CRTSⅢ型无砟轨道自密实混凝土工艺性试验研究

陈登玉

(中铁十四局集团第四工程有限公司，山东 济南 250002)

1 概述

1.1 工程概况

新建鲁南高铁临沂到曲阜段站前工程LQTJ-1标段由中铁十四局集团有限公司承建，起迄里程为：DK124+900～DK170+061.800,设计行车速度：350 km/h，采用CRTSⅢ型板式无砟轨道结构形式。

1.2 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计

CRTSⅢ型板式无砟轨道自上而下分别由钢轨、弹性扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层、底座板组成，轨道板采用单元分块式结构，底座板在每块轨道板范围内设置两个限位槽，底座板与自密实混凝土层间设土工布隔离层，自密实混凝土层采用C40混凝土，厚度9 cm，宽度、长度与轨道板相同，单层钢筋网片，施工完成后与轨道板形成整体复合结构(见图1)。

2 揭板工艺试验目的

确定自密实混凝土基本配合比。按初始配合比，拌制自密实混凝土，不断调整优化，满足规定的物理、力学和耐久性能指标要求后，确定基本配合比及其调整范围；确定灌注工艺。通过揭板检查，检验并确定轨道板自密实混凝土灌注工艺等；优化工装。通过工艺性试验，对工装进行性能检验，优化工装配置。

3 揭板试验过程

3.1 自密实混凝土室内试验

3.1.1拌合站改造

选择对1号拌合站进行改造，精确了计量系统、增加了粘改剂及膨胀剂专用灌，设置了自密实混凝土专用料仓，自密实混凝土使用的部分掺合物采用人工添加，如：膨胀剂、粘改剂、外加剂等，采用0.01 kg的标准剂量秤，逐方称重添加。

表1 自密实混凝土初始配合比 kg/m3

3.1.2初始配合比

自密实混凝土初始配合比见表1。

3.1.320 L混凝土小搅拌机试拌

小机试拌自密实混凝土的调整过程见表2。

表2 小机试拌自密实混凝土的调整过程

试拌总结：混凝土扩展度较好，粘聚性较好，无泌水现象，保坍性良好。

3.1.4拌和机试拌

大机试拌自密实混凝土性能的调整过程见表3。

表3 大机试拌自密实混凝土性能的调整过程

试拌效果：混凝土扩展度、粘聚性良好，无泌水现象，保坍性良好。

3.2 自密实混凝土室外试验

试验流程为:底座板(含限位凹槽)施工，隔离层及弹性垫层施工，钢筋网片及凹槽配筋安装，轨道板粗铺，轨道板精调，模板安装，自密实混凝土灌注，揭板检查。

3.2.1底座板(含限位凹槽)施工

施工流程：施工准备，地面检查，布板设计，测量放样，模板安装，钢筋安装，混凝土浇筑，混凝土拆模与养护，质量检查。

3.2.2隔离层及弹性垫层施工

底座板强度达到设计强度的75%后,将底座板清理干净并保持干燥,然后铺设土工布和弹性垫层；最后采用胶带进行密封。

3.2.3钢筋网片及凹槽配筋安装

钢筋网片绑扎：弹出轨道板边线，绑扎凹槽内钢筋笼，铺设自密实层钢筋网片，钢筋笼与网片绑扎连接，保护层垫块安装。

3.2.4轨道板粗铺

在底座板上测设出轨道板边线，清理隔离层，轨道板采用吊车吊装，人工辅助就位，底部支撑稳固后，拆除螺栓孔位置的起吊装置，用精调器固定于底座上，利用精调器调整轨道板平面位置，粗铺完成后，四角的精调器要预留调整行程，避免精调器的二次拆除及安装。

3.2.5轨道板精调

在轨道板两端第二个承轨台处依次安放1号，2号，3号，4号精调标架。精调时，主要调整轨道板的中线位置和高程。轨道板精调作业,采用全站仪遵循先横向后高低的调整顺序，以显示器上的偏差值，人工完成对轨道板几何状态的调整。精调后，轨道板设5道压紧及防侧移装置，采用底座板侧面预埋紧固套管紧固。

3.2.6模板安装

采用模板封边，模板上粘贴透气模板布。通过压紧装置下方槽钢预留的2个水平螺栓，对模板进行加固，两块板缝处用木楔加固，在轨道板四个边角圆弧处预留4个排气孔，其上边缘高于轨道板底，并且设置溢出混凝土的收集装置。

3.2.7灌注前准备及板腔湿润

1)根据当日天气情况,调整施工时间和工艺。

2)再次核查CRTSⅢ型板式无砟轨道结构、安装位置。

3)检查百分表的数据是否正确，安装是否牢固。

4)对排气孔、板腔、观察孔、灌注孔、灌注漏斗、溜槽采用喷雾器喷洒湿润；灌板前1 h从3个灌浆孔采用旋转喷雾枪雾状喷射预湿。

（2）一体布置。一体式湿电放置在WFGD上方，壳体可与FGD的外壳一体成型，不增加占地面积。壳体采用玻璃钢一体成型或“碳钢+玻璃鳞片”防腐。由于为立式结构，阳极管一般为管式，材质可选用PVC、导电玻璃钢或不锈钢材质等，其中以正六边形的导电玻璃钢材质居多。冲洗水为脱硫工艺水，间歇式喷淋，冲洗后的废水直接下落，与吸收塔上方的机械除雾器冲洗水混合，回流至下方吸收塔的浆液池，进入脱硫系统循环利用。

3.2.8自密实混凝土灌注

1)使用漏斗单点一次连续灌注完成。漏斗方量是灌注方量的1.2倍以上，灌注孔采用直径160 mm、高度大于70 cm钢管，观察孔用三通管，直线段和曲线段分别高出轨道板30 cm，100 cm以上。

2)遵循“先快后慢”的原则，当灌至观察孔后，降低灌注速度，排出空气，直至完全充满。不要立即关闭观察孔，观察混凝土流出状态,灌注时间控制在9 min～11 min。

3)灌注作业时，最少设置4块百分表量测轨道板上浮量，异常时，及时纠偏。

3.2.9自密实混凝土养护

混凝土终凝后拆除扣压和横向防侧移装置，带模养护不少于3 d；当强度大于10 MPa时拆除模板。拆模后喷洒养护剂、粘贴养护膜进行保湿养护14 d以上。当天气骤变时严禁拆模，防止混凝土开裂。

3.2.10揭板检查

混凝土灌注完成6 h～14 h后,用吊车将轨道板揭起，检测灌注质量。灌注质量符合表4自密实混凝土灌注质量表的要求。

表4 自密实混凝土灌注质量表

3.3 试验过程

表5 自密实混凝土工艺性试验参数统计表

4 试验成果

4.1 改进工装，优化施工工艺

4.1.1漏斗的改进

漏斗开关用蝶阀式代替抽拉式,与漏斗连接采用螺栓连接,中间设5 mm橡胶垫圈。小料斗放料碟阀直径为15 cm，通过试验确定直线段的灌注速度0.13 m3/min，曲线段控制在0.11 m3/min，最佳灌注时间直线段10 min，曲线上控制在11 min。

4.1.2排气孔封堵改进

工装排气孔采用插板封堵时容易出现封堵不严、错台、破坏底座板，经反复试验对插板的端部两侧进行了修正并确定插板深度。

4.1.3压梁的改进

工装压梁采用14号槽钢两端开3.5 cm圆槽，中间用5 mm钢板加强，但上浮量在1 mm～2 mm，压梁换成16号方钢后，上浮量在1 mm以内。

4.1.4支撑顶头的改进

四周模板加固采用“L”型紧固器,端头选用直径2 cm圆柱顶头，顶头面积较小,位于侧模中心位置,紧固后模板顶、底部存在缝隙，浆体沿缝隙流出。将紧固器顶头更换为直径3.5 cm后,效果大大改善。

4.1.5精调器底座的改进

使用四个精调器精调,安设在轨道板的四个角上，精调器底座为长90 mm×宽84 mm×高54 mm，底座面积为7 560 mm2,将精调器底座尺寸修改成长120 mm×宽84 mm，提高了精调器的稳定性。

4.1.6压杠螺栓的改进

压杠紧固螺杆长度为55 cm,在直线段勉强满足要求，如果考虑底座板预留管预埋高度,考虑桥面防水层厚度4 cm和曲线段超高值16.5 cm,不能满足需要。长度更换为85 cm，均能满足要求。

4.1.7排气孔封堵工具的改进

排气孔前期采用铁锤敲击更换成橡胶锤进行敲击封堵,不易破坏底座板，保证了外观质量。

4.2 确定自密实混凝土的施工配合比

自密实混凝土的施工配合比见表6。

表6 自密实混凝土施工配合比表 kg/m3

5 结语

本文对CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术的不断优化、改进,使得该技术具有质量可靠、施工便捷、操作方便和降低成本等优点，并在鲁南高铁全线推广应用，为类似工程施工提供借鉴。