楊曉剛，連興平，楊 燕，劉上春，齊明東，王君瑞

(1.中國鐵路成都局集團(tuán)有限公司，四川 成都 610015；2.中鐵成都軌道交通健康管理技術(shù)有限公司，四川 成都 610032)

成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、扣件、軌道板、自密實混凝土層、隔離層及具有限位結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土底座板等部分組成[1-3]。成灌線歷經(jīng)幾年使用，由于受溫度應(yīng)力、降水及列車動荷載影響，路基段自密實混凝土層與底座板結(jié)合處出現(xiàn)不同程度的離縫及泛漿病害[4-7]，引起軌道結(jié)構(gòu)動態(tài)不平順，給列車運行的穩(wěn)定性和安全性帶來隱患。

本文針對CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫及泛漿病害，結(jié)合成灌線無砟軌道結(jié)構(gòu)的特殊性以及鐵路運營線維護(hù)施工的復(fù)雜性，提出了CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫的系統(tǒng)修復(fù)工藝技術(shù)，同時采用實時位移監(jiān)測裝置，對工藝進(jìn)行了優(yōu)化，使得離縫修復(fù)工藝更加高效、科學(xué)。

1 成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫及泛漿病害現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)研，成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫及泛漿病害主要位于自密實混凝土層與底座板之間，按病害嚴(yán)重程度分為3類：

1)自密實混凝土層與底座板間積水，青苔雜草叢生，如圖1(a)所示。

2)自密實混凝土層與底座板間泛漿，如圖1(b)所示。

3)自密實混凝土層與底座板間嚴(yán)重脫空，脫空長度0.05～1.50 m，脫空深度0.05～0.40 m，縫寬2～5 mm，如圖1(c)所示。

圖1 成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道主要病害

2 導(dǎo)致無砟軌道離縫及泛漿病害的影響因素

通過對成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致離縫及泛漿病害的因素有：

1)溫度應(yīng)力。自密實混凝土層與底座板素混凝土層材質(zhì)不同，具有不同的膨脹變形系數(shù)，層間結(jié)構(gòu)長時間反復(fù)受溫度應(yīng)力的作用，導(dǎo)致層間逐漸脫離，產(chǎn)生離縫[6]。

2)列車動荷載循環(huán)。在列車動荷載作用下，自密實混凝土層與底座板按一定頻率做往返垂向運動，因?qū)娱g的彈性模量差異，使得其具有不同的彈性形變系數(shù)，導(dǎo)致層間變形量不一致，使層間結(jié)構(gòu)部分位置應(yīng)力應(yīng)變相對集中，從而產(chǎn)生離縫[7-8]。

3)降水。自密實混凝土層與底座板之間難免會存在細(xì)小間隙，降雨時由于虹吸效應(yīng)雨水進(jìn)入層間間隙，列車通過時將產(chǎn)生“拍打”，使內(nèi)部藏水不斷擠出和吸入，導(dǎo)致層間進(jìn)一步脫離。隨著層間離縫的逐漸變大，在離縫周圍形成白色泡沫，層間出現(xiàn)泛漿。

3 無砟軌道離縫修復(fù)工藝

根據(jù)離縫病害現(xiàn)狀，結(jié)合成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)及運營線施工的特殊性，提出離縫及泛漿病害的總體修復(fù)工藝為：底座板重設(shè)排水坡；對離縫進(jìn)行注漿填充；防水封閉處理。具體施工工藝流程如下：

1)底座板切割鑿除。混凝土底座板外露部分頂面高于自密實混凝土底面4 cm，因此注漿施工之前，需要將混凝土底座板外露部分內(nèi)側(cè)寬4～6 cm、厚4～5 cm 的部分切割鑿除，確保自密實混凝土層與混凝土底座板間離縫裸露。

2)打磨清理自密實混凝土立面，對自密實混凝土立面與修補砂漿黏接部位進(jìn)行濕水浸潤20 min，清理明水殘渣，以確保其與修補砂漿黏接牢固。

3)埋注漿管。用打孔器沿離縫處斜角45°左右打孔，打孔間距20 cm，深度0.5～1.0 cm，確?？咨钬灤╇x縫截面。將長8～10 cm的注漿管沿開孔方向放置。

4)界面處理。在界面與修補砂漿接觸部位均勻涂刷界面劑，自密實混凝土立面涂刷高度>8 cm，確保立面黏接牢固。

5)填筑修補砂漿。按比例配制修補砂漿，確保砂漿攪拌均勻，填筑修補砂漿。由于板端為應(yīng)力集中部位，為確保修補砂漿的強度及其在板端處的連續(xù)性，在板與板間各1 m的范圍內(nèi)鋪設(shè)2 m長的碳纖維格柵，確保格柵在坡體表面1 cm以下。為保證底座板排水，應(yīng)在修補砂漿成型前設(shè)置排水坡面，排水坡高度4～5 cm，寬度7 cm左右。最后用砂板進(jìn)行毛面處理，確保坡面均勻平整。

6)濕熱養(yǎng)護(hù)。修補砂漿成型后，立即進(jìn)行蓋布灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于30 min。

7)離縫注漿。采用專用軌道板離縫注漿材料，對離縫進(jìn)行填充注漿，確保注漿飽滿。

8)防水封閉處理。清理排水坡周圍的塵土、雜物，采用專用防水封閉材料進(jìn)行防水處理。離縫修復(fù)效果如圖2所示。

圖2 離縫修復(fù)效果

4 成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫修復(fù)工藝的優(yōu)化

目前，成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫修復(fù)工藝主要存在幾點不足：

1)離縫及泛漿病害排查過程中，無法判斷修復(fù)前離縫脫空程度以及注漿后的修復(fù)效果，無法保證施工質(zhì)量，導(dǎo)致盲目施工。

2)離縫注漿情況無法直接觀察，不能確定注漿是否飽滿，極易造成注漿量不夠或過度注漿，影響施工質(zhì)量及施工成本。

為避免盲目施工，提高施工質(zhì)量，降低施工成本，采用實時位移監(jiān)測裝置，對成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫修復(fù)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，成功實現(xiàn)對軌道板離縫脫空程度及注漿飽滿程度的精確監(jiān)測，從而在施工過程中能夠準(zhǔn)確判斷注漿量，提高注漿效率，避免盲目施工，使得成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫修復(fù)工藝更加高效、科學(xué)。

4.1 實時位移監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)及組成

實時位移監(jiān)測裝置主要由高精度千分表、高清攝像機、計算機、固定架等組成。裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 實時位移監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)

4.2 實時位移監(jiān)測結(jié)果分析

采用實時位移監(jiān)測裝置對軌道板垂向和橫向動態(tài)位移及混凝土底座板垂向位移進(jìn)行實時監(jiān)測。監(jiān)測點現(xiàn)場布置情況如圖4所示。

圖4 監(jiān)測點現(xiàn)場布置情況

圖5 離縫修復(fù)前相對位移時程曲線

圖6 離縫修復(fù)后相對位移時程曲線

相對位移時程曲線見圖5、圖6。離縫修復(fù)前，在列車動荷載作用下，軌道板垂向最大動態(tài)相對位移為 0.009 2 mm；軌道板橫向最大動態(tài)相對位移為 0.023 5 mm；混凝土底座板垂向最大動態(tài)相對位移為 0.003 0 mm。離縫修復(fù)后，在列車動荷載作用下，軌道板垂向最大動態(tài)相對位移為 0.003 0 mm，較修復(fù)前下降67.4%；軌道板橫向最大動態(tài)相對位移為 0.007 0 mm，較修復(fù)前下降70.2%；混凝土底座板垂向最大動態(tài)相對位移為 0.002 0 mm，較修復(fù)前下降33.3%。

通過對軌道板及底座板的實時動態(tài)位移監(jiān)測，結(jié)果表明，成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫修復(fù)工藝能夠有效降低在列車動荷載作用下軌道板及底座板的位移。

5 結(jié)語

通過對成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫病害調(diào)研及其影響因素的分析，提出了一整套成灌線CRTSⅢ型板式無砟軌道離縫病害修復(fù)工藝。

采用實時位移監(jiān)測裝置對軌道板垂向和橫向動態(tài)位移及混凝土底座板垂向位移進(jìn)行實時監(jiān)測，成功實現(xiàn)對離縫脫空程度的精確監(jiān)測，且可以對離縫治理效果進(jìn)行科學(xué)判斷，能夠有效提高施工效率，保證施工質(zhì)量，降低施工成本。