浅谈350 km/h CRTSI 型双块式无砟轨道施工质量控制

王建峰

（中铁建大桥工程局集团第四工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150020）

1 工程概况

1.1 工程简介

草洪塘特大桥位于泉州市晋江市永和镇及东石镇境内，地势较平缓，多为平原及丘轨道结构形式设计为CRTS I 型双块式无砟轨道施工。结构从上而下组成分别为钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和底座组成，采用C40混凝土施工，如图1所示。

图1 桥梁地段CRTS I 型双块式无砟轨道设计图

1.2 气象

草洪塘特大桥位于福建省泉州市晋江地区，施工区域属于南亚热带海洋季风性湿润气候，夏长无酷暑，冬短温暖而少雨，秋温高于春温。年均降雨量911 mm～1231 mm，3—9月为多雨季节。年平均风速2.9 m/s，8—10月易受台风天气影响较大。

2 施工工艺流程图

无砟轨道采用轨排架法施工，采取双线并行交错施工，先施工右线，左线滞后右线2个施工单元，每个施工单元长度为80 m～100 m。每个施工队包括4个施工班组。即轨道班、钢筋班、混凝土班和综合班，每天至少完成1个施工单元的混凝土施工。详细施工流程如图2所示。

图2 无砟轨道施工工艺流程图

3 无砟轨道施工质量控制要点

3.1 底座板

梁面先采用铣刨机进行整体铣刨，宽度不小于2.6m，深度不小于2mm，新鲜混凝土露出面积不小于85%。铣刨完成后，对梁面不平整、铣刨不到位的地方采用小型凿毛机人工处理。

使用4对以上的CPⅢ控制点，按照设计位置在放出无砟轨道边线的控制点及中线，按10 m/个控制断面的频率进行放样，同时做好标记。

检查桥面预埋套筒是否完整可使用，将连接钢筋旋入套筒内，旋入长度为套筒长度的1/2，旋入后钢筋弯钩段方向垂直线路方向；套筒缺损或失效部分，按“缺一补二”的原则进行植筋处理，植筋范围为垂直线路方向、距离原预埋套筒位置5cm内。底座板钢筋施工采用工厂化加工制作的定尺钢筋网片，工厂按照施工单位提供的设计长度直接加工成型，顶面钢筋出厂前按照设计尺寸提前切出凹槽位置，现场直接安装。为保证钢筋绑扎位置精准，可先固定最两端的两根钢筋位置并拉线绳，其余钢筋按照线绳来定位绑扎位置。

底座板施工采用“高模低筑”法，模板安装后需要根据测量人员提供的高程在模板内侧粘贴高程标识，保证底座板高程满足要求。使用线绳、水平尺对模板进行校正。

无砟轨道侧面模板需保证与梁面垂直，采用两根可调节长度的螺栓以及梁面后锚钢筋组成支撑系统固定。凹槽模板按设计凹槽尺寸焊接成整体，凹槽模板采用扁担式加固在底座板侧模上，通过调节螺杆控制顶面标高，采用纵向模板标高控制点拉施工线及尺量对凹槽模板位置进行调整，调整完成后对凹槽四角调节丝杆拧紧。凹槽模板的桁架，调整好位置后，通过U型扣将固定在纵向木板上。

限位凹槽模板安装后，在四角增设10 cm×10 cm、网眼规格10 mm的防裂钢丝网，防止凹槽四角开裂产生八字纹。

底座混凝土由拌和站集中供应，采用混凝土罐车通过施工便道运输至施工现场进行浇筑。采用插入式振动棒进行振捣，振动梁进行收面，按照设计标高控制砼抹面高度。振捣时，振捣棒要与钢筋、模板保持一定距离，避免冲撞钢筋及模板。凹槽底部及模板边缘加强振捣，减少气泡。

混凝土施工过程中必须严格控制混凝土的塌落度，每班测定次数不少于2次。如果混凝土运距较长，混凝土运输至现场后应再次检测。混凝土通过罐车运输至现场后，使用天泵泵送至模板内。泵送过程中须保证混凝土落差不大于2m，混凝土塌落度≤140 mm，入模温度控制在度控制在5℃～30℃，含气量控制在3%～4%。

底座板混凝土抹面时的施工顺序为摊平、提浆、压实和收面。最后一步收面须按照初抹、精抹、压光进行3次收面。混凝土泵送入模板后及时振捣，振捣时间控制在30s左右，振捣完成后及时采用木抹进行粗平，再用钢抹抹平。混凝土振捣完成后应采用定尺的铝合金尺将混凝土表面刮平，然后30min内用木抹抹平混凝土裸露面，表面没有明显凹凸现象。

凹槽圆角抹面采用定制圆弧倒角抹子，可克服圆弧收面困难，防止开裂、提高工效。凹槽四边采用阴阳角抹子，可有效控制凹槽线型平直。

混凝土浇筑完成后，及时使用土工布进行覆盖养生，保持混凝土表面潮湿。自然养护不少于7天。凹槽内可以采用蓄水养护，底座板表面可采用土工布加洒水的方式进行养护。

混凝土浇筑完成7 h～8 h后，凹槽内采用蓄清水养护，其他位置使用一布一膜覆盖保湿养护。

在铺设土工布时，须保证土工布长度足够，不足时应及时替换。土工布施工不允许搭接，施工完后不得出现折叠以及重叠现象。土工布及弹性垫板粘贴时，先均匀涂刷万能胶，静置约1 min后，再粘贴土工布及弹性垫板，可保证粘贴更加牢固。使用橡胶锤敲击弹性垫板，有效粘贴、消除空鼓。铺设土工布时根据道床板长度使用电熔刀进行切割，采用电熔刀切割后的土工布无毛边褶皱且施工速度快。

3.2 道床板施工

凹槽钢筋须使用绝缘涂层钢筋，绝缘涂层采用环氧树脂涂层。由于凹槽的纵向钢筋与轨枕钢筋在施工时会产生冲突，因此在预制凹槽钢筋笼时时，弯钩不能提前弯曲，待绑扎上层钢筋时再进行弯曲。道床板钢筋绑扎时，横纵向钢筋及主体钢筋与轨枕钢筋交叉的位置，各个钢筋搭接处均需按要求使用绝缘卡进行绑扎，绝缘卡绑扎完成后须减掉多余的扎带。钢筋绑扎前在土工布隔离层上按照设计位置使用记号笔画出钢筋位置；可固定两端两根钢筋位置并拉线绳，中间钢筋按照线绳来确定绑扎位置。道床板综合接地系统需使用兆欧表对钢筋整体的绝缘性能进行检测。焊接时，单面焊时长度不小于200 mm，双面焊时长度不小于100 mm。

轨排组装完成后，利用跨线龙门吊吊运至道床板底层钢筋上，通过轨道中线及框架轨排架上的中心基准期来调整框架跪拜，保证中线定位。嵌套式轨排将可以独立调整轨道的高程和轨向，先对高程进行调整，调整完成后，再调整轨向，轨向的调整不会影响到已调整完的高程。高程、轨向2套调整系统独立设计，可减少轨排系统内应力，提高轨道平顺性，保证精调数据的稳定。轨排粗调时，采用自由设站法定位，配备全站仪和测量手簿，设站位置需保证可观测到的CPIII点不少于4对。粗调顺序。对某两个特定轨排架而言，粗调顺序为1→4→5→8→2→3→6→7→1→2→3→4→5→6→7→8。如图3所示。

图3 无砟轨道轨排粗调示意图

分枕完成后，将轨枕组装至框架前，须对扣件的完好情况进行检查，包括垫板、垫片、垫块、弹条、螺栓等，同时须确认垫板、垫片位置正确。铺装机吊装轨排框架至自动分枕机上方，对准分枕机上轨排定位装置后下落入槽，安装轨距挡板，复查相关尺寸，紧固扣件，形成轨排。使用电子水准仪测量每榀轨排对应拖梁处钢轨的轨面高程，起落竖向螺杆进行调整，调整框架轨排的轨顶标高，达到设计值-5 mm的合理范围内。通过轨向锁定器将轨道调整至设计中线位置，允许偏差为±5 mm，以提高精调时的功效。

道床板模板安装前需要在底座板侧面粘贴一道双面胶，保证道床板与底座板之间搭接平顺、密贴、不漏浆。

模板应打磨除去锈迹和油漆等杂物，均匀涂刷隔离剂并擦掉多余隔离剂，防止污染隔离层土工布。

先进行架设全站仪、摆放棱镜和测量设站等准备工作；自动精调机前方安装精调小车，采用定位装置将小车和精调机安装在一起。精调机高程和横向套筒分别与轨排架的高程调节螺杆、横向调节螺母连接，测量人员点击“一键精调”，自动精调机高程和横向套筒即开始转动，开始精调。采集数据时，将安伯格测量小车和精调机分离，采用单独的安伯格小车进行数据采集作业，个别存在误差的轨排可采用人工补调进行修改。轨道的精调须按照“先轨向后轨距”、“先高低后水平”的原则进行循环调整。

混凝土施工包括以下6个步骤：1）混凝土浇筑前须采用土工布对钢轨进行覆盖防护，同时使用轨枕保护套包裹轨枕、扣件，减少混凝土对无砟轨道的污染。2）混凝土塌落度不得超过140 mm，含气量控制在3%～4%，入模温度控制在5 ℃～30 ℃。混凝土抵达施工现场后需进行检测，合格后才能通过天泵送入模板内。泵送同时人工使用振捣棒配合进行混凝土浇筑。混凝土浇筑过程中，施工人员牵引天泵软管按照“之”字进行型均匀布料。浇筑顺序曲线地段先下侧后上侧，以防因混凝土向低处流动产生冲击而引起轨排偏移。3）振捣时不能碰触轨排框架、轨排加固装置和模板。4）浇筑过程中，专门设2名工人及时对已浇筑完成区域的轨排、扣件、轨枕进行清理。5）抹面过程中要特别注意框架轨排、钢轨下方以及轨枕四周等特殊部位的混凝土收面控制，可以通过定制加长抹子对混凝土表面收面，保证混凝土抹面质量。6）振捣采用50振捣棒+30振捣棒，使用50振捣棒振捣完成后，使用30振捣棒密贴模板处再次进行振捣，既不会对模板造成振捣偏位，又对消除道床板侧面气泡有显著效果。

道床板表面应平整、抹光，表面排水应畅通，不应积水。

混凝土达到初凝条件后（浇筑完成约7 h～8 h），先用土工布进行覆盖，然后及时采用喷雾器进行洒水湿润。由于此时轨排尚未拆除，铺设的土工布无法紧贴道床板，轨枕四周、螺杆附近需要加强湿润养护。

拆模后，采用“一布+一管+一膜”的方式进行养护。采用覆盖塑料薄膜、土工布加水管养护装置进行洒水养护，布设水管时，水管布设在土工布与塑料薄膜中间，曲线地段应设在高端侧，确保混凝土表面充分湿润为宜，养护时间不少于14天。

当道床板的混凝土强度达到5 MPa的条件后，方可拆除轨排及模板；拆除和转移作业时，应避免对道床板边角及周围结构物造成损坏；轨排拆除时先旋升螺柱支腿1mm～2mm，然后松开轨道扣件；按顺序拆除排架及旧模板；拆除模板、轨排后，须对轨枕、扣件、轨排等部位及时进行清理。着重清理钢轨轨底，避免再次使用时因存在杂物对精调造成误差；混凝土终凝过后，再松开全部扣件，使用龙门吊将排架吊运至清理区进行清理待用。

4 其他质量控制要点

4.1 轨枕布置

轨枕间距为必须控制的指标。一般轨枕间距应在600mm～650mm，且应当均匀布置，尽量减少轨枕间距突变的情况。无砟轨道施工质量主要体现在后期车辆运营的平顺性和舒适度。如果轨枕间距发生突变，就会导致无砟轨道轨道的刚度整体不均匀，会降低高铁运营时的舒适度。特别是当轨枕间距超过650 mm时，会对钢轨产生额外的附加应力，导致相邻两根枕间的钢轨位移增大，此时对高铁运营的安全性、舒适性及平顺性都会产生不利影响，存在安全隐患，应当严格控制。

4.2 轨排定位

CRTS双块式无砟轨道采用工具轨组装轨排，精调后模拟轨道成形后状态，浇筑混凝土形成轨道结构。由于施工时的周边空气温度对无砟轨道框架轨排的影响较大，受热胀冷缩的影响会产生额外的应力，引起较大的变形。因此施工时，须对无砟轨道框架轨排进行温度监控，施工时须选择环境温度变化较小的时间段进行施工。同时需要对无砟轨道采取保温措施。无砟轨道主体结构施工前，须先进行线外工艺性试验施工，模拟同条件施工状态，确定相关工艺参数，如松螺杆的时间等。在浇筑过程中应注意轨排、轨枕的监测，防止轨排或者个别轨枕发生横向偏移。

4.3 混凝土质量控制

混凝土的配制必须严格按照“三低一高”的原则进行，即“低胶材、低用水量、低坍落度、高含气量”，塌落度不大于140 mm。

按照“之”字形的浇筑方法进行混凝土施工，如图4所示。这样可以有效排出轨枕下方的空气。在施工时须保证混凝土从轨枕一侧经轨枕底部漫流至另一侧，待混凝土从一侧完全漫过下一个轨枕底部边缘时，才能移动料槽浇筑下一格轨枕位置，可有效避免轨枕底部因存在气泡而形成空洞。

图4 道床板混凝土浇筑顺序图

混凝土施工时须进行两遍振捣施工。如图5所示，第一遍采用50mm振捣棒在各轨枕之间大孔隙位置进行振捣，在振捣时须保证与模板、轨枕间距；第二次再使用小型手持振捣棒振捣，振捣部位为每根轨枕的四周，这样可以有效减少轨枕四角的八字裂纹。振捣点位布置如图5所示。

图5 道床板混凝土振捣点位布置图（单位：mm）

4.4 混凝土抹面

底座板凹槽圆角抹面采用定制圆弧倒角抹子，可克服圆弧收面困难，防止开裂、提高工效，凹槽四边采用阴阳角抹子，可有效控制凹槽线型平直，加工伸缩缝刮平尺，配合水平尺使用，可有效消除伸缩缝处相邻板块高差。在混凝土接近初凝的条件下进行抹面。施工后的道床板表面平整度须达到10 mm/3 m的要求，待混凝土强度达到设计强度的75%以后，才能进行下一步施工作业。道床板表面的收面压光要达到“光”的效果，不仅是抹平，而且必须“光”，收面压光工艺采用“三步六遍法”。第一步为提浆粗平，在混凝土入模后半小时内采用木抹子进行提浆、大致找平抹面二遍。第二步法为精平，在提浆粗平二遍后1h～2h，采用方钢尺配合钢（铁）抹子进行精抹精平两遍。第三步法为压光，在精平两遍后，混凝土初凝前（约6 h～7 h），采用方钢尺配合钢抹子进行压光两遍，保证道床板混凝土表面平整光滑。严格禁止采用洒水的方式进行收面，这样会导致后期混凝土表面开裂，影响混凝土外观及质量。

4.5 裂缝控制

无砟轨道混凝土裂缝是影响轨道结构耐久性和稳定性的关键因素之一，必须在施工过程中严格控制施工工艺、混凝土配合比和养护工艺等，尤其是桥上无砟轨道，由于受大风等因素的影响，极易出现混凝土裂缝，因此各项控制更要严格，尤其是养护一定要到位，尽量减少后期裂纹。可在绑扎凹槽钢筋时增加防裂网，减少八字裂纹的产生。

5 结语

无砟轨道的精细程度，决定铺轨后的精调工作量，也是经济效益问题。无砟轨道每道工序必须认真、精细，不能修补，在最后精调时，配件更换率才能显示无砟轨道的施工水平。过程严格质量控制，特别是裂纹控制，既是质量要求，既影响外观质量也影响企业经济效益问题。通过目前对福厦铁路草洪塘特大桥350 km/h CRTS I 型双块式无砟轨道施工的总结，掌握质量控制要点，可保证无砟轨道施工质量，为后续施工提供宝贵经验。