混凝土軌枕冷施工錨固材料的研究與應(yīng)用

袁遂林

(鄭州鐵路局鄭州橋工段，河南 鄭州 450003)

混凝土軌枕冷施工錨固材料的研究與應(yīng)用

袁遂林

(鄭州鐵路局鄭州橋工段，河南 鄭州 450003)

針對(duì)混凝土軌枕硫磺錨固存在的污染環(huán)境及絕緣性安全儲(chǔ)備小等問題，研究出了以干粉錨固劑為錨固料的冷施工方法，用內(nèi)置式錨固架保證絕緣螺旋道釘準(zhǔn)確定位，以絕緣螺旋道釘滿足絕緣性能要求。經(jīng)檢測(cè)，混凝土軌枕冷施工材料和配件均達(dá)到了有關(guān)規(guī)定要求，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試用取得了良好的效果?；炷淋壵砝涫┕ゅ^固材料的應(yīng)用，延長了軌枕使用壽命，提高了軌枕絕緣性能，避免了硫磺污染環(huán)境，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

混凝土軌枕 錨固材料 冷施工

1 混凝土軌枕硫磺錨固劑應(yīng)用現(xiàn)狀

混凝土軌枕采用硫磺錨固劑錨固螺旋道釘，在新建鐵路及既有線大修、維修中一直使用至今。硫磺錨固存在以下缺點(diǎn)：①施工作業(yè)復(fù)雜，熬制硫磺錨固劑費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且經(jīng)常會(huì)發(fā)生燒壞地下電纜的事故;②硫磺錨固不允許在隧道內(nèi)作業(yè)，影響線路維修;③硫磺在加熱過程中，產(chǎn)生大量有害氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，影響作業(yè)人員健康;④硫磺水泥砂漿熬制后溫度可達(dá)160℃ ～180℃，有可能燙傷施工人員;⑤硫磺為易燃物品，保管不當(dāng)易造成火災(zāi);⑥硫磺錨固的絕緣性能安全儲(chǔ)備量小，不能滿足鐵路發(fā)展的需要。

針對(duì)上述硫磺錨固存在的問題，自2006年開展了“混凝土軌枕冷施工錨固材料”的研究，所研制的混凝土軌枕冷施工錨固材料各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了鐵道部的有關(guān)規(guī)定要求，不僅實(shí)現(xiàn)了軌枕錨固作業(yè)的冷施工，而且軌枕絕緣電阻比硫磺錨固提高了30%。2010年5月開始上道試用，經(jīng)一年多的試用，達(dá)到了預(yù)期效果，于2011年11月23日通過了鄭州鐵路局科技成果技術(shù)鑒定，建議推廣應(yīng)用。

2 冷施工錨固材料的組成

軌枕錨固結(jié)構(gòu)的冷施工以絕緣螺旋道釘滿足軌枕絕緣性能要求，以干粉錨固劑作為軌枕冷施工錨固料，以內(nèi)置式錨固架保證絕緣螺旋道釘準(zhǔn)確定位，冷施工錨固結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 冷施工錨固結(jié)構(gòu)

2.1 絕緣螺旋道釘

絕緣螺旋道釘絕緣材料采用玻纖增強(qiáng)尼龍66，通過注塑工藝使絕緣材料與螺旋道釘結(jié)合為一體，注塑部位包括螺旋道釘下部螺紋部分和圓臺(tái)以上的光桿部分，此種結(jié)構(gòu)形式保證了軌枕錨固的絕緣性能，還可避免螺旋道釘因銹蝕而折斷。

2.2 干粉錨固劑

為了實(shí)現(xiàn)混凝土軌枕錨固作業(yè)冷施工，方便現(xiàn)場(chǎng)操作，確定以水泥基材料作為軌枕錨固材料，即以水泥和砂子為主料，摻入添加劑制成軌枕錨固專用的干粉錨固劑。此種錨固料具有以下基本特征：①早強(qiáng)、高強(qiáng)，錨固劑1 d抗壓強(qiáng)度≥35 MPa，抗拔力≥60 kN;②微膨脹無收縮，豎向膨脹率≥0.02%，具有補(bǔ)償收縮性能，確保錨固劑與軌枕預(yù)留孔及絕緣螺旋道釘結(jié)合牢固而無縫隙;③大流動(dòng)性，流動(dòng)度≥200 mm，有利于灌注作業(yè)，可達(dá)到軌枕預(yù)留孔飽滿密實(shí);④防滲性能好，可防水滲，防油滲，防化學(xué)液體滲入;⑤耐久性高，不存在老化現(xiàn)象，可與混凝土同壽命;⑥綠色環(huán)保，無毒、無味、無污染，不燃不爆;⑦作業(yè)簡便，用一定比例的水拌合即可灌注，初凝時(shí)間為50～60 min，可作業(yè)時(shí)間不少于30 min;⑧冬季施工作業(yè)溫度為0℃以上，當(dāng)氣溫較低時(shí)用40℃ ～50℃熱水拌合后即可使用。

2.3 內(nèi)置式錨固架

為了實(shí)現(xiàn)軌枕錨固作業(yè)冷施工，并結(jié)合干粉錨固劑凝固過程較緩的特點(diǎn)，研制了內(nèi)置式錨固架，可以起到墊底的作用，從根本上改變了填土墊底的作業(yè)方法，可顯著提高作業(yè)效率;可使螺旋道釘準(zhǔn)確定位，并使螺旋道釘處于預(yù)留孔中間位置，錨固后的螺旋道釘高度一致;由3根立柱連接底板和定位板，使其成為一個(gè)整體的錨固架，安裝后可控制錨固深度，便于掌握錨固劑用量。

3 冷施工錨固材料主要技術(shù)指標(biāo)

依據(jù)鐵道部文件(65)鐵技會(huì)字第652號(hào)《關(guān)于試行混凝土軌枕線路電器絕緣指標(biāo)的決定》、《混凝土軌枕螺紋道釘硫磺錨固強(qiáng)度檢測(cè)方法(試行)》中有關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法，并參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13146-5《鐵路應(yīng)用——軌道——扣件系統(tǒng)試驗(yàn)方法 第五部分：絕緣電阻的測(cè)試》，確定了冷施工錨固材料的主要技術(shù)指標(biāo)，中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所和鐵道部質(zhì)檢中心鐵道建筑檢驗(yàn)站等檢驗(yàn)單位的檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 混凝土軌枕冷施工錨固材料主要技術(shù)指標(biāo)及檢驗(yàn)結(jié)果

4 冷施工錨固材料施工作業(yè)程序

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)條件，經(jīng)過反復(fù)實(shí)際操作試驗(yàn)，混凝土軌枕冷施工錨固作業(yè)程序如下。

1)清理預(yù)留孔。清除預(yù)留孔中粉塵及雜物等。

2)放置錨固架。將錨固架底板上的葉片向上翻起，用刮漿棒(刮漿棒用鋼管制作，一端為圓頭，一端為扁頭)圓頭頂住錨固架底部置入孔內(nèi)。

3)拌漿。按每根軌枕1.5 kg稱取干粉錨固劑(單孔為0.4 kg)，并按重量比15% ～16%加入一定比例的水，在容器中拌合均勻，達(dá)到既有一定稠度，又有較好的流動(dòng)度即可使用。

4)灌漿。用灌漿勺將拌合好的漿液，從錨固架中間灌入預(yù)留孔中，距孔頂約2 cm即可。

5)插入道釘。在灌漿后應(yīng)盡快旋轉(zhuǎn)插入絕緣螺旋道釘，使圓臺(tái)落在錨固架定位板上，并注意保證垂直。

6)清理外觀。用刮漿棒(扁頭)將溢出的漿液刮除，并壓平。

7)安裝扣件。錨固1 d后可人工安裝扣件，3 d后可使用內(nèi)燃扳手作業(yè)。

5 結(jié)語

自2010年以來，鄭州鐵路局管內(nèi)5個(gè)工務(wù)段(橋工段)在線路維修、大修錨固作業(yè)中應(yīng)用了冷施工錨固材料。經(jīng)過一年多的觀測(cè)，效果良好，實(shí)現(xiàn)了冷施工錨固的目的，延長軌枕使用壽命，解決了硫磺錨固污染環(huán)境、影響作業(yè)人員健康、易燒壞電務(wù)電纜等問題，冷錨固尤其適合隧道、林區(qū)、油庫等禁止煙火的鐵路地段使用;絕緣螺旋道釘可以有效地提高軌枕錨固的絕緣性能，預(yù)防螺旋道釘銹蝕，不僅可以減少更換失效螺旋道釘?shù)墓ぷ髁?，而且可以明顯提高軌道設(shè)備的安全可靠性;混凝土軌枕錨固冷施工工藝改變了40多年來用大鍋熬制硫磺錨固劑的熱施工工藝，操作簡便，內(nèi)置式錨固架的應(yīng)用改變了填土墊底的傳統(tǒng)作業(yè)方法，使螺旋道釘定位準(zhǔn)確、高度一致。

［1］盧祖文.客運(yùn)專線鐵路軌道［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］王會(huì)永，王平，付淑娟.復(fù)合錨固技術(shù)在混凝土軌枕中的應(yīng)用［J］.鐵道建筑，2008(5)：101-103.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵道部文件(65)鐵技會(huì)字第652號(hào) 關(guān)于試行混凝土軌枕線路電氣絕緣指標(biāo)的決定［Z］.北京：中華人民共和國鐵道部，1965.

［4］歐洲標(biāo)準(zhǔn).EN13146—5：2002(E) 鐵路應(yīng)用—軌道—扣件系統(tǒng)試驗(yàn)方法 第五部分：絕緣電阻的測(cè)量［S］.布魯塞爾：歐洲鐵路聯(lián)盟，2002.

［5］中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì).JC/T 986—2005水泥基灌漿材料［S］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2005.

［6］王新民，李頌.新型建筑干拌砂漿指南［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

U213.5+2

A

1003-1995(2012)06-0126-02

2012-01-15;

2012-02-20

袁遂林(1957— )，男，河南鄭州人，工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)