曹振洲 / 中鐵二十一局集團有限公司

鐵路無砟軌道施工混凝土工藝質(zhì)量控制研究

曹振洲 / 中鐵二十一局集團有限公司

近年來我國鐵路無砟軌道工程的規(guī)模與數(shù)量都有顯著的增加，這在一定程度上對鐵路無砟軌道工程的功能結(jié)構(gòu)提出較高的要求，為了進一步提升鐵路無砟軌道工程的施工水平，必須重視混凝土工藝的質(zhì)量的控制。本文即結(jié)合具體工程案例詳細闡述了鐵路無砟軌道施工混凝土工藝質(zhì)量控制措施。

鐵路；無砟軌道；混凝土；澆筑；養(yǎng)護

一、工程概況

我國某高速鐵路標段全長35km，其中路基區(qū)間35段，橋梁32座，涵洞27座，隧道9座。CRTS－Ι型雙塊式無砟軌道單延米70km，均處于山嶺重丘區(qū)位置，共需澆筑C40混凝土5000m3，且施工期緊，精度要求高，對現(xiàn)場施工組織及質(zhì)量控制提出了較高的要求。

二、無砟軌道施工技術(shù)難點

相較于普通鐵路，高速鐵路無砟軌道的施工工藝表現(xiàn)的更加復(fù)雜，技術(shù)難點包括如下幾個方面。

（一）地基沉降與變形

無砟軌道是需要通過扣件系統(tǒng)來維持整體形態(tài)的，這也就意味著必須要采用更加經(jīng)濟且合理化的處理措施，才能夠保證軌道地基的穩(wěn)定性達到應(yīng)有標準。

（二）軌道精調(diào)要求極高

軌距誤差不得大于1 mm，高程不得大于 2 mm，中線偏差不得大于 2mm，軌道變化率不得大于 1/1 500，其遠遠超過混凝土施工規(guī)范的誤差要求。鑒于精調(diào)本身受外界因素影響較大，因此，如何保證在不同環(huán)境條件、不同施工條件下軌道精調(diào)數(shù)據(jù)的精確性以及軌道的平順性是無砟軌道控制的難點。

（三）混凝土質(zhì)量控制難度大

CRTS－Ι雙塊式無砟軌道道床板寬 280 cm，高 26 cm，在隧道和路基地段均為連續(xù)澆筑，且間距 65 cm 預(yù)埋混凝土軌枕。道床板混凝土屬薄層混凝土，混凝土施工質(zhì)量受溫度、環(huán)境及配合比影響較大，且因線路所處地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，路橋隧涵交錯布置，在各結(jié)構(gòu)物不均勻沉降影響下如何保證道床板混凝土不開裂、不變形等是該地區(qū)無砟軌道施工的控制重點。

三、鐵路無砟軌道施工混凝土工藝質(zhì)量控制

（一）混凝土配合比設(shè)計

無砟軌道混凝土對拌合物性能的要求是和易性良好、流動性良好、不粘稠、好壓光、收縮率小，因此應(yīng)優(yōu)先使用強度等級大于42.5的普通硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥且標準稠度低的水泥，所用的砂、石、水等材料均應(yīng)符合《技術(shù)規(guī)范》的要求，細骨料且必須級配良好，粗骨料宜選用質(zhì)地堅硬、級配良好、針片狀少、空隙率小的碎石，同時為滿足大體積混凝土的要求必要時對骨料進行降溫并使用低溫水或加冰屑拌合混凝土。

（二）混凝土攪拌

這一環(huán)節(jié)中需要注意到水灰比的比例要求。不同混凝土的性質(zhì)差異決定了骨料、水泥和添加劑的比例也是不同的，在確定好比例之后就需要進行混凝土攪拌工作。由于混凝土的性質(zhì)與天氣有著密切的聯(lián)系，例如在下雨天混凝土的含水量會有明顯提升。因此施工方需要注意到外界因素對于混凝土攪拌的影響，然后對材料比例進行合理控制，才能讓攪拌工作的穩(wěn)定性得到提升。另外一方面就是添加劑的使用。添加劑的使用要注意到誤差，切勿因為添加劑的使用不當影響到混凝土的整體結(jié)構(gòu)。攪拌過程中要做到均勻，將所有材料進行充分拌和。

（三）混凝土運輸

要做好混凝土運輸過程中的質(zhì)量控制措施，必須注意運輸過程中的溫度、時間。溫度不能太高或者是太低，運輸過程中盡量避免沁水、離析、漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，同時注意保護混凝土坍落度。運輸時，要注意時間不能太長，因此，要根據(jù)具體路程，選擇合適的運輸方式，根據(jù)工程量的實際情況，確定混凝土的具體運輸方案；混凝土的運輸工具選擇，要有利于保護混凝土的強度。除此之外，要盡量減少運輸?shù)拇螖?shù)，以免影響混凝土質(zhì)量。

（四）混凝土澆筑

混凝土的使用對于無砟軌道整體性的要求有所提升，而混凝土常見的問題包括裂縫、孔隙等。所以為了提升施工質(zhì)量就需要采用分層澆筑技術(shù)。

分層澆筑法主要是指在施工之中，澆筑作業(yè)分層進行，以保證澆筑作業(yè)的質(zhì)量。在澆筑的過程之中，首先要注意的就是澆筑的連續(xù)性。連續(xù)澆筑可以避免在澆筑過程之中出現(xiàn)混凝土接縫，影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)的強度和質(zhì)量。其次，在澆筑時還要注意混凝土的攤鋪厚度，不同的混凝土材料配比決定了在工程的進行之中不同的攤鋪厚度。一般來說，混凝土的攤鋪厚度主要是由混凝土自身的和易性以及振搗作用所決定的。除此之外，澆筑混凝土?xí)r的運輸方式也要求混凝土具有不同的攤鋪厚度，泵送方式要求混凝土的攤鋪厚度不超過 600mm，人工運輸以及澆筑混凝土?xí)r，要求攤鋪厚度不能超過 400mm。在澆筑之前，混凝土要進行攪拌以保證原料混凝土與加入的骨粉以及粉煤灰等材料的均勻混合。同時，由于非水泥材料的加入，最終用于澆筑的混凝土之中，水泥的量并不大，因此要求更長的攪拌時間，在一般的攪拌工序之中，施工人員要求進行 30 分鐘以上的攪拌，以保證混凝土材料的混合均勻。第一層澆筑施工完成之后，施工監(jiān)理人員要對其澆筑的質(zhì)量進行檢驗，在檢驗其滿足施工的質(zhì)量要求之后，才能進行第二層的澆筑作業(yè)。同時，第二層澆筑應(yīng)該在第一層澆筑的混凝土為完全凝固之前進行澆筑作業(yè)，并且，各層的施工時間最好不要相隔太長，不要超過混凝土層的初凝時間，以保證澆筑作業(yè)的高質(zhì)量完成。

（五）混凝土養(yǎng)護

養(yǎng)護不當?shù)那闆r下也會產(chǎn)生不必要的質(zhì)量問題。所以在養(yǎng)護工作方面，施工方同樣需要進行高度重視。如果養(yǎng)護時間過早，會影響其交接能力，但是時間過晚會讓混凝土受到外界環(huán)境的影響而降低強度，尤其是在溫差比較大的時候，開裂的可能性非常高。針對于這一問題，就需要在養(yǎng)護過程中保持一定的濕度，控制水化熱程度。

保溫法主要是指在施工結(jié)束之后對所澆筑結(jié)構(gòu)進行溫度的保持，混凝土在澆筑之中會產(chǎn)生水化熱，假如處理不當，其放出的熱量會造成混凝土溫度的迅速變化，進而影響澆筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和強度。因此，為了保證施工之后，混凝土的強度不會因為水化熱而降低，可以在施工結(jié)束之后對混凝土澆筑結(jié)構(gòu)進行保溫處理，防治結(jié)構(gòu)表面的溫度急劇變化，影響結(jié)構(gòu)的成型和強度的保持。在實際的溫度控制之中，施工人員一般在施工完成之后將結(jié)構(gòu)溫度控制在 15 攝氏度，并保持二到四周，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的順利成型，避免出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。溫度的保持可以通過在混凝土結(jié)構(gòu)的表面覆蓋保溫材料或是在結(jié)構(gòu)表面噴灑熱水來實現(xiàn)。保濕法處理主要是為了保證混凝土結(jié)構(gòu)表面的水分保持。水分的快速散失也會影響混凝土的結(jié)構(gòu)強度，因此，在實際的施工操作之中，保濕法處理一般是將所澆筑的結(jié)構(gòu)放置在濕度較高的環(huán)境之中，防治水化放熱使得混凝土表面水分散失過快從而是結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)裂痕，影響結(jié)構(gòu)的使用強度。

除此之外，在澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)的表面鋪設(shè)塑料等遮蓋物也可以保持混凝土結(jié)構(gòu)的濕度，防止水分蒸發(fā)引起的混凝土結(jié)構(gòu)的開裂等現(xiàn)象。除了保溫法和保濕法之外，在現(xiàn)代的混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護之中還會使用降溫法來實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)內(nèi)的養(yǎng)護。降溫法一般在結(jié)構(gòu)成型的初期使用，保護效果相當突出。降溫法一般是使用現(xiàn)場鋪設(shè)冷水管道的方式來實現(xiàn)現(xiàn)場的低溫保持。

四、結(jié)語

綜上，混凝土施工質(zhì)量決定了鐵路無砟軌道整體工程項目的質(zhì)量，因此做好混凝土施工環(huán)節(jié)的管理工作是保持工程質(zhì)量的基礎(chǔ)。因此，這也給施工方提出了更高的要求。施工方要對每道工序進行監(jiān)督和管理，切實提升施工質(zhì)量，確保鐵路工程的穩(wěn)定性。

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