郭　超　中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海工務(wù)段

1 引言

京滬高速鐵路自2011年開通運(yùn)營(yíng)以來，線路軌道結(jié)構(gòu)病害逐漸顯現(xiàn)，特別是CRTSⅡ型板式無砟軌道脹板病害每年在連續(xù)高溫期間都時(shí)有發(fā)生，2016年7月23日，上海工務(wù)段專業(yè)技術(shù)人員在軌道板防脹專項(xiàng)檢查中發(fā)現(xiàn)京滬高鐵上行K1293+670處發(fā)生軌道板離縫上拱、支承層傷損，造成線路幾何尺寸超限，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)用10m弦測(cè)量后發(fā)現(xiàn)右股高低9mm，左股高低8mm，軌道板寬接縫寧端軌道板與砂漿層離縫9mm，軌道板滬端砂漿層與支承層離縫7mm，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該處軌道板寬接縫滬端第二、第三承軌臺(tái)位置的支承層開裂、破損，長(zhǎng)度達(dá)2m，且有明顯上拱，為確保行車安全，立即采取本線限速160km/h的限速措施。

（1）線路外側(cè)支承層傷損情況，如圖1所示。

（2）線路外側(cè)軌道板與砂漿層離縫情況,如圖2所示。

（3）軌道板外側(cè)路肩鑿除后的支承層傷損情況，如圖3所示。

圖1 支承層破損位于第2～3承軌臺(tái)之間，破損長(zhǎng)度達(dá)2m

圖2 寧端軌道板與砂漿層離縫9mm

圖3 線路外側(cè)路肩鑿開后的傷損裂紋

2 原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，確認(rèn)連續(xù)高溫是該處病害形成的外在原因，往年CRTSⅡ型板式無砟軌道脹板病害均發(fā)生在橋梁地段，且僅表現(xiàn)為軌道板離縫上供，一般不會(huì)造成軌道板下部結(jié)構(gòu)底座板發(fā)生傷損，而路基段軌道板下部結(jié)構(gòu)為支承層，系C15素混凝土澆筑而成，根據(jù)支承層及現(xiàn)場(chǎng)鑿開后的混凝土狀態(tài)，初步判定該處支承層混凝土強(qiáng)度最為薄弱的處所是發(fā)生病害的內(nèi)在原因，所以在發(fā)生軌道板離縫的同時(shí)出現(xiàn)支承層傷損。

3 制定方案和流程

由于CRTSⅡ型板式無砟軌道路基段發(fā)生軌道板離縫、支承層傷損病害在上海鐵路局管內(nèi)首次發(fā)生，沒有現(xiàn)存的整治技術(shù)和方案，為此，根據(jù)該處病害的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和初步原因分析，經(jīng)中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)，中國(guó)鐵路科學(xué)研究院、上海鐵路局、上海工務(wù)段等專家近1年的研究和評(píng)估，確定了該處病害整治方案，為確保施工期間線路軌道狀態(tài)的穩(wěn)定和高鐵正常運(yùn)行，需利用13個(gè)高鐵施工天窗進(jìn)行施工，根據(jù)施工內(nèi)容及方法不同采取不同等級(jí)的限速措施，分為施工準(zhǔn)備、施工整治兩個(gè)階段完成，共需技術(shù)及作業(yè)人員約75人，大小工機(jī)具約56件。

4 組織實(shí)施

4.1 技術(shù)放樣

根據(jù)京滬高鐵上行K1293+670處支承層傷損整治方案和流程，繪制施工整治現(xiàn)場(chǎng)示意圖，如圖4所示，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣。

圖4 京滬高鐵K1293+670支承層傷損整治示意圖

4.2 施工準(zhǔn)備（6月12日-6月15日）

包括扣件預(yù)擰緊、線路外側(cè)水泥路肩及兩線間水泥封閉層鑿除、相鄰軌道板植筋錨固等，利用4個(gè)施工天窗完成，每個(gè)天窗時(shí)間不少于240min，限速條件為160km/h。

（1）軌道板植筋錨固

根據(jù)圖4，對(duì)整治區(qū)域前后軌道板進(jìn)行植筋錨固，1號(hào)板（R94619）、8 號(hào)板（R94626）植筋 8 根/塊，2 號(hào)板（R94620）、7號(hào)板（R94625）、4號(hào)板（R94622）和 5號(hào)板（R94623）植筋 10根/塊，3號(hào)板（R94621）、6號(hào)板（R94624）植筋 12根/塊。

（2）線路外側(cè)路肩及兩線間封閉層混凝土鑿除

鑿除沿線路方向2m長(zhǎng)度范圍內(nèi)的線路外側(cè)路肩和兩線間封閉層混凝，并清除封閉層內(nèi)的級(jí)配碎石。

（3）道床高程平面測(cè)量

采用全站儀對(duì)線路線形進(jìn)行測(cè)量，采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)臨時(shí)過渡鋼墊梁及軌枕位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記。

（4）扣件預(yù)擰緊

為降低本次施工對(duì)作業(yè)范圍前后線路穩(wěn)定性的影響，分別對(duì)1號(hào)板（R94619）至小里程方向、8號(hào)板（R94626）至大里程方向100m范圍內(nèi)的線路扣件進(jìn)行預(yù)擰緊。

4.3 施工整治（6月18日-6月26日）

包括切割鋼軌、寬窄接縫鑿除、吊裝軌道板、鋪設(shè)臨時(shí)過渡墊梁及木枕、鑿除支承層并重新灌注、軌道板復(fù)位、更換鋼軌及焊接、線路精調(diào)等工作，利用9個(gè)施工天窗完成，限速條件根據(jù)施工內(nèi)容而定。

（1）以下工作利用1個(gè)施工天窗完成，施工結(jié)束后限速80km/h至下一個(gè)天窗結(jié)束。

使用風(fēng)鎬、電鎬等將寬窄接縫混凝土鑿除，拆除張拉鎖件，清除混凝土灰渣和雜物。

①軌道板寬窄接縫混凝土鑿除

②安裝扣壓裝置

為防止寬窄接縫鑿除后軌道板出現(xiàn)上浮及橫向偏移，在軌道板兩側(cè)對(duì)稱安裝6個(gè)（每側(cè)3個(gè)）由錨桿、L型鋼架及翼形螺母組成的扣壓裝置。

③切割、轉(zhuǎn)移鋼軌

根據(jù)圖4，以 4號(hào)板（R94622）和 5號(hào)板（R94623）接縫為中心，拆除大、小里程方向各8.8m范圍內(nèi)扣件并切割鋼軌，鋼軌轉(zhuǎn)移存放在道心。

（2）以下工作利用4個(gè)施工天窗完成，從第1個(gè)天窗結(jié)束開始限速45km/h至第4個(gè)天窗結(jié)束。

①吊裝軌道板

采用千斤頂抬升4號(hào)板（R94622）和5號(hào)板（R94623）至與砂漿層完全剝離后，由鄰線軌道車將軌道板吊裝至軌道車平板上。

②清除砂漿

使用電鎬、風(fēng)鎬將軌道板底和支承層上砂漿雜質(zhì)清除干凈。

③鋪設(shè)臨時(shí)過渡鋼墊梁

鄰線軌道車將2片5m臨時(shí)過渡鋼墊梁和6根木枕吊至4號(hào)板（R94622）、5號(hào)板（R94623）共計(jì) 13m范圍內(nèi)支承層上提前標(biāo)記好的位置，形成臨時(shí)線路，如圖5所示。

圖5 臨時(shí)鋪設(shè)過渡鋼墊梁示意圖

根據(jù)相鄰 3號(hào)板（R94621）、6號(hào)板（R94624）提前做好的中心線標(biāo)記對(duì)鋼墊梁進(jìn)行定位，同時(shí)在支承層上鋪設(shè)6根木枕（尺寸：0.25m×0.28m×2.5m），枕間距 0.5m，鋼墊梁及木枕定位后通過角鋼實(shí)現(xiàn)縱橫向限位，隨后鋪設(shè)鋼軌，采用夾板連接，安裝K型分開式扣件，鑿除圖4所示上供支撐點(diǎn)1.5cm厚混凝土，并調(diào)整線路線形。

④安裝軌道監(jiān)測(cè)設(shè)備

在臨時(shí)鋪設(shè)的鋼墊梁外側(cè)安裝高清攝像頭，每片梁內(nèi)外側(cè)每側(cè)3個(gè)點(diǎn)，共計(jì)12個(gè)點(diǎn)安裝傳感器，傳遞線路動(dòng)態(tài)荷載下的軌道縱向力、縱向位移、橫向力、橫向位移數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控臨時(shí)線路列車通過時(shí)軌道線路狀態(tài)和整體穩(wěn)定性。

⑤支承層混凝土鑿除及植筋

先將待鑿除支承層范圍兩側(cè)進(jìn)行切割，后用風(fēng)鎬將2m長(zhǎng)度范圍內(nèi)支承層混凝土鑿除并清理干凈，界面鑿毛后進(jìn)行植筋，每側(cè)支承層植筋12根，對(duì)稱布置，鉆孔深度20mm。

⑥澆筑支承層混凝土

安裝支承層澆筑模板，采用C15低模量早強(qiáng)混凝土重新澆筑支承層，澆筑高度與支承層上表面平齊。

⑦軌道板復(fù)位并精調(diào)

拆除鋼軌，用軌道車將臨時(shí)過渡鋼墊梁及木枕吊裝在軌道車平板上，同時(shí)將軌道板吊裝復(fù)位后安裝軌道板精調(diào)爪進(jìn)行粗調(diào)，最后采用全站儀和精調(diào)三角架對(duì)軌道板位置進(jìn)行豎向、橫向精調(diào)。

⑧安裝模板及扣壓裝置

軌道板精調(diào)到位后，安裝充填層灌注模板，并在軌道板兩側(cè)對(duì)稱安裝6個(gè)（每側(cè)3個(gè)）由錨桿、L型鋼架及翼形螺母組成的扣壓裝置,防止灌注砂漿時(shí)軌道板上浮，灌注完成并硬化后即可拆除。

⑨支承層聚合物水泥砂漿拌合、灌注

根據(jù)板下灌注空間體積，對(duì)砂漿進(jìn)行攪拌且檢測(cè)合格后進(jìn)行砂漿灌注，30min后檢查聚合物水泥砂漿固化情況，固化良好后拆除封邊材料，2h后可達(dá)到通車所需強(qiáng)度要求。

⑩軌道板縱向連接、寬窄接縫混凝土澆筑

從中間至兩邊對(duì)稱張拉軌道板間張拉鎖（扭矩達(dá)到450N·m），安裝側(cè)模后灌注板間接縫及灌漿孔混凝土，混凝土初凝后，對(duì)接縫處進(jìn)行清潔和濕潤(rùn)，最后采用聚合物混凝土澆注軌道板寬窄接縫。

軌道板植筋

分別對(duì)4號(hào)（R94622）和5號(hào)（R94623）軌道板植筋10根/塊。

（3）以下工作利用4個(gè)施工天窗完成，從第一個(gè)天窗結(jié)束后開始按 80km/h、120km/h、160km/h、200km/h 各 24h 限速，限速4d，恢復(fù)常速后該處支承層傷損整治施工全部完成。

①更換鋼軌、焊接、打磨

軌道車配合將22m（2根）鋼軌吊至線路指定位置道心，更換鋼軌后進(jìn)行鋼軌焊接（鋁熱焊接4個(gè)頭）、打磨，滿足鋁熱焊接標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢查。

②兩線間封閉層修復(fù)

兩線間封閉層混凝土厚度標(biāo)準(zhǔn)不小于10cm，新澆筑的封閉層混凝土縱向、橫向與原封閉層接觸面上表面做防水嵌縫處理，采用有機(jī)硅酮嵌縫材料密封。

③軌道板離縫注膠

對(duì) 2號(hào)（R94620）、3號(hào)（R94621）、4號(hào)（R94622）、5號(hào)（R94623）、6號(hào)（R94624）7號(hào)（R94625）軌道板進(jìn)行板底注漿，修補(bǔ)軌道板與砂漿層離縫。

④線路精調(diào)

利用瑞邦0級(jí)測(cè)量小車測(cè)量數(shù)據(jù)形成的調(diào)整方案對(duì)整治區(qū)段40m線路進(jìn)行軌道精調(diào)，高程最大正調(diào)整量4mm，最大負(fù)調(diào)整量-3mm；平面最大正調(diào)整量1.5mm，最大負(fù)調(diào)整量-5mm，共線路精調(diào)80根枕，并滿足線路平順度要求。

⑤封閉層嵌縫修補(bǔ)

用硅酮對(duì)施工處所兩線間封閉層30m范圍內(nèi)的嵌縫進(jìn)行修補(bǔ)。

5 整治效果

京滬高鐵上行K1293+670處支承層傷損整治施工于2017年6月26日結(jié)束，施工后對(duì)該施工地段連續(xù)6個(gè)月每天攜帶便攜式添乘檢查儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)添乘檢查，加密每月進(jìn)行靜態(tài)檢查，且對(duì)月度綜合檢測(cè)車檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，各項(xiàng)動(dòng)靜態(tài)檢查均未發(fā)現(xiàn)超限，現(xiàn)場(chǎng)支承層、軌道板寬窄接縫、兩線間封閉層等結(jié)構(gòu)狀態(tài)穩(wěn)定、作用良好，在2017年夏季連續(xù)高溫期間未發(fā)生脹板病害及其它次生病害，達(dá)到預(yù)期整治效果。

6 結(jié)束語

本文所述的CRTSⅡ型板式連續(xù)型無砟軌道路基段支承層傷損病害的整治施工具有所需天窗數(shù)量多、時(shí)間長(zhǎng)、施工環(huán)節(jié)多、施工過程復(fù)雜等難點(diǎn)，通過施工技術(shù)探案與實(shí)踐表明，該施工方法和流程可操作性強(qiáng)，特別是利用鄰線軌道車對(duì)軌道板和過渡鋼墊梁的吊裝作業(yè)大大減少了施工周期，節(jié)約了人工成本，簡(jiǎn)化了施工流程，降低了施工難度，能夠確保利用最少的施工天窗有序完成施工所需工作，可為高速鐵路同結(jié)構(gòu)無砟軌道發(fā)生的同類型線路結(jié)構(gòu)病害提供參考。

[1]鐵路技術(shù)管理規(guī)定（高速鐵路部分）.中國(guó)鐵路總公司.2014年7月第一版.北京；中國(guó)鐵道出版社.2016.

[2]高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則（試行）.中華人民共和國(guó)鐵道部.2012年6月第一版.北京；中國(guó)鐵道出版社.2014.