高速铁路板式无砟轨道ca砂浆灌注工法.docx
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高速铁路板式无砟轨道ca砂浆灌注工法
高速铁路板式无砟轨道CA砂浆灌注工法
1前言
随着近几年高速铁路的迅速发展，在无砟轨道结构施工中呈现出了好多新材料、新工艺，CA砂浆及其灌注技术就是其中之一。
CA砂浆的组成材料复杂、对环境变化敏感性强、施工难度大，砂浆最终性能不仅取决于原材料的组成，还受施工环境、搅拌设备及工艺、灌注工艺及施工人员的专业素质等因素的影响，其中，灌注施工是业内公认的难题之一。
新建沪杭客运专线铁路为全线采用CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道的高速铁路，施工工期紧，质量要求高，施工技术难度大。
为了加快施工进度，确保工程质量，中铁二十四局集团浙江工程有限公司成立了专门的科技攻关小组，对高速铁路板式无砟轨道CA砂浆灌注技术进行了研究，并通过总结形成了本工法。
在新建沪宁城际铁路上，“CRTS-I型无砟轨道CA砂浆外观质量控制”QC成果获得了浙江省和铁道部的优秀质量管理小组称号。
2工法特点
2.0.1在CA砂浆灌注过程中为防止轨道板上浮，采用扣压装置，使轨道板标高得到有效控制。
2.0.2根据轨道结构类型不同，I型板通过灌注袋灌注口排气，II型板通过轨道板预留孔排气来保证CA砂浆的灌注密实度。
2.0.3采用砂浆灌注袋灌浆，通过对灌注袋口的预留砂浆多次挤浆后，其灌注质量得到了有效保证。
2.0.4CA砂浆纵向运输采用小型机械运输，灵活方便，占用施工空间少且施工费用小。
2.0.5在低温环境下，采取一系列加温、保温措施后，既保证了砂浆的施工质量，同时加快了施工进度，缓解了工期压力。
3适用范围
本工法适合高速铁路板式无砟轨道CA砂浆灌注施工。
4工艺原理
CA砂浆是由干料（水泥、黄砂、铝粉）、沥青及水经拌合后形成的一种水泥沥青砂浆。
拌制好的CA砂浆有足够的流动性与自密实性，硬化后不再收缩，具有较高的强度与弹性模量，有抗反复冻融的能力。
其工艺原理为利用CA砂浆的流动性与自密实性，灌注填充底座板与轨道板之间的空隙。
5施工工艺及操作要点
5.1板式无砟轨道构造及施工工艺
5.1.1其设计构造如图5.1.1-1及5.1.1-2所示。
图5.1.1-1CRTS-Ⅰ型无砟轨道构造图图5.1.1-2CRTS-II型无砟轨道构造图
5.1.2拌制工艺
先低速搅拌液态料（乳化沥青、消泡剂﹑水），在中速搅拌的过程中加入固态料（干料与引气剂），然后高速搅拌。
依据含气量大小确定高速搅拌时间，一般情况下，从启动到拌合料出仓需要20min。
表5.1.2砂浆拌合物现场检验指标
序号
项目
单位
指标要求
1
砂浆温度
℃
5～40
2
流动度
s
18～26
3
含气量
％
8～12
5.1.3灌注工艺
1灌注施工组织
1）轨道板精调一天后进行灌浆作业。
2）安排一个灌浆班组和一个封边班组。
3）1台水泥乳化沥青砂浆搅拌车。
4）施工流向和流水步距同轨道板精调施工一致。
5）轨道板精调后，封边班组进行封边作业。
6）轨道板两侧纵缝采用封边带封边，端部横缝采用速凝高强度砂浆封边，CRTS-I型板式无砟轨道采用灌注袋灌注，不需要封边处理。
7）CA砂浆在路基下或桥下拌制,垂直起吊提运上桥或路基中间,小型运输设备纵向运输至作业点。
2灌注工艺流程
图5.1.3-1CRTS-I型板式无砟轨道CA砂浆灌注流程图
图5.1.3-2CRTS-II型板式无砟轨道CA砂浆灌注流程图
5.2操作要点
5.2.1横向封边
横向封边采用速凝高强度砂浆进行，封边厚度为5cm。
按厂家提供的产品说明书，直接加水拌和，人工封堵。
封堵完成、底座板顶及轨道板底待高压水枪润湿后即可封边。
5.2.2底座板顶、轨道板底面润湿
用高压水枪，从轨道板两侧对轨道板底、底座板顶部进行润湿。
润湿的标准为：
混凝土吸水饱和，但底座板顶没有积水，轨道板底没有水珠。
若出现润湿过度，可用一细钢筋缠裹土工布将上面多余的水分吸出。
5.2.3侧向封边
1纵向采用封边带和角钢封边，自制的专用夹具夹紧。
2采用封边带封边的优点：
1）密封性好；
2）节省时间；
3）装拆方便，提高工效，降低成本；
4）拆边后垫层砂浆外缘平整，不需二次处理；
5）不产生建筑垃圾，实现环保。
3封边工具
等边角钢70×7mm，每块板8节角钢，4根2.78m和4根0.21m。
夹具，每块板需8个，即每节角钢设2个夹具。
4封边带的使用方法
先将U型扣分别安装在精调爪上，再按封边带的尺寸分别放置轨道板的两侧，将封边带整理后用相应角钢按上，然后安装准备好的夹具，最后把螺丝螺母拧紧。
5封边步骤
1）密封时,在封边带的横向缝合线处弯折封边带,使封边带大致成L形；
2）防水透气层贴合混凝土底座板及Ⅱ型轨道板的侧面；
3）通过自制夹具夹紧角钢，当封边带与底座板及轨道板出现不能密贴时，可将柔软且具有一定弹性的密封透气层塞进间隙内，防止砂浆泄露；
4）在四个角设排气孔，孔径为25～30mm（采用同孔径的PVC管）；
5）待垫层砂浆凝固后，撤去夹具及角钢，取下封边带，完成密封。
5.2.4扣压装置
1每块板设2个侧向压紧装置和1个板间加紧装置。
2侧向压紧装置与板间压紧装置均采用直径为18mm，长50cm的螺杆，在底座板上通过打膨胀螺栓固定。
图5.2.4板间及侧向压紧装置图
5.2.5灌浆筒安装
1灌浆筒采用φ160的PVC管，直线段长50cm，曲线段长55cm。
2安装时将灌浆筒的一端用透明胶带缠裹，以便将其紧密放入灌浆口，保证不漏浆。
3在CRTS-I型板灌注时，按照轨道板型号铺设对应型号灌注袋。
图5.2.5灌浆施工照片
5.2.6CA砂浆灌注
1灌注前确认轨道板已精调，扣压装置等各项准备工作都到位。
2灌浆前将事先裁减好的土工布（面积为1m2，中间有直径为160mm的孔）套入中间的灌浆筒上，防止砂浆污染轨道板。
3灌浆遵循慢－快－慢－补的工艺。
从开始灌注直至两侧观察孔有砂浆流出后，可放慢速度。
在CRTS-I型板灌注时，当CA砂浆灌注到一半量时，降低灌注速度，直至灌注砂浆袋充分填充。
4开始灌注时，观察灌浆头上的观察孔，目测砂浆的流动性。
灌注时砂浆自有倾落高度不宜大于1.5m，以免水泥乳化沥青砂浆产生分层离析。
5砂浆搅拌完后，应在半小时完成灌注，不允许将砂浆多次倒运，以免产生更多气泡。
6砂浆从搅拌车成品仓转入中转漏斗时，落差不应大于30cm，以免产生气泡。
7水泥乳化沥青砂浆应持续灌注，且灌注时应持续对砂浆进行低速搅拌。
8为了完全排除砂浆气泡，采用单口注入。
9水泥沥青砂浆灌注时，排气孔封堵时间不宜太早，待板底的空气充分排出后再封堵。
10灌浆完成后，精调装置拆除前，不允许行人上板行走，并设立明显标志，并由专人负责检查。
11砂浆要缓慢连续灌注，防止产生气泡。
灌注过程中观察轨道板状态，防止出现拱起、上浮。
12CRTS-I型板通过对灌注袋口预留砂浆的多次挤浆保证其灌注质量。
5.2.7灌注后的处理
1在砂浆初凝之前，用勺子将将灌浆孔中多余的砂浆凿除掏出，使砂浆表面距轨道板顶面保持在约15cm位置，取出灌浆筒。
2水泥乳化沥青砂浆原则上按自然养护进行。
当日最低气温在0℃以下时，应对新灌注的砂浆采取适当的保温措施。
3水泥乳化沥青砂浆膨胀完成后，可拆除压紧装置。
当砂浆强度达到1MPa时，可拆除精调爪。
当水泥乳化沥青砂浆抗压强度达到3.0MPa以上方可在轨道板上承重。
判定砂浆强度应采用同条件养护试件的抗压强度确定。
4水泥乳化沥青砂浆的封边材料尽可能保留28d后再拆除，或拆后马上涂刷封边材料，使砂浆能够得到充分的保水养护。
5精调爪拆除后，应立即采用流动性较小的CA砂浆修补缺口，并在其外涂刷封闭材料以保护修补砂浆。
6检查是否有灌注不充分的情况，轨道板与混凝土底座之间有无空隙。
如果灌注不充分，需揭板重新灌注。
7施工中产生的污水及废料要集中妥善处理，不得污染环境。
5.2.8灌注时间控制
每块板的灌注时间，直线段控制在4min～6min，曲线段控制在5min～8min。
灌注过程中保持匀速连续灌注，每块轨道板下的CA砂浆一次灌筑完成。
5.2.9低温环境下灌浆技术
规范及指南要求：
当气温高于40℃或低于5℃时，不允许进行砂浆灌注施工。
当天最低气温低于－5℃时，全天不允许砂浆灌注。
雨天不得进行水泥乳化沥青砂浆的灌注，并对未硬化的水泥乳化沥青砂浆进行覆盖，防止雨水进入轨道板底。
1对原材料进行保温。
2在CA砂浆中加P乳剂，对CA砂浆拌合物的各项指标，在规范要求基础上加大检测检验频次。
3对CA砂浆搅拌用水利用加热电缆加热。
4对灌注后的CA砂浆进行保温保暖。
6材料与设备
6.1材料
表6.1主要施工材料表
项目
名称
序号
材料名称
规格
来源地
备注
CA
砂
浆
材
料
1
乳化沥青
阳性
中石化（上海）
2
干粉
水泥
P52.5
安徽万诚达
砂
细砂
铝粉
≥200目
膨胀剂
3
消泡剂
河北道纯
4
引气剂
北京翰苑
5
灌注袋
聚酯无纺布
北京晋嘉宏
CRTS-I型板灌注时用
6
P乳剂
增加抗冻性
6.2机具设备
表6.2主要施工机械设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
数量
备注
一
生产设备
1
CA砂浆车
SY9300TSJ500
1
三一重工生产
2
悬臂龙门吊
LYGM103
1
3
轨道板三向调整器
DTC90
10
4
砂浆灌注漏斗
自制
2
5
吊车（吊装转运斗及砂浆材料加料）
16吨
2
6
高压水泵（清洗砂浆搅拌车及转运斗）
1
7
吹风机（清理底座杂物）
1
二
试验检测仪器
1
温度计（-50℃～150℃，分辨率0.1℃）
10
2
黄铜制J漏斗（上口￠70mm,下口￠10mm，高450mm）
10
3
天平
1g
6
4
三角烧瓶
1000ml
10
5
秒表
机械，0.1s
6
6
移液管，玻璃量筒
1000ml/25ml
10
7
聚乙烯袋（直径约50mm,长500mm）
6
8
量筒
250ml
10
9
数显游标卡尺（0～200mm、读取0.01mm）
6
10
深度卡尺
0～200mm
6
11
材料试验机（载荷误差不大于±1％）
3
12
浇筑模型
￠50mm×50mm
5
13
电子比重天平
0.1g
6
7质量控制
7.1规范与指南
1《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2007]85号）；
2《客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南》（TZ216—2007）；
3《客运专线无砟轨道铁路充填层施工质量验收补充标准》（铁建设[2009]90号）；
7.2质量通病及防治措施
7.2.1边角处不饱满、板与砂浆留有缝隙
1处理方法：
1）当局部砂浆未能流到位，且面积较大时，板与砂浆留有空隙，缝隙深度大于30cm时要揭板，彻底清除底座板面与轨道板底沥青砂浆并对板进行重新精调符合要求后重新灌注。
2）当面积较小且能够进行凿除，板与砂浆留有的缝隙深度小于30cm时可进行补灌。
补灌前先对不饱满的砂浆层进行凿除，凿除的深度不宜太浅，一般要在10cm以上，且必须确保砂浆层齐平，不得使新旧砂浆
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