板式無砟軌道CA砂漿層維修技術(shù)

萬　軼

(中鐵八局集團第四工程有限公司, 四川成都 610031)

?

板式無砟軌道CA砂漿層維修技術(shù)

萬軼

(中鐵八局集團第四工程有限公司, 四川成都 610031)

板式無砟軌道是我國目前高速鐵路所采用的主要結(jié)構(gòu)形式之一，已在國內(nèi)多條高速鐵路上廣泛使用。作為軌道板和底座板之間的CA砂漿層，其主要作用就是將軌道板傳遞過來的列車荷載均勻分散后，傳遞到底座板上，起到緩沖、承載、分散和傳遞的作用。但是在CA砂漿灌注過程中，由于一些不可避免的因素，比如操作過程或者作業(yè)時間控制不當，以及氣溫變化過大、風因素，造成CA砂漿層與軌道板和底座板之間出現(xiàn)離縫的情況，并隨著列車荷載和溫度力的反復作用下， CA砂漿層會出現(xiàn)離縫程度增大，最后破碎的情況，對列車行車安全造成很大威脅，文章以武廣、成渝、石太等高速鐵路為載體，通過對板式無砟軌道CA砂漿現(xiàn)場維修作業(yè)總結(jié)而成，對以后該類型作業(yè)能提供一定的參考。

CRTSⅠ板式無砟軌道；CA砂漿層分離；軌道維修

我國客運專線、高速鐵路建設(shè)一直處于快速發(fā)展中。通過引進、吸收及再創(chuàng)新，我國無砟軌道設(shè)計、建設(shè)標準和技術(shù)要求都達到了當今世界最先進的一流客運專線水平。板式無砟軌道作為國內(nèi)自主創(chuàng)新的軌道結(jié)構(gòu)，已在國內(nèi)多條客運專線、高速鐵路上廣泛使用，如成渝、石太、武廣客運專線等。

高速鐵路板式無砟軌道建成并投入運營一段時間后，在列車荷載和溫度力作用下軌道板底座板間產(chǎn)生縱向及垂向相互作用，出現(xiàn)軌道板與CA砂漿層分離情況。如果不進行處理，在列車運行時由于軌道板的振動以及鋼筋銹蝕而加重，會影響到軌道板的使用壽命。嚴重時，會影響到行車安全。

1　軌道板與CA砂漿分離原因

軌道板、底座板及CA砂漿在列車荷載和溫度應力作用下，軌道板底座板間產(chǎn)生縱向及垂向的相互作用，導致CA砂漿產(chǎn)生垂向和橫向裂紋，以及軌道板與CA砂漿、CA砂漿與底座板之間分離，如不盡早進行修補處理，將會對列車舒適性和安全性構(gòu)成威脅。為保證列車的安全運行，防止破損情況延續(xù)，必須盡快對離縫進行修補。

2　修補材料的比選

砂漿墊層破損都發(fā)生在線路運營后，維修施工只能安排在天窗時間，且不能對軌道過大擾動。填充材料必須滿足常溫下流動性、快硬性、耐久性，且具有足夠的強度和硬化后無收縮。為保證填充的質(zhì)量以及后期的使用，對材料進行了比選，最終選擇使用丙烯類合成樹脂作為填充材料。丙烯類樹脂可以通過調(diào)節(jié)固化劑及固化促進劑的添加量調(diào)整工作時間，在常溫下快速硬化，同時又可滲入微小縫隙的彈性填充補強材料。該修補材料特點有：(1)混合液粘度低，流動性良好；(2)硬化性良好，可在1 h內(nèi)硬化并產(chǎn)生強度；(3)在低溫的環(huán)境下，通過添加適當?shù)墓袒瘎┖凸袒龠M劑，可在規(guī)定時間內(nèi)硬化并表現(xiàn)出強度的同時，保證足夠的施工時間；(4)微小縫隙濕潤存有積水時，能在擠出積水，且不影響材料本身性能；(5)抗壓、抗剪、具有足夠的彈韌性，粘結(jié)性和耐久性良好；(6)耐酸堿性能良好。其性能如表1、表2所示。

3　軌道板與CA砂漿離縫修補施工工藝

3.1工藝流程

CA砂漿離縫修補工藝流程見圖1。

圖1　CA砂漿離縫修補工藝流程

3.2施工準備

為保證軌道整體平順性和穩(wěn)定性，對砂漿墊層的修補一次只對一塊軌道板進行修復；施工前對待修補的軌道板和CA砂漿層進行檢查，內(nèi)容包括軌道板幾何形位、砂漿墊層破損情況、離縫寬度及深度等；檢查灌注設(shè)備機具和材料準備情況，確保設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，修補材料齊備；對施工人員進行技術(shù)交底和既有線施工安全操作培訓；嚴格按照既有線管理相關(guān)規(guī)定進行施工，落實登記要點，并配備好相應的防護安全人員。

表1　修補樹脂液性能

表2　材料固化后的性能

修復施工前設(shè)置軌道支護，確保在清除破損砂漿、充填修補樹脂和修補材料固化前能保持軌道幾何形位，尤其注意保證在灌注修補材料時，在灌注壓力作用下軌道板不上浮。

3.3清理作業(yè)

支護作業(yè)完成后，鑿除破損砂漿，并使用高壓風機對砂漿表層、軌道板下表面及底座板上表面灰塵和松動顆粒進行清理，防止粉粒和灰塵影響填充效果。經(jīng)過處理的砂漿表層應露出新鮮砂漿，確保軌道板及底座板上表面無雜物，并且不對砂漿層骨料產(chǎn)生擾動；采用低壓水槍沖洗后，應用鼓風機風干。

3.4封堵及圍擋

對砂漿層與軌道板出現(xiàn)的離縫用泡沫塑料板進行圍擋，圍擋緊貼軌道板側(cè)面，圍擋高度比軌道板底邊高出15 cm，圍擋與底座板的間隙用密封膠帶封閉，保證在0.2 MPa壓力條件下灌注不滲漏，并留出灌注口與排氣孔；根據(jù)砂漿層及軌道板之間的離縫大小，分別采用膠帶、膠粘劑和樹脂液粘結(jié)泡沫塑料進行封堵。封補圍擋如圖2所示。

圖2　封補圍擋完成后狀況

3.5填充原料的混合、攪拌

將精確稱量過的充填材料混合，依次倒入攪拌鍋中，采用專用設(shè)備對填充材料進行拌和，轉(zhuǎn)速約為30～50 r/min。拌和時，上下左右充分攪拌，要將桶底的沉淀全部攪起，尤其注意桶底邊角的沉淀，攪拌至顏色均勻且拌和物中無結(jié)塊為止。

嚴格控制攪拌與灌注之間的時間間隔，防止時間過長導致混合材料失效，施工作業(yè)中斷時，應計時對攪拌器、攪拌容器、灌注容器等用具進行清洗，廢罐、廢液應妥善處理。

3.6灌注

由于丙烯類樹脂硬化時間受溫度影響較大，氣溫低于5℃時，2 h后抗壓強度難于達到0.1 MPa，因此在氣溫低于5℃的條件下嚴禁施工。

安裝灌注管前，檢查灌注管是否通暢，灌漿機運轉(zhuǎn)是否正常。檢查合格后將混合并攪拌均勻的填充料通過灌漿機從離排氣孔最遠的灌注口注入；在曲線超高地段宜從軌道內(nèi)側(cè)開始灌注，避免由于排氣不暢形成氣泡。安裝灌注管如圖3所示。

圖3　安裝灌注管

操作過程中，嚴格控制灌注時間，灌注時間過長，會造成材料凝固，發(fā)生堵管；同時也會造成縫隙填充不足的情況。灌注過程中，當圍擋排氣孔冒出少量砂漿后將排氣孔依次關(guān)閉。待全部排氣孔關(guān)閉，在0.1～0.2 MPa保壓5～10 min后，灌漿結(jié)束。在灌注過程中注意灌漿壓力不能超過0.4 MPa。樹脂灌注如圖4所示。

灌注完成后，為防止殘余材料凝固后堵管，同時也方便下次使用，立即使用清洗液將注射槍和高壓灌漿機清洗干凈。

3.7拆除圍擋

灌注完成后2 h，采用指觸方式對灌注材料的固化程度進行確認。確認樹脂材料固化后，拆除圍擋，檢查修補情況，如填充不密實可重復上述步驟進行二次修補。

圖4　樹脂灌注

3.8打磨

清理砂漿層和軌道板間的堵封材料，并將軌道板及基座板受污染的地方進行鏟除；切除軌道板和底座間多余的修補材料，切除后采用打磨機進行打磨，保持表面平整。結(jié)束修補過程，清理器材并對施工現(xiàn)場進行清理打掃，確保行車安全。

4　結(jié)論

針對既有線維修天窗時間有限，線路恢復速度快的特點，通過對修補材料的必選，制備符合要求的修補材料；制定科學合理的施工工藝，通過實踐表明，采用該技術(shù)維修的CA砂漿層在后期運營中，未再出現(xiàn)離縫等情況；該技術(shù)可在類似工程中推廣應用。

[1]TB 10754-2010 高速鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收標準[S].

[2]董沖鋒. 350 km/h客運專線CRTSⅠ型板式無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道工程學報，2009(5):28-30.

[3]賈恒瓊，李海燕，吳韻亮，等. CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿微膨脹性能研究[J].鐵道建筑，2010(9):101-102.

[4]TB 10020-2009 高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)[S].

[5]鐵建設(shè)[2009]90號 客運專線鐵路無砟軌道充填層施工質(zhì)量驗收補充標準[S].

U216.42+2

B

[定稿日期]2016-01-29