哈牡客专CRTSⅢ型板式无砟轨道缺陷问题分析及处理

哈牡客专 CRTSⅢ型板式无砟轨道缺陷问题分析及 处理

何续斌

中铁一局集团第二工程有限公司，河北 唐山 063000

摘要:本文结合新建哈尔滨至牡丹江铁路客运专线无砟轨道工程施工过程中及施工完成后实体工程检测结果，主要分析了轨道工程施工完成后的底座板，自密实缺陷等常见问题，总结质量控制和缺陷处理修复方法，以此实现强化质量的目的，可供同类工程施工中参考借鉴。

关键词：无砟轨道；缺陷分析；整治处理

1 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构

CRTSⅢ型板式无砟轨道是一种单元分块式结构，由钢轨、弹性扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层及弹性垫板、混凝土底座等部分组成。轨道板及底座板之间采用后浇筑自密实混凝土充填，轨道板通过板下两排门型筋与自密实混凝土层内的钢筋有效连接，自密实混凝土层通过预留的限位凹槽与底座板有效连接。自密实混凝土与底座间设8mm厚土工布隔离层，在限位凹槽四周设弹性垫板，实现轨道结构的受力、变形、稳定性及维修需要。轨道结构如图1示：

图1 CRTSⅢ型板式轨道结构示意图

表2 各部位几何尺寸指标及允许范围

2无砟轨道存在缺陷问题分析及处理缺陷方案

2.1底座板混凝土人为凿槽后露筋缺陷：

2.1.1底座板混凝土露筋缺陷造成原因及说明：

轨道板范围以外底座板横向排水坡位置，其中主要造成缺陷原因为：1>施工过程防护不当造成底座板混凝土严重缺棱掉角外露钢筋，2>因底座板顶面标高超限，打磨或铣刨底座表面混凝土以降低标高，造成钢筋保护层不足或局部外漏，。露筋部位存在表面凹凸不平、混凝土松散剥落，个别部位存在钢筋剥落等现象。

2.1.2 底座板混凝土人为凿槽处理方案：

排水坡位置底座项层钢筋为结构分布钢筋.为保证该处混凝土完整,对 于露筋且钢筋已松动的情况,凿除底座板混凝土5cm,剔除表面松散物,充 分清洁界面,涂刷界面剂,采用底座板修补材料补齐并在表面涂刷防碳化涂 层即水泥基渗透结晶材料处理.对于钢筋出露但是稳定的情况,采用环氧涂 层涂刷防腐处理,表面涂刷防碳化涂层封闭:对于保护层不足的情况,采用 防碳化涂层即水泥基渗透结晶材料涂刷封闭.具体操作为剔除松动混凝土层, 打磨表面,充分清洁界面,对排水坡至底座板侧面全部涂刷.人工涂刷,材 料用量1.5kg/m,涂刷厚度2m,涂刷后及时养护并做表处。

2.2梁端底座板后补混凝土与原结构不成整体

2.2.1梁端底座板后补混凝土与原结构不成整体分析：

根据无砟轨道施工完成后现场排查，桥梁段存在梁端底座板后补混凝土与原结构不成整体，其中典型桥梁为32m 梁,轨道板布设形式为P4925+4XP5600+P4925.底座板为独立单元,其间设 20mm伸缩缝,填塞聚乙烯泡沫板,表面采用硅酮密封材料嵌缝.在底座施工 前未对实际梁K复核井根据实际长度重新分布底座长度及调整轨道板缝,而 是自侧梁端顺序施工底座板, 加之梁缝存在较大偏差,导致最后一块轨道 板铺设后,在梁端底座部位悬出5080m. 为灌注自密实混凝土堵漏封边, 在已施工底座前端梁缝处补充浇筑混凝土接长底座板,因该处后补的混凝土 位于橡胶止水带上,凝固后自然剥离掉。

2.2.2梁端底座板后补混凝土与原结构不成整体处理：

为调整梁缝偏差,在底座板施工中应适当调整底座单元断缝位置及宽度 以保证承轨台问距满足要求.施工中仅采用了在梁体-端控制、 另端悬空 的措施,未按照两端对称分布的方式调整,实际上是有利于承轨台位置准确 定位的.对现场已存在的底座板后补混凝土,为防止运营阶段受震动荷载作 用剥落掉块,在交付运营前清除后补的接长部分,对底座板端部和自密实混 凝土端部打磨钝化并涂刷水泥基结晶材料防碳化涂层

2.3桥梁梁端挡水台施工

2.3.1梁端挡水台施工问题分析：

因无砟轨道使用与桥梁主体施工不是同一单位施工，在无砟轨道施工前桥梁工作界面交接时,施工桥梁线下等单位已按照桥梁施工图完成了梁 端挡水台施工.后经主管单位协调,该部位已施工的挡水台采用凿毛、植筋等 加强连接的措施.,因混凝土强度及龄期差,挡水台与底座板间易产生裂纹。

2.3.2梁端挡水台施工问题处理：

对于梁端挡水台与底座板混凝士间存在裂纹,按照自密实混凝土离缝处理方式注胶封闭处理,即在缝隙延伸方向标记注浆孔,封闭缝隙,打注浆孔, 安装注浆管并密封注浆管座,等强注浆打磨, 表面采取涂刷水泥基结晶材料 防碳化处理。

2.4无砟轨道自密实厚度超限

2.4.1自密实厚度超限说明：

根据新建哈尔滨至牡丹江铁路客运专线无砟轨道工程设计文件要求要求自密实混凝土厚度90mm。工管线路函[2012]159号关于印发《CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工质量验收指导意见》(试行)的通知6.CRTSⅢ型板式无砟道床6.7自密实混凝土层表6.7.19自密实混凝土尺寸允许偏差“厚度”项目的允许偏差项目是±10mm，即自密实混凝土厚度的允许范围为80～100mm。

2017年9月26日无砟轨道首件验收时，工管中心专家认为标准引用不当，要求重新明确设计标准。2017年9月30日，中国铁设下发设计联系单，更新了设计引用标准。以工管线路函[2016]38号《中国铁路总公司工程管理中心关于京沈客专辽宁段使用<郑徐铁路客运专线CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工质量验收指导意见>的复函》6.CRTSⅢ型板式无砟道床6.6自密实混凝土层表6.6.19自密实混凝土尺寸允许偏差“厚度”项目的允许偏差项目是0，+20mm，即自密实混凝土厚度的范围为90～110mm。

综合以上条件，自密实混凝土厚度范围应为80～110mm。

由于底座板施工前，基底高程控制标准与轨道工程标准存在不一致，如路基基床顶面高程允许偏差±10mm（TB10751-2010路基验标表7.6.8）；架桥机架设的简支箱梁顶面高程不得高于设计高程，但也不得低于设计高程20mm（TB10752-2010桥梁验标8.4.5），支架现浇箱梁外形尺寸允许偏差为+10mm、-5mm梁体上拱L/3000（TB10752-2010桥梁验标表8.2.10），以32m梁为例，上拱值为32700/3000=10.9mm；隧道仰拱、填充等的高程允许偏差为±15mm（TB10753-2010隧道验标8.4.28）。无砟轨道底座厚度分别为200mm（桥隧）和300mm（路基），其混凝土顶面允许偏差为±5mm。

无砟轨道施工的精度在于轨道控制，即使下部结构如何变化，轨距、轨距变化率、轨向和轨面标高是控制的关键，也就是说最终轨道的精度取决于轨面的几何参数。轨道板是工厂化生产的标准件，因此在满足道床总体结构高度的前提下，其下各部位相对偏差是可以相互补充和调整的。底座板基底结构物顶面高程和钢轨顶面偏差均是行业标准规定值，而底座板和自密实混凝土厚度允许偏差均是工管中心文件规定，较验收标准约束显然较弱。按照最不利组合进行误差积累，计算出允许的自密实混凝土的最大偏差范围为：

路基地段：80mm-10mm-5mm=65mm，110+10mm+5mm=125mm；

桥梁地段：80mm-10.9mm-5mm=64.1mm，110mm+20+5=135mm；

隧道地段：80mm-15mm-5mm=60mm，110mm+15mm+5mm=130mm。

因此：自密实混凝土厚度计算允许偏差为：60mm～135mm。

根据新建哈牡客专无砟轨道完成后统计全线自密实均符合要求，有个别曲线段自密实厚度在60mm～140mm范围外，进行处理。

2.4.2自密实厚度超限处理：

根据无砟轨道自密实混凝土技术条件，自密实混凝土属于轨道板与底座板之间的缓冲垫层，混凝土标号C40，是轨道板高标号C60到底座板低标号C35的过渡。其上与轨道板通过门型筋连为一体，下部与底座板采用4mm厚的土工布隔离，目的是轨道板在纵向牵引力或制动力及温度应力作用下在一定范围内自由伸缩。为限制其位置发生变化，每块轨道板下方设2个凸台，对应底座位置设限位凹槽，通过凸台凹槽咬合进行限位。

施工中底座板采用“高模低筑”的方式浇筑，由于基底顶面标高误差及底座板混凝土施工误差尤其在曲线上外侧超高是通过底座板厚度调整实现的。较小半径曲线外侧超高在混凝土浇筑时不易成型，易自行向低侧坍滑，造成自密实混凝土厚度超差即内侧厚度较小外侧厚度较大。在轨道结构中，自底座板至轨道顶部总体轨道高度满足要求就能够保证线路的平顺安全。因此，厚度在60mm～140mm自密实混凝土原状保留不做处理。曲线上外侧厚度大于140mm，虽然轨道形位满足要求，实际上隔离层的位置和角度发生了变化，列车重力沿轨面切线方向的分力与列车横向力不平衡易导致侧向滑移的趋势，会增加限位凹槽和凸台额外受力，因此在轨道板灌注孔及观察孔位置钻孔至底座板底部共500mm，孔径150mm，采用C50钢筋混凝土作为销钉，以保证轨道板及自密实混凝土的横向稳定性。销钉采用4根Φ20RPB钢筋作为骨架，外径130mm，销钉与孔壁间设2层4mm厚单面覆膜土工布，采用支座灌浆料现场拌和灌注，凝固后表面处理，如图2所示：

图2 自密实混凝土厚度超限处理示意图

2.5底座板个别限位凹槽深度不足

2.5.1底座板限位凹槽深度不足分析：

施工阶段，现场施工因底座板顶面标高控制不严，底座板顶面标高超限，采用人工打磨或铣刨造成底座板限位凹槽深度不足，无法满足弹性垫板位置准确安装，同时也不满足自密实混凝土凸台深度设计要求。

2.5.2底座板限位凹槽深度不足处理：

无砟轨道施工阶段，现场需在隔离层施工前对凹槽下部进行了相应打磨处理，保证弹性垫板位置安装准确，满足自密实混凝土凸台深度设计需求，且进行销号。如遗留未对底座板凹槽深度进行处理且已施工完自密实混凝土，需采用上述（4.2自密实厚度超过140mm的增加销钉的方式进行处理）。

3编制原则及施工结论

新建哈牡铁路客专工程四标无砟轨道缺陷问题处理编制原则为： (1)遵循“科学严谨”的原则.确保方案合理可行,施工工序、施工工艺在整治缺陷的时不产生新的缺陷: (2)遵循“安全第一”的原则.严格按照维修工艺流程,选择合适的材料 维修,确保施工阶段和运营维护阶段结构安全: (③)遵循“运营条件指导维修”的原则.认真核对技术资料、设计意图, 严格按照相关要求进行缺陷判定和维修,确保满足运营及维护要求。且无砟轨道缺陷问题处理，在线路接收管理单位的现场监控下按照上述缺陷修复方案整改完成，并且修复完成后进行观察销号，顺利通过了静态验收，动态验收，保证了哈牡线顺利开通。

4参考文献

［1］《高速铁路无砟轨道线路维修规则》铁运(2012) 83号.

［2］《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB10005 2010).

［3］《混凝土耐久性检验评定标准》（JG/T193 2009）.

［4］《CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板、嵌缝材料暂行 技术条件》铁总科技(2013) 162 号.

作者简介：何续斌（1980年10月9日-），男，2000年毕业于渭南铁路工程学校桥梁与隧道专业，第二学历：本科，2013年毕业于湖南城市学院交通土建专业，职称：工程师，2015年评定，现任项目副经理岗位。