表面龟裂

表面龟裂主要为混凝土水化热产生的表面裂纹，多出现在养护期7 d内，裂纹分布密度大，多呈不规则状，易起皮，严重影响底座外观质量和使用寿命。

（1）优化配合比，在保证强度的前提下，根据原材料的实际情况，合理降低水泥掺量，可减缓混凝土早期水化热影响。降低用水量，严格控制坍落度为120～160 mm。

（2）混凝土振捣完成后增加收面次数，保证原浆收面，同时合理配置混凝土工的数量，及时完成收面工序。

（3）混凝土入模温度不宜超过30 ℃，在炎热夏季应安排在傍晚开始浇筑[3]，并切实做好混凝土保坍工作，防止坍落度损失过快影响混凝土振捣、收面。

（4）做好底座混凝土养护工作。收面完成后及时覆盖塑料薄膜，终凝后撤除薄膜覆盖1层土工布及1层塑料布，避免养护水蒸发过快，保湿养护14 d以上。

2.3.2 横向裂纹

横向裂纹多出现在薄板构件混凝土，尤其是昼夜温差大的地区，多从结构顶部向下部发展，最终横向逐步贯通。

（1）只有严格控制混凝土原材料质量，才能保证混凝土的耐久性和使用寿命。通过研究比对，水泥比表面积应严格控制在300～350 m2/kg，细度越大越易出现裂纹。碎石进行水洗，控制含泥量≤1．0%。砂宜采用水洗河砂，河砂含泥量≤2．5%。合理降低水泥用量，减缓混凝土浇筑后水化热的影响。

（2）缩短工序衔接时间，底座浇筑完成至轨道板铺设时间间隔在30 d以内。底座养护期结束后应持续覆盖至隔离层施工。同时底座顶面覆盖也可避免阳光照射，隔断混凝土表面与环境直接进行热量传递，降低温度梯度裂纹产生的可能。

（3）增加2次振捣工艺，在混凝土初凝前1～2 h内对混凝土实施2次振捣收面，可有效减少薄板构件混凝土的开裂。

2.3.3 凹槽四角裂纹

通过现场检查发现，凹槽四角裂纹多由凹槽处钢筋保护层过大、凹槽模板拆除过早、凹槽四角处振捣不足等原因造成[4]。

（1）优化凹槽倒角形式，将凹槽四角设置为半径50～80 mm的圆角。

（2）经过试验摸索，在凹槽四角增加网格间距1．7 cm的防裂钢丝网，长30 cm、宽15 cm，绑扎于防裂钢筋上部，距离凹槽模板35 mm。同时严格控制顶面保护层，可有效控制凹槽四角裂纹的产生。

（3）加强凹槽处混凝土振捣，避免破坏防裂钢筋网，严格控制抹面次数不少于3次，及时对凹槽内进行灌水养护。

2.4 轨道板粗铺与精调控制

2.4.1 轨道板粗铺

轨道板统一在桥下进行存放，汽车吊吊装上桥后利用龙门吊进行粗铺，每块板放支垫4个，支垫材料为高90 mm的方木，方木紧贴于吊装孔放置，以不影响精调器安装为原则，可有效避免粗铺过程中轨道板变形。方木放置位置见图3。

2.4.2 轨道板精调

粗铺完成后采用轨道板变形快速检测仪对轨道板进行变形检测，发现中央翘曲量超过2 mm的轨道板应及时更换；对于变形在限差范围内的轨道板，合理调整上拱与下凹板的位置，保证线形平顺。精调时间选定在无阳光直射情况，避免大气折光对精调设备的精度干扰。

精调过程中，精调器与压紧装置相互作用力易损坏轨道板。通过试验摸索，精调器螺栓应保证长度不小于17 cm，避免承载接触面太小造成混凝土开裂；精调器与轨道板接触面增加硬质橡胶垫片，避免精调过程中钢板直接作用于混凝土表面而损伤轨道板。

2.5 自密实混凝土控制

河砂质量对自密实混凝土性能影响较大，在确定料源的情况下，尽量一次性进场并妥善存放，以保证自密实混凝土的稳定性。每一批新进场粉料及外加剂，第一时间进行试拌，通过试验参数及时做出相应调整。根据气温变化调整用水量，运至现场的自密实混凝土，每车进行性能试验，不符合要求的混凝土严禁灌注。

2.6 轨道板铺设精度控制

（1）工装、模板循环倒运在白天及时完成，可避免夜间桥上龙门吊振动影响精调、复测精度。

（2）每块轨道板常规精调后，拧紧扣压装置和防侧移装置，再进行一次测量，直至轨道板几何精度满足要求后保存精调成果文件。扣压装置和防侧移装置安装完成后，逐一检查扭紧力矩和顶杆加固情况，可以最大程度地避免施工过程对轨道板精度造成的影响。

（3）严格控制底座内锚固螺杆穿入深度和防溢管内混凝土预留高度，可以有效避免轨道板上浮超差。

（4）自密实混凝土灌注完成后，复测轨道板位置时严格控制一次设站复测的范围，尽量还原精调时的设站环境，从而降低因设站偏差带来的数据误差。

3 常见质量问题及处理

3.1 底座积水

底座积水形成的主要原因：底座流水坡坡度不足或形成逆坡。

处理措施如下：

（1）底座模板加固校核完成后，弹出底座顶面及流水坡2条墨线，严格控制流水坡坡度；收面时通过坡度尺跟班作业，发现问题及时处理。

（2）底座浇筑完成后，复核流水坡坡度，出现问题时及时进行处理。

3.2 自密实混凝土出现空洞或不饱满

图3 粗铺支垫方木放置位置

自密实混凝土出现空洞或不饱满的主要原因：板端排气孔封堵早；灌注完成后，灌注管内混凝土面保持高于板顶面15 cm的时间短，过早失去应有的压力；封边不严，灌注过程中有渗漏浆现象[5]。

处理措施如下：

（1）混凝土灌注均匀、连续，待四角排气孔内混凝土流满导流槽、排出混凝土的骨料均匀时，可关闭挡浆插板。

（2）混凝土从拌制到完成灌注应在2 h内完成。单块板灌注时间控制在6～10 min，扩展度控制在600～650 mm。灌注管及防溢管管内混凝土面高出板顶面控制为15～20 cm。

（3）对于出现空洞或不饱满的自密实混凝土层，应揭板重新灌注。

4 结束语

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道施工必须科学合理。针对关键工序的质量控制要点及常见质量问题，施工人员应重点分析，在实践中不断试验、摸索并研究采取相应的解决方案，不断提高施工质量。