朱海城

(哈大鐵路客運(yùn)專線公司，遼寧沈陽 110002)

嚴(yán)寒地區(qū)客運(yùn)專線CRTSⅠ型軌道板預(yù)制質(zhì)量控制

朱海城

(哈大鐵路客運(yùn)專線公司，遼寧沈陽 110002)

哈大客運(yùn)專線全線采用CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土板，軌道板預(yù)制質(zhì)量對于軌道的平順性和安全性有重要作用。文章介紹了CRTSⅠ型軌道板板廠的規(guī)劃和建設(shè)，分析了嚴(yán)寒地區(qū)軌道板生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)和流程，介紹了軌道板生產(chǎn)所需原材料和結(jié)構(gòu)配件的檢驗(yàn)方法，及軌道板預(yù)制過程中質(zhì)量控制措施，經(jīng)檢驗(yàn)全線16個預(yù)制軌道板廠生產(chǎn)的352 246塊軌道板，未發(fā)生質(zhì)量事故。

嚴(yán)寒地區(qū) 客運(yùn)專線 CRTSⅠ型 預(yù)制

1 工程概況

哈大鐵路客運(yùn)專線是我國“四縱四橫”客運(yùn)專線網(wǎng)規(guī)劃中京哈客運(yùn)專線的重要組成部分，全線縱貫東北三省，途經(jīng)三個省會城市(哈爾濱、長春、沈陽)，1個計(jì)劃單列市(大連)和6個地級市(營口、鞍山、遼陽、鐵嶺、四平、松原)，線路正線全長904 km。哈大客專全線屬中溫帶亞濕潤季風(fēng)區(qū)氣候，年平均氣溫4.4℃～8.4℃，極端最高溫度36.1℃ ～39.8℃，極端最低溫度-39.9℃ ～-32.8℃，最大積雪厚度17～30 cm，最大季節(jié)凍土深度137～205 cm。

哈大客運(yùn)專線設(shè)計(jì)時速為350 km/h，軌道結(jié)構(gòu)主要由混凝土底座、凸形擋臺及周圍填充樹脂、乳化瀝青砂漿調(diào)整層、軌道板、WJ-7B扣件(含充填式墊板)和60 kg/m鋼軌組成。全線采用CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土板，混凝土強(qiáng)度等級為C60，其類型為預(yù)應(yīng)力平板(P)，按軌道板長度主要分為4 962 mm、3 685 mm、4 856 mm，寬度均為2 400 mm，厚度均為200 mm(不含20 mm高承軌臺)，CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土板結(jié)構(gòu)見圖1～圖3。

2 預(yù)制軌道板板場的建設(shè)

無砟軌道板場建立由廠長負(fù)責(zé)的組織機(jī)構(gòu)，管理工作按照作業(yè)總隊(duì)管理模式，分職能建立各部室，作業(yè)層以工作內(nèi)容劃分工班。在人員配置上，軌道板場工程技術(shù)人員需求量較大，尤其是精測人員，施工高峰期在模具周期性檢驗(yàn)，預(yù)埋套管檢驗(yàn)、成品板檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)人員缺口較大。

無砟軌道板場建設(shè)盡量避免大批軌道板集中在同一板場預(yù)制或大批軌道板集中同一單位預(yù)制，盡量滿足從預(yù)制到鋪設(shè)完成總成本費(fèi)用最省和制鋪工期較合理的原則。

應(yīng)當(dāng)依據(jù)軌道板生產(chǎn)工藝流程、技術(shù)要求、工期要求規(guī)劃軌道板場地，必須做到分區(qū)明確、流程順暢、管理方便、滿足工期要求。規(guī)劃時要將辦公生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)嚴(yán)格區(qū)分，生產(chǎn)區(qū)宜分隔為：蒸汽供應(yīng)和控制區(qū)、混凝土拌合站、鋼筋加工和綁扎區(qū)、制板區(qū)、張拉封錨區(qū)、水養(yǎng)區(qū)、存板區(qū)、出廠檢驗(yàn)區(qū)。認(rèn)真規(guī)劃各區(qū)之間的連接或交叉方式，對場內(nèi)蒸汽管道、供電線路和控制柜、供水管道等布設(shè)要合理便捷。重點(diǎn)關(guān)注拌合站與制板區(qū)工作聯(lián)系、室內(nèi)水養(yǎng)池容積和存板區(qū)面積，充分考慮冬季施工因素，滿足冬施要求，避免發(fā)生重建擴(kuò)建等現(xiàn)象。

圖1 路基地段橫斷面示意(單位：mm)

3 軌道板生產(chǎn)及質(zhì)量控制

3.1 軌道板生產(chǎn)工藝流程

軌道板生產(chǎn)的關(guān)鍵工序主要包括預(yù)埋件安裝、骨架絕緣性能檢測、混凝土灌注、蒸氣養(yǎng)護(hù)和張拉封錨作業(yè)，見圖4。

3.2 原材料技術(shù)要求

軌道板生產(chǎn)所需原材料主要包括水泥、摻合料、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑、冷拔鋼絲、普通鋼筋、環(huán)氧涂層鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼棒、絕緣套管、起吊套管和綜合接地端子等。軌道板生產(chǎn)所采用的各類原材料、構(gòu)配件，應(yīng)具有制造廠家的質(zhì)量合格證明書或第三方檢測機(jī)構(gòu)出具的質(zhì)量合格檢驗(yàn)報告單，所有原材料的技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.1 預(yù)應(yīng)力鋼棒質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力筋采用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼棒PCB13-1420-35-L-P-GB/T 5223.3標(biāo)準(zhǔn)型，其質(zhì)量應(yīng)符合《CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土軌道板用預(yù)應(yīng)力鋼棒體系暫行技術(shù)條件》規(guī)定。哈大客專無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒是由施工單位自采的甲控物資，全線共有5個廠家，由于個別廠家制作工藝問題，哈大客專出現(xiàn)少量鋼棒斷裂情況，目前已更換完畢，并按鐵道部要求采取了防護(hù)措施。從此過程可以看出，各單位在鋼棒材質(zhì)、擠塑工藝和套管黏結(jié)力等問題上重視不足，檢查檢驗(yàn)措施不到位，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控。

圖4 軌道板生產(chǎn)工藝流程

3.2.2 模板質(zhì)量控制

軌道板模板采用鋼模，模板的結(jié)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，并能夠保證模板在設(shè)計(jì)規(guī)定周轉(zhuǎn)期內(nèi)不變形。模板既要能控制軌道板形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，又要便于安裝拆卸。預(yù)埋件的安裝及混凝土的灌注，接縫必須嚴(yán)實(shí)，確?；炷猎趶?qiáng)烈的振動下不漏漿，避免出現(xiàn)蜂窩、麻面等現(xiàn)象，模板系統(tǒng)必須配置足夠振動設(shè)備，保證不出現(xiàn)振搗盲區(qū)，多以平板振動器為主，振搗棒為輔。

模板日常檢查應(yīng)在每循環(huán)作業(yè)前進(jìn)行，主要檢查模板外觀、平整度、倒角成型槽口、標(biāo)識牌、定位銷松緊及損壞、模板各定位連接件完好情況、振動器支架完好情況，退模裝置和起板裝置完好情況。模板的外觀質(zhì)量主要檢查模板表面清渣、脫模劑涂刷質(zhì)量，扣件預(yù)埋絕緣套管預(yù)留孔處是否有雜物、變形，承軌臺位置定位裝置凹槽內(nèi)混凝土是否清理干凈，模板四壁是否清渣徹底，各個配件、模板上表面是否存在裂紋和破損現(xiàn)象。

模板的日常檢查應(yīng)根據(jù)施工單位的模板總套數(shù)，按照平均每天檢查總數(shù)量的1/7，以保證每周對每套模板輪流檢查一次。如在檢查過程中發(fā)現(xiàn)不合格，應(yīng)及時進(jìn)行維修，并加大檢測頻率，尤其在預(yù)制階段后期，模板維修量加大，模板檢查工作尤為重要。模板工程技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 模板工程技術(shù)指標(biāo)

3.2.3 鋼筋質(zhì)量控制

1)鋼筋胎具

為保證鋼筋綁扎精度，軌道板預(yù)制工程的鋼筋綁扎工序要求使用綁扎胎模。從哈大客專的使用情況看，綁扎胎具能準(zhǔn)確保證鋼筋位置和間距。胎具組成包括型鋼施工平臺和木胎模，施工平臺與地面連接，保證平臺牢固、穩(wěn)定，將木胎模和型鋼施工平臺連成一體，按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的間距要求，在木胎具上割槽口，將待綁扎鋼筋卡在槽里保證鋼筋間距的準(zhǔn)確性。在胎模具的四邊用方木作支擋，綁扎時將縱、橫向筋的彎鉤貼緊此方木，保證鋼筋保護(hù)層厚度均勻，并且不超出允許誤差范圍。木胎具可采用5 cm厚木板和10.5 cm×5.0 cm方木加工而成。

2)環(huán)氧涂層鋼筋加工

環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的加工應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，除滿足普通鋼筋的彎制要求外還應(yīng)將鋼筋彎曲機(jī)彎折部位用尼龍?zhí)坠馨?，確保表面涂層不破損且鋼筋端部彎折應(yīng)利用機(jī)具一次成形，不能進(jìn)行回復(fù)操作，避免涂層脫落。

3)鋼筋骨架絕緣性能檢測

混凝土澆筑前，應(yīng)用500 V兆歐表測量確認(rèn)鋼筋骨架的絕緣性能，電阻應(yīng)不小于2 MΩ。如檢測不合格，不得澆筑混凝土，應(yīng)查明原因并調(diào)整，直至合格方可澆筑混凝土。

鋼筋骨架絕緣性能測試方法：搖動500 V兆歐表，測試骨架上層縱向、橫向兩相鄰鋼筋間，下層縱向、橫向兩相鄰鋼筋間，上層與下層鋼筋間的電阻值，如果兆歐表電阻值不小于2 MΩ，則表明該骨架鋼筋絕緣。如在檢測過程中出現(xiàn)兆歐表電阻值小于2 MΩ時，則表明鋼筋間形成回路，應(yīng)立即對該根鋼筋進(jìn)行處理，直至合格。

3.3 混凝土工程

根據(jù)“CRTSⅠ型板式無砟軌道標(biāo)準(zhǔn)軌道板設(shè)計(jì)圖”哈大客專通(軌)01設(shè)計(jì)要求，軌道板板體混凝土強(qiáng)度等級為C60，靜力抗壓彈性模量36.5 GPa?；炷恋奶涠纫话惆?0～100 mm進(jìn)行控制，混凝土的入模含氣量應(yīng)不大于3%?；炷吝\(yùn)輸采用運(yùn)輸車配合料斗運(yùn)輸，配置混凝土運(yùn)輸車、料斗數(shù)量需滿足運(yùn)輸能力、混凝土凝結(jié)速度和澆筑速度的需要，保證澆筑過程連續(xù)進(jìn)行。運(yùn)輸途中應(yīng)確保混凝土不得發(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水及坍落度損失過多現(xiàn)象，這就要求在板場功能劃分時，要充分考慮拌合站的位置及混凝土的運(yùn)輸路徑，并預(yù)留冬季施工期間的保溫條件。

3.3.1 混凝土灌注

混凝土拌合物入模溫度應(yīng)為5℃ ～30℃，當(dāng)晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，應(yīng)采取保溫措施，并按冬季施工處理;混凝土入模含氣量不大于3%;混凝土坍落度一般控制在60～100 mm，在生產(chǎn)過程中，根據(jù)存在的問題在控制范圍內(nèi)調(diào)節(jié)坍落度值，避免出現(xiàn)蜂窩麻面等缺陷。

混凝土灌注一次成型，不得增補(bǔ)或接長，采取混凝土從模板一端向另一端延伸的辦法布料，混凝土澆筑分兩層連續(xù)進(jìn)行，均勻布料，盡量縮短灌注時間，同一軌道板混凝土灌注時間一般控制在15 min內(nèi)，如發(fā)生緊急情況中斷灌注及時清除已澆筑混凝土。在實(shí)際施工中，布料的方式和時間直接影響軌道板裂紋問題，在錨穴部位由于間距較小，在布料過程中要加強(qiáng)監(jiān)控避免集料現(xiàn)象，在哈大客專的實(shí)踐過程中，此法大大減少了錨穴間裂紋問題。

混凝土采用附著式振搗器進(jìn)行振搗，第一層布料完成后，充分振搗后再放入另一層混凝土，第二次振搗過程中注意將局部多余混凝土鏟掉，混凝土不夠的地方及時補(bǔ)料、振平。每層布料厚度約10 cm，振搗時間根據(jù)混凝土密實(shí)情況可適當(dāng)調(diào)整。尤其在邊角位置要加強(qiáng)監(jiān)控，避免出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。振動器控制箱操作人員必須仔細(xì)觀察混凝土表面，防止欠振和過振，以混凝土表面不再下沉、無明顯汽泡、表面適度泛漿為宜?；炷琳駬v密實(shí)后用抹子抹平混凝土表面，注意填邊填角。表面抹平但不進(jìn)行壓光處理，終凝前嚴(yán)禁踩踏。收完面后，將側(cè)模、端模邊上等處的混凝土清理干凈。每次澆筑混凝土振動過程中，必須檢查端側(cè)模緊固件是否松動、脫落?；炷聊婧?，及時覆蓋棚布，靜停保溫，并及時填寫混凝土施工記錄。

3.3.2 混凝土養(yǎng)護(hù)

軌道板混凝土養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)混凝土的濕度和溫度控制。軌道板養(yǎng)護(hù)分為蒸汽養(yǎng)護(hù)、水中養(yǎng)護(hù)和灑水養(yǎng)護(hù)。哈大客專軌道板蒸氣養(yǎng)護(hù)采用自動溫控系統(tǒng)，蒸氣控制溫度與實(shí)測棚內(nèi)溫度偏差不宜超過±5℃。溫度的控制能較好地預(yù)防軌道板裂紋問題，嚴(yán)格控制板面溫度與篷布空間溫度不大于5℃。

1)蒸養(yǎng)工藝

蒸汽養(yǎng)護(hù)全過程分為靜置、升溫、恒溫、降溫四個階段。①靜置期：混凝土灌注完畢至混凝土初凝之前的養(yǎng)護(hù)期為靜置期。靜置期間應(yīng)保持棚溫5℃～30℃，時間3 h以上。②升溫期：升溫速度不得大于15℃/h。③恒溫期：恒溫時蒸汽溫度不宜超過45℃，芯部混凝土溫度不應(yīng)超過55℃，最高溫度的持續(xù)時間不宜超過6 h。④降溫期：降溫速度不應(yīng)大于15℃/h，脫模時，軌道板表面與環(huán)境溫差不應(yīng)大于15℃。

各施工單位需配置軌道板的自動測溫、調(diào)溫裝置(自動溫控設(shè)備)用于混凝土的養(yǎng)護(hù)，并能電腦自動生成溫度曲線。每塊板拆模前都應(yīng)有養(yǎng)護(hù)溫度和環(huán)境溫度曲線圖資料，每個工作班至少有兩塊(一個工班少于20塊可取一塊)混凝土芯部溫度記錄，并與養(yǎng)護(hù)溫度、環(huán)境溫度共同構(gòu)成三個曲線反應(yīng)在一張圖上形成資料。自動溫控裝置宜能對每一臺座單獨(dú)進(jìn)行監(jiān)測控制，不宜將同一排、同一列制板臺座串聯(lián)集中進(jìn)行控制。溫度記錄資料應(yīng)及時進(jìn)行收集整理，記錄資料應(yīng)妥善保管。

2)水中養(yǎng)護(hù)

軌道板的水中養(yǎng)護(hù)應(yīng)在具有控溫措施的廠房內(nèi)進(jìn)行。軌道板從脫模后環(huán)境溫度應(yīng)＞5℃，并灑水養(yǎng)護(hù)保持板處于濕潤狀態(tài)，在保證張拉后封錨靜置＞2 h的條件下，脫模至入水時間不宜大于8 h，特殊條件下不大于10 h。注意事項(xiàng)：①水養(yǎng)應(yīng)在具有控溫措施的廠房內(nèi)進(jìn)行，池內(nèi)最低水溫不應(yīng)低于5℃，軌道板板體與養(yǎng)護(hù)水溫差＞15℃時不得入池，水中養(yǎng)護(hù)完成后板體表面與環(huán)境溫差＞15℃時不得出池。②水中養(yǎng)護(hù)時軌道板需全部浸沒在養(yǎng)護(hù)水內(nèi)。③軌道板水中養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)小于3 d，并填寫?zhàn)B護(hù)記錄單，記錄軌道板脫模時間、入池時間和出池時間，記錄時間應(yīng)精確至小時。④軌道板脫模后，入水養(yǎng)護(hù)前，應(yīng)對軌道板采取灑水養(yǎng)護(hù)措施，保證板面混凝土濕潤。

3.4 預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制

3.4.1 自動張拉系統(tǒng)

預(yù)應(yīng)力施工是CRTS I型無砟軌道板預(yù)制過程中關(guān)鍵工序之一，哈大客專全線均采用軌道板自動張拉控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動控制并記錄張拉力，自動在軌道板邊生成壓痕，減少人為因素的影響，確保張拉質(zhì)量。張拉前要校正預(yù)應(yīng)力鋼棒外露長度，滿足設(shè)計(jì)要求。張拉時應(yīng)控制千斤頂進(jìn)油速度，千斤頂進(jìn)油至初始油壓，在此過程中要撥正千斤頂，使千斤頂與錨具對中，鋼棒、錨具、千斤頂三者同心。張拉完成后，以伸長值作為校核，實(shí)測伸長值與設(shè)計(jì)伸長值的差值不超過1 mm?？刂茟?yīng)力持荷時間不小于1 min。預(yù)應(yīng)力張拉順序?yàn)橄葯M向后縱向，橫向預(yù)應(yīng)力筋采用單向張拉，固定端預(yù)應(yīng)力筋螺紋外露量控制在8～10 mm;縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉從中間向兩側(cè)，兩端同步張拉，并應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋兩端伸長量基本一致。

3.4.2 鋼膠結(jié)合錨穴成孔器

封錨砂漿應(yīng)分層填壓，采用空氣錘對砂漿進(jìn)行振搗，頻率不小于1 000 Hz，振搗力不小于3 kg，振搗次數(shù)不得少于3次，每次不少于20 s。封錨砂漿表面較軌道板表面下凹(2±2)mm，為防止軌道板錨穴處混凝土薄弱處開裂，哈大客專部分軌道板采用了在錨穴成孔器上加設(shè)硅膠條成槽工藝來替代錨穴面鑿毛工序。在鋼棒斷裂試驗(yàn)中，充分驗(yàn)證了鋼膠結(jié)合錨穴成孔器的作用，封錨砂漿與錨穴處混凝土的結(jié)合優(yōu)于鑿毛工藝。

3.5 軌道板運(yùn)輸與成品檢驗(yàn)

封錨完畢2 h后再利用龍門吊(桁車)將軌道板單側(cè)垂直吊裝進(jìn)養(yǎng)護(hù)池進(jìn)行水中養(yǎng)護(hù)，完成不少于3 d的水中養(yǎng)護(hù)后，再吊運(yùn)至存放區(qū)立放，并采取防傾覆措施。

在哈大客運(yùn)專線軌道板預(yù)制施工中，由施工單位聯(lián)合測繪公司共同研發(fā)出了一套專門針對軌道板模型與成品檢測系統(tǒng)，主要包括軌道板模型與成品的檢測儀器、方法及計(jì)算軟件，主要是通過全站儀、精密電子水準(zhǔn)儀等儀器對軌道板模型中絕緣套管定位孔、板面平整度與成品的絕緣套管位置、板面平整度進(jìn)行檢測并通過軟件快捷地計(jì)算出偏差值。軌道板外形尺寸偏差見表2，外觀質(zhì)量要求見表3。

表2 軌道板外形尺寸偏差

表3 軌道板外觀質(zhì)量要求

4 結(jié)語

哈大客運(yùn)專線全線共設(shè)置16個預(yù)制軌道板廠(其中TJ-1標(biāo)段6個、TJ-2標(biāo)段3個、TJ-3標(biāo)段7個)，共計(jì)制板數(shù)量約352 246塊，正是由于嚴(yán)格實(shí)施了軌道板生產(chǎn)質(zhì)量控制措施，未發(fā)生質(zhì)量事故。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)［2005］160號 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］中華人民共和國鐵道部.科技基［2005］101號 客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件［S］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［3］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運(yùn)專線CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土軌道板暫行技術(shù)條件［S］.北京：中國鐵道出版社，2008.

［4］趙國堂，李昌寧，鐘海江.CRTSⅠ型軌道板張拉與水養(yǎng)順序問題的探討［J］.鐵道建筑，2010(11)：123-126.

U213.2+44

B

1003-1995(2012)05-0153-05

2012-02-25;

2012-03-20

朱海城(1980— )，男，遼寧康平人，工程師。

圖2 橋梁地段(32 m簡支梁)橫斷面示意(單位：mm)

圖3 隧道地段橫斷面示意(單位：mm)

(責(zé)任審編 王 紅)