CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工质量控制_孙际振.pdf

Zhejiang Construction,Vol.40,No.1,Feb.20232008年，我国自主研发了CRTS型板式无砟轨道，其结构形式具有现场缺陷较少、效能相对较高、受力体系明确等优点，先后在我国京沈、鲁南、商合杭等30余条高速铁路项目中推广使用，发展和完善了我国高速铁路无砟轨道系统技术。从发展趋势来看，CRTS型板式无砟轨道施工使用自密实混凝土作为充填层材料成为关键步骤，利用自密实混凝土高流动性、高体积稳定性、高间隙通过性和高抗离析性的“四高”特点，使自密实混凝土与轨道板形成“复合板”结构，提高了轨道板的受力条件，增强了轨道的环境适应力和耐持久性。自密实混凝土是仅靠其自重作用而无须振捣便能均匀充填密实成型的高性能混凝土，这极大地提高了混凝土的填充效果，可使骨料分配更加均匀，在其结构下部设中间隔离层，减少了轨道板与充填层缝隙的产生概率。由于其自身的特点，对施工质量控制以及各项性能指标提出了更严格的要求。本文针对铁路工程无砟轨道自密实混凝土板下灌注施工的特点及应用广泛性，对其作出了相应的研究。1工程概况新建江苏南沿江城际铁路站前3标的起讫 里 程 为 DK58+774.65DK83+113.45，正线长度24.339 km，双线长度48.678 km，设计时速350 km/h。采用CRTS型板式无砟轨道。铺设及精调轨道板 9 108块，CRTS型轨道板由上海铁路所属芜湖轨道板厂提供，距离本标段140 km。2总体施工工序无砟轨道是由轨道板、自密实混凝土、隔离层以及设有限位凹槽的钢筋混凝土底座等结构组成（图1、图2）。总体施工工序如下：1）首先，底座板施工前需进行CP基桩测设及评估，待拉毛处理后打开梁面预埋套筒封盖，将连接钢筋拧入套筒中，加工并铺设底座钢筋网，然后安装可调节定型钢模。将自密实混凝土灌注用的轨道板压紧装置，预埋孔设置于底座板侧面距底座板顶面15 cm处，在限位凹槽的四角处布设防裂钢筋后浇筑底座板。2）待混凝土浇筑强度达到设计要求后，可以进行弹性垫层和隔离层施工，隔离层材料选择聚丙烯非织造土工布，弹性垫板嵌入泡沫板后安装在限位凹槽的侧面，再用胶带将接缝封闭。3）根据测量放样出的钢筋位置人工铺设钢筋网片，支承垫块摆放布置为梅花形。摘要针对无砟轨道自密实混凝土板下灌注施工质量问题，从自密实混凝土原材料的选取、配合比、揭板试验、灌注质量控制要点以及解决气泡产生因素，阐述了无砟轨道自密实混凝土施工质量控制要点，从而为今后无砟轨道施工的探索提供了思路及宝贵经验。关键词高速铁路；自密实混凝土；无砟轨道；施工控制中图分类号：U213文献标志码：B文章编号：1008-3707(2023)01-0055-04AbstractAccording to the quality problem of self-compacting concrete slab for ballastless track,the paper discuss each influence factors in the construction:self compacting concrete s raw material control,mix ratio,peeling test,pouring quality control andair bubbles solution.With all demonstrationabove,the paper concludes the key points of construction quality controlofballastlesstrackself-compactingconcrete.Thepaperprovidessignificant ideas and valuable experience for the exploration of ballastlesstrack construction in the future,and shows magnificent reference valueand social benefits.Keywordshigh speed rail;self-compacting concrete;ballastless track;constructionquality controlCRTS型板式无砟轨道自密实混凝土施工质量控制Construction Quality Control of Self-compacting Concrete for CRTS Slab Ballastless Track孙际振SUN Jizhen中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 31300055DOI:10.15874/33-1102/tu.2023.01.003浙江建筑第40卷第1期2023年2月4）放样弹出轨道板轮廓线，利用汽车吊或小型可行走龙门吊将轨道板运输至预定位置，待拆除吊具后安装精调器，做好防止雨水和杂物进入板腔的措施。5）采用TS16全站仪及配套精准标架精调轨道板后压紧轨道板，压紧装置以14a槽钢加焊5 mm厚加劲板制作，两端焊接50 mm槽钢作为封边模板固定装置。将厚12 mm的钢板焊接成“7”字型，然后在底座顶面用螺栓将其固定，每块设不少于3道防侧移装置在钢板内侧并进行封边。模板安装的过程中轨道板不得产生位移现象，确保模板不漏浆、无错台。6）检查轨道板四周模板密封状态，防溢管安装密闭情况和排浆孔设置通顺情况，确保缝边不漏浆且排浆孔顺畅。检查板腔润湿情况，待钢筋、模板及板腔内温度等符合要求后，进行CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土板下灌注施工。3自密实混凝土的工艺试验3.1自密实混凝土的性能要求无砟轨道自密实混凝土性能应满足高速铁路轨道工程施工技术规程（Q/CR96052017）1，性能参数要求见表1。3.2原材料选择、配合比与试验方法3.2.1原材料获取使用符合标准的材料如下：1）水泥：选用江苏省内盘固水泥厂生产的P.O42.5级低碱性水泥，其比表面积、碱含量在内的各项指标均满足要求。2）粉煤灰：选用由国家能源集团谏壁发电厂生产的需水量1的F类级粉煤灰。3）膨胀剂：选用型膨胀剂，其具有早期膨胀率低、后期膨胀作用时间久的特点，可减少收缩现象。4）粘改剂：选用TZ-型膨胀剂有效解决自密实混凝土拌和物离析、泌水、气泡问题以及增加混凝土保水性。5）粗、细骨料：采购河砂主要产自江西赣江，碎石主要产自江西彭泽。粗骨料应当使用线胀数值低、粒形优良、质地较硬的碎石，针片状颗粒占比不应高于5个百分点，细骨料含水率应控制在1%以内，最大的公称粒径不大于16 mm。6）减水剂：选用聚羧酸型高效减水剂 2，减少混合物的黏结气泡和粘滞阻力，降低收缩率，以提高混凝土密实性。7）引气剂，保塌时长应在2 h以上，含气量最佳宜控制在5%左右，最理想工作时长应在35 h。3.2.2小料机试拌采用中南大学提供的自密实混凝土初始配合比进行60 L混凝土小搅拌机试拌试验，在项目部2#拌和站试验室小料机进行8次试拌，见表2。小料机试拌效果总结：经过调整，解决了混凝土的各项指标问题，新拌混凝土粘聚性较好、无气泡溢出、无泌水泌浆的现象，满足规范要求。3.2.3拌和站试拌根据小料机试拌确定的配合比在2#拌和站试拌8次，见表3。拌和站试拌效果总结：新拌混凝土的性能与小料机试拌的性能有一定差异，混凝土对原材含水率特别敏感 4，须严格控制。通过调整外加剂配方和掺量，提高砂率，新拌混凝土粘聚性较好、无气泡溢出、无泌水泌浆的现象，保坍性及流动性均满足要求，调整后最终配合比见表4。3.3自密实混凝土揭板试验3.3.1揭板检查通过拌和站试验，在确保拌和物性能满足要求的基础上，项目部模拟混凝土罐车施工2 h运距进行第一块轨道板自密实混凝土灌注，拌和物性能指标基本满足要求，待混凝土灌注1 d后，用吊车将轨道板揭起，对本次灌注轨道板直线段1块，曲线段1块外观的质量、厚度、强度进行了检查和试验，发现有大小气泡、骨料分布不均匀等质量问题，见表5、图3。图1直线地段断面图2曲线地段断面项目技术要求坍落扩展度/mm680扩展时间T500/s37J环障碍高差/mm18泌水率0L型仪充填比0.9含气量/%3竖向膨胀率/%01.0表 1自密实混凝土性能要求56Zhejiang Construction,Vol.40,No.1,Feb.2023序号12345678调整内容按照混凝土的初始配合比试拌调整外加剂增加消泡组分掺量适当微调减水剂增加两个砂率模拟测试保坍性能增加保坍组分掺量重复试验调整后新拌自密实混凝土指标扩展时间 T500=7.3 s，坍落扩展度SF=540 mm，含气量 Va=8.2%扩展时间 T500=5.9 s，坍落扩展度 SF=645 mm，含气量Va=9.9%扩展时间 T500=5.8 s，坍落扩展度SF=640 mm，含气量Va=7.9%扩展时间 T500=4.6 s，坍落扩展度SF=650 mm，含气量Va=8.3%扩展时间 T500=4.6 s，坍落扩展度 SF=665 mm,J 环高差=12 mm，L型仪充填比=0.96，含气量Va=7.6%扩展时间 T500=4.8 s，坍落扩展度SF=655 mm，含气量 Va=7.9%扩展时间 T500=4.6 s，坍落扩展度SF=665 mm，含气量 Va=8.6%扩展时间T500=4.5 s，坍落扩展度 SF=650 mm，J环高差=10 mm，L型仪充填比=0.96，含气量Va=8.6%3；扩展时间T5002h）=5.1 s，坍落扩展度 SF2h）=610 mm，J环高差=12 mm，L型仪充填比=0.94，含气量Va2h）=7.2%备注混凝土的扩展度低,流动性不太好，应调整外加剂的掺量混凝土的坍落扩展度满足,含气量过高，下一步需要增加消泡组分掺量混凝土的流动性不足，又适当微调了减水剂混凝土的流动性、扩展时间、坍落扩展度、含气量均满足要求，但是混凝土包浆不好，下一步增加两个砂率混凝土的坍落扩展度、含气量、扩展时间、J 环高差、L型仪充填比均满足要求，下一步测试混凝土的保坍性能模拟测试混凝土的保坍性能不足，增加保坍组分掺量模拟测试混凝土的保坍性能满足2 h要求，流动性、扩展时间、坍落扩展度、含气量均满足要求原材料较稳定，下一步在大搅拌机上试拌表2小料机试拌调整过程序号12345678调整内容按小料机试拌试验得出的配合比拌制，容量为2 m3调整外加剂掺量调整砂率至50%采用混凝土罐车模拟施工2 h采用混凝土罐车模拟施工3 h增加保坍组分，调整减水剂参数稳定灌注稳定灌注调整后新拌自密实混凝土指标扩展时间 T500=6.4 s，坍落扩展度 SF=580 mm，含气量 Va=7.5%扩展时间 T500=4.8 s，坍落扩展度 SF=620 mm，含气量 Va=8.7%扩展时间T500=4.2 s，坍落扩展度SF=630 mm，含气量Va=8.5%扩展时间T500，2 h）=5.6 s，坍落扩展度 SF2h）=600 mm，J 环高差=10 mm，L型仪充填比=0.97，含气量Va2h）=8.0%扩展时间T5003h）=7.2 s，坍落扩展度 SF3h）=540 mm，J 环高差=14 mm，L型仪充填比=0.93，含气量Va3h）=7.8%，扩展时间T5003h）=5.5 s，坍落扩展度 SF3h）=605 mm，J 环高差=11 mm，L型仪充填比=0.96，含气量Va3h）=8.2%扩展时间 T500=3.9 s，坍落扩展度 SF=640 mm，含气量 Va=8.4%扩展时间 T500=4.3 s，坍落扩展度 SF=645 mm，含气量 Va=8.2%备注混凝土的扩展度低,流动性不太好，应调整外加剂的掺量混凝土的流动性、扩展度指标满足规范要求，但观察混凝土表面有泌浆的现象，需对砂率进行调整混凝土气泡稳定，流动性好，采用混凝土罐车模拟施工，下一步对2 h保坍状态进行试验确定混凝土的 2 h保坍性能满足要求,下一步对3 h保坍性能进行试验混凝土3 h