萬　軼

(中鐵八局集團(tuán)第四工程有限公司, 四川成都 610031)

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板式無砟軌道CA砂漿層維修技術(shù)

萬軼

(中鐵八局集團(tuán)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(shí)間控制不當(dāng)，以及氣溫變化過大、風(fēng)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(fù)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(yùn)專線、高速鐵路建設(shè)一直處于快速發(fā)展中。通過引進(jìn)、吸收及再創(chuàng)新，我國無砟軌道設(shè)計(jì)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求都達(dá)到了當(dāng)今世界最先進(jìn)的一流客運(yùn)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(yùn)專線、高速鐵路上廣泛使用，如成渝、石太、武廣客運(yùn)專線等。

高速鐵路板式無砟軌道建成并投入運(yùn)營一段時(shí)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(jìn)行處理，在列車運(yùn)行時(shí)由于軌道板的振動(dòng)以及鋼筋銹蝕而加重，會影響到軌道板的使用壽命。嚴(yán)重時(shí)，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(yīng)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(dǎo)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(jìn)行修補(bǔ)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(yùn)行，防止破損情況延續(xù)，必須盡快對離縫進(jìn)行修補(bǔ)。

2　修補(bǔ)材料的比選

砂漿墊層破損都發(fā)生在線路運(yùn)營后，維修施工只能安排在天窗時(shí)間，且不能對軌道過大擾動(dòng)。填充材料必須滿足常溫下流動(dòng)性、快硬性、耐久性，且具有足夠的強(qiáng)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(jìn)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(jìn)劑的添加量調(diào)整工作時(shí)間，在常溫下快速硬化，同時(shí)又可滲入微小縫隙的彈性填充補(bǔ)強(qiáng)材料。該修補(bǔ)材料特點(diǎn)有：(1)混合液粘度低，流動(dòng)性良好；(2)硬化性良好，可在1 h內(nèi)硬化并產(chǎn)生強(qiáng)度；(3)在低溫的環(huán)境下，通過添加適當(dāng)?shù)墓袒瘎┖凸袒龠M(jìn)劑，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)硬化并表現(xiàn)出強(qiáng)度的同時(shí)，保證足夠的施工時(shí)間；(4)微小縫隙濕潤存有積水時(shí)，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(bǔ)施工工藝

3.1工藝流程

CA砂漿離縫修補(bǔ)工藝流程見圖1。

圖1　CA砂漿離縫修補(bǔ)工藝流程

3.2施工準(zhǔn)備

為保證軌道整體平順性和穩(wěn)定性，對砂漿墊層的修補(bǔ)一次只對一塊軌道板進(jìn)行修復(fù)；施工前對待修補(bǔ)的軌道板和CA砂漿層進(jìn)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(jī)具和材料準(zhǔn)備情況，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，修補(bǔ)材料齊備；對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和既有線施工安全操作培訓(xùn)；嚴(yán)格按照既有線管理相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，落實(shí)登記要點(diǎn)，并配備好相應(yīng)的防護(hù)安全人員。

表1　修補(bǔ)樹脂液性能

表2　材料固化后的性能

修復(fù)施工前設(shè)置軌道支護(hù)，確保在清除破損砂漿、充填修補(bǔ)樹脂和修補(bǔ)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(bǔ)材料時(shí)，在灌注壓力作用下軌道板不上浮。

3.3清理作業(yè)

支護(hù)作業(yè)完成后，鑿除破損砂漿，并使用高壓風(fēng)機(jī)對砂漿表層、軌道板下表面及底座板上表面灰塵和松動(dòng)顆粒進(jìn)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(yīng)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(dòng)；采用低壓水槍沖洗后，應(yīng)用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)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(jìn)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(jìn)行封堵。封補(bǔ)圍擋如圖2所示。

圖2　封補(bǔ)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(jìn)行拌和，轉(zhuǎn)速約為30～50 r/min。拌和時(shí)，上下左右充分?jǐn)嚢瑁獙⑼暗椎某恋砣繑嚻?，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(yán)格控制攪拌與灌注之間的時(shí)間間隔，防止時(shí)間過長導(dǎo)致混合材料失效，施工作業(yè)中斷時(shí)，應(yīng)計(jì)時(shí)對攪拌器、攪拌容器、灌注容器等用具進(jìn)行清洗，廢罐、廢液應(yīng)妥善處理。

3.6灌注

由于丙烯類樹脂硬化時(shí)間受溫度影響較大，氣溫低于5℃時(shí)，2 h后抗壓強(qiáng)度難于達(dá)到0.1 MPa，因此在氣溫低于5℃的條件下嚴(yán)禁施工。

安裝灌注管前，檢查灌注管是否通暢，灌漿機(jī)運(yùn)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(jī)從離排氣孔最遠(yuǎn)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(yán)格控制灌注時(shí)間，灌注時(shí)間過長，會造成材料凝固，發(fā)生堵管；同時(shí)也會造成縫隙填充不足的情況。灌注過程中，當(dāng)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(shí)也方便下次使用，立即使用清洗液將注射槍和高壓灌漿機(jī)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(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)樹脂材料固化后，拆除圍擋，檢查修補(bǔ)情況，如填充不密實(shí)可重復(fù)上述步驟進(jìn)行二次修補(bǔ)。

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(jìn)行鏟除；切除軌道板和底座間多余的修補(bǔ)材料，切除后采用打磨機(jī)進(jìn)行打磨，保持表面平整。結(jié)束修補(bǔ)過程，清理器材并對施工現(xiàn)場進(jìn)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(shí)間有限，線路恢復(fù)速度快的特點(diǎn)，通過對修補(bǔ)材料的必選，制備符合要求的修補(bǔ)材料；制定科學(xué)合理的施工工藝，通過實(shí)踐表明，采用該技術(shù)維修的CA砂漿層在后期運(yùn)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(yīng)用。

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[定稿日期]2016-01-29