CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工艺研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工艺研究

王世硕

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摘要：自密实混凝土是一种特殊的高性能混凝土，在浇筑过程中无需振捣只靠自重便可自由流动，硬化后满足力学和耐久性要求。

近年来，随着我国高速铁路技术的不断发展，自密实混凝土在铁路领域得以全面应用和实践。结合某铁路客运专线的推广，对自密实混凝土施工过程中的质量控制进行研究，通过本文总结一套成熟的工艺和质量控制措施。

关键词：CRTSⅢ型板式无砟轨道  自密实混凝土  施工工艺  研究

1、工程概况

本文通过对我单位承建的某铁路客运专线站前工程Ⅵ标段，正线长26172.322m。共铺设无砟轨道单元板9308块，其中P5600合计8738块，P4856合计184块，P4925合计370块，P4925B合计10块，P3710合计6块。最大曲线半径9000m，最小曲线半径8000m。最大超高125mm，最小超高105mm。

2、CRTSⅢ工艺特点

CRTS型板无砟轨道整体结构由轨道板、填充层和底座板组成，轨道板和填充层自密实混凝土形成整体结构以承受列车荷载[1]。在轨道板和填充层之间设置门型钢筋，使轨道板和填充层紧密的粘结在一起[2]，通过底座板上设置的限位凹槽防止轨道板产生位移，并在填充层与底座板中间设置隔离垫层。这其中填充层自密实混凝土是影响CRTSⅢ型板式无砟轨道整体结果的关键因素。

3、自密实混凝土技术特点

自密实混凝土作为高性能混凝土一种，具有良好的流动性、间隙通过性和抗离析性。在施工浇筑过程中，可以完全依靠自身重力无需振捣自由流动通过狭小的空间填充密室,并具有足够的粘聚性来握裹钢筋，混凝土硬化后力学性能满足要求[3]。

（1）水平流动面积大、阻碍大的特点。要求自密实混凝土在轨道板下门型筋和钢筋网片阻碍情况下自流、均匀填充板腔，并与轨道板形成整体结构，施工过程中需要排气、解决漏浆和浮浆等问题[4]。

（2）工作性能难以控制。在施工过程中，混凝土从搅拌站运输至施工现场过程中存在诸多不确定因素，会对其工作性能产生不利影响。因此，施工技术措施合理与否同样将影响自密实混凝土质量。

4、自密实混凝土施工工艺

CRTSⅢ型板式无砟道板铺设是填充层灌注的一道重要工序。自密实混凝土施工包括：测量放样、粗铺、精调、轨道板压紧、封边、混凝土灌注、拆除封边及精调爪、混凝土养护等[5]，其中，自密实混凝土拌合生产、压紧锁定设置、灌注管和及防溢管设置、灌注及拆模与养护是自密实混凝土在施工过程中控制的关键工序。

4.1原材料

从与普通混凝土原材料组成比较来看，自密实混凝土使用了较高比例的胶凝材料，掺入外加剂，并加入矿粉、粘度改性材料、膨胀剂等作为充填材料。在浇筑过程中发现，即使使用同一配合比采用不同的产地或者不同种类的原材料生产出来的混凝土也会存在较大的差异。由此可见，自密实混凝土对原材料的性能指标表现较为敏感，还是影响自密实混凝土的性能主要因素。

同一种料源不同细度模数砂子生产出来的自密实混凝土对比结果来看，差异较为明显。其它材料如水泥、矿粉、粘改材料、减水剂同样影响自密实混凝土的拌和物性能。因此在施工过程中要合理选择、稳定的原材料对自密实混凝土性能至关重要。如何控制原材料性能的稳定是控制自密实混凝土工作性能的关键所在。通过实践过程的反复对比总结以下几点：

（1）同料源的砂子含泥量不大于1.5％，细度模数控制在2.4〜2.6之间。

（2）采用一次性购置同批次的砂石料等地材。砂子需最少静置10天以上，保证含水率之差在2%。

（3）碎石粒形应饱满、级配合格，必须水洗。含泥量控制在0.5%范围内。

（4）水泥提前进货要及时，在水泥罐内静置3天后再用。

（5）对进场的每批次减水剂与水泥进行相容性试验检测，相容性检测合格后在进行现场试拌混凝土，不同批次的减水剂的减水率之差宜小于3%，

4.2环境温度

从工艺性试验到现场实际施工中来看，环境的不同温度对自密实混凝土的和易性及流动性较为严重。夏期施工时，当环境温度达到28℃时，混凝土从拌合站运至施工现场，自密实混凝土的坍落扩展度、扩展时间损失较为严重。冬期施工时，当环境温度低于8℃，混凝土流动性不好。

不同环境温度1h前后混凝土试验结果比对，环境温度在10〜23℃之间，混凝土损失变化较慢，灌注效果较为理想。因此选择合理的温度时间段灌注较为关键。

夏季施工应在夜间灌注自密实混凝土，避开高温度时间段。并根据自密实混凝土的工作性能相应调整减水剂配方。

冬季施工应在白天高温时间段灌注，当温度达不到要求时，应立即停止灌注混凝土。并根据自密实混凝土的工作性能相应调整减水剂配方。

4.3拌合控制

自密实混凝土工作性能除了受原材料、配合比、环境影响，同样也要受计量设备精度的影响，为了保证自密实混凝土的稳定性，必须指定专用搅拌设备，避免设备运行参数不同、称重偏差不同、投料方式差异造成混凝土不稳定；并对每方混凝土胶凝材料用量较少的计量系统升级，选用称量稳定的小直径螺旋进行计量。

5、自密实混凝土浇筑

自密实混凝土的灌注方式目前可采用三种形式：1桥梁困难工点采用混凝土罐车+泵送车+龙门吊方式相结合。因混凝土罐车无法直接到达浇筑地点，通过机械之间相互配合，从而有效地解决高桥梁地段灌注施工，使现场灌注效率明显提高，有效的缩短混凝土的灌注时间。2桥梁路基工点：矮桥或路基施工采用汽车吊+混凝土罐车方式相结合，利用吊车直接使用灌注斗进行灌板，在矮桥或路基段优势较为明显。3隧道工点：受制于隧道净空限制无法使用大型机械，采用混凝土罐车+龙门吊方式相结合，通常单线灌注或双线交叉灌注。

在实际施工过程中应根据运距远近、道路畅通状况、前盘灌注能力等综合考虑每车混凝土的运输数量，通过现场实际灌注情况来看，尽量保证混凝土在2h内灌注完成。考虑每车混凝土的运输时间与灌板之间的施工间隙，每车混凝土数量最大不超过4块轨道板所需数量。

6、工艺改进

（1）线间轨道灌注车，在轨道上自动行走，可自动搅拌（边灌注边搅拌）防止自密实混凝土碎石下沉。有效的解决了长大隧道施工难问题，各道工序施工不相互影响，节省混凝土的二次中转时间，明显地提高了灌板效率。

（2）为了防止异物堵塞下料管，在下料斗中增设过滤网片，防止有大粒径卵石等块状物体流入灌注管中发生堵塞，避免二次揭板。

（3）试验表明轨道板观察孔处防溢管高度宜不小于30cm；对于曲线板则防溢管高度不得低于超高方向轨道板顶面。防溢管拔出时间不得早于3h。

7、结语

通过以上工艺改进与质量控制措施的完善，使我标段自密实混凝土灌板施工高质量完成。大大提高了自密实混凝土的灌注效率，并且自密实混凝土灌注质量得到了有效控制，为后期同类项目提供了技术支持与参考。

参考文献

〔1〕李林香，谭盐宾，李化建，谢永江，冯仲伟.CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土粘结性能研究〔J〕.铁道建筑，2015（1）：137-140

〔2〕王显进.郑徐客运专线CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工艺探讨〔J〕.铁道建筑，2015（8）：105-108

〔3〕张文丰.自密实混凝土技术要求及施工质量控制〔J〕.福建建筑，2009（12）：46-51

〔3〕章健华，李荣飞，刘赞群.CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土充填层施工技术研究〔J〕.研究与探讨，2013（12）：33-35

〔4〕京沈客专京冀段CRTSⅢ型先张板式无砟轨道工艺性试验实施细则

〔5〕TJ/GW112-2013  高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件[S]