浅谈高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术

浅谈高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工技术

马建东

中铁二十一局集团第四工程有限公司陕西西安710065

摘要：文章结合新建昌赣客专无砟轨道CRTSⅢ型板的施工实践，对轨道板自密实砼施工做简要说明，对类似工程提供参考。关键词：高速铁路；CRTSⅢ板式无砟轨道；自密实砼

前言：随着高速铁路的快速发展，中国高铁技术越来越成熟，也有自己过硬的专利技术，并逐步走出国门，迈向海外。CRTSⅢ板式无砟轨道施工关键技术难点在于自密实砼的调配拌制及现场灌板，轨道板灌板过程中各项技术数据的控制，以达到自密实砼灌注一次成功的目的。今天，我结合新建铁路南昌至赣州客运专线轨道板自密实砼现场灌注施工实际，浅谈高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实砼施工技术，如有不妥，请各位指正。

一、工程概况

昌赣客运专线位于江西省中南部，北连江西省会南昌市，南接江西重镇赣州市，衔接昌九城际、沪昆客专、昌福、井冈山、赣龙等铁路。我项目部施工范围全部位于赣州市赣县范围内，起迄里程为

DK387+903.05~DK404+541.36，所有桥梁及隧道全部位于山区地带。全长16.586公里，特大桥6座，大桥9座，中桥1座，总桥长10492.005延

米。连续梁5联，共计910延米。隧道10座，隧道总长3594.41延米。其

中Ⅲ级围岩360延米；Ⅳ级围岩540延米；Ⅴ级围岩2694.41延米。路基总长为2551.895延米，主要由挖方及填方组成，其中挖方为854552.37m3；填方为90147.49m3。无砟轨道CRTSⅢ型板式数量：P4856型板422块，

P5600型板4366块，P4925型板1170块，P5760型板4块，P4350型板2块，P7500型板2块P5500型板26块P6730型板36块，总计CRTSⅢ型板6028块。

二、无砟轨道CRTSⅢ型板自密实砼施工前准备

1、技术要求

自密性混凝土厚度为9㎝，长宽度与轨道板对齐；采用单层钢筋焊接网片配筋，在限位凹槽处加设配筋。自密性混凝土与底座采用限位凹槽的方式进行限位和纵横向力的传递。

自密实混凝土施工前必须进行现场工艺性揭板试验，验证和完善自密实混凝土的配合比、施工工艺、施工设备以及施工组织，并通过验收；正式生产前，必须进行开盘鉴定。自密实混凝土拌合物性能包括流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等，其性能指标应符合表1的要求。

自密实混凝土性能指标表1

自密实混凝土配合比设计的基本要求是拌合物性能必须满足充填灌注施工的要求，混凝土的性能满足设计要求。

自密实混凝土配合比应根据充填层的结构特点、灌注施工及环境条件所要求的性能进行设计，在综合工作性能、力学性能、体积稳定性能、耐久性能以及其他必要性能要求的基础上，提出试验配合比。

自密实混凝土灌注前，针对工程特点、环境条件与施工条件事先设计灌注方案。自密实混凝土的自密实性能指标应能满足无砟轨道板结构的灌注要求。

在进行自密实混凝土的配合比设计调整时，应考虑水胶比对自密实混凝土设计强度的影响和水灰比对自密实性能的影响。

2、施工程序

轨道板铺设验收→施工准备→模板安装→轨道板复测→自密实混凝土灌注→灌注孔及观察孔封闭→混凝土拆模养护→检查验收（轨道板复测、混凝土外观、厚度）。

3、工艺流程

自密实混凝土施工前技术、质检人员、作业人员加强对工艺及质量标准的学习，并对作业人员进行技术交底。

自密实混凝土对原材料的要求非常高，为保证原材料质量，进场材料必须经过试验室取样检验合格后才能使用，严格把控钢筋网片的进场检查与验收。轨道板精调复测已完成，灌注漏斗、中转料斗、轨道板防溢管、灌注管已安装。

三、无砟轨道CRTSⅢ型板自密实砼施工

1、封边模板

轨道板与土工布隔离层间为自密实混凝土，自密实混凝土封边模板每套由带插槽转角模板4块、轨道板端头封边模板2块、中间通用锁扣模板

2块、中间调节模板2块，四角溢流口插板4块组成共计14件，为防灌注

时轨道板在自密实砼浮力作用上浮和偏移，精调完成后设置5根轨道板压

紧装置（P5500以下板4根），并应控制灌浆料的灌注速度。如下图2所示：

图2自密实混凝土灌浆模板图

模板使用14cm高槽钢制作而成，使用140mm*5mm厚Q235钢板。模板内侧粘贴透气模板布，其中模板布一侧为光面，一侧为糙面，以利于自密实混凝土的排气和拆模后混凝土表面平整。模板按卡槽位置进行安装，顶部紧贴轨道板底边，并和轨道板面垂直；底部隔离层采用结构胶粘结在底座板上，压贴密实，防止土工布翻边进入封边模板内，封边模板黏贴的土工布应牢固密贴。压杠处的螺栓顶紧模板，并根据模板缝隙及垂直度调整螺栓紧固力，保证封边模板和轨道板侧面平行。模板拼装接缝处采用子母板（可配合螺栓）连接，端头模板连接处采用子母板、卡扣式连接确保模板接缝≤1mm，平整度≤1mm。轨道板模板四周及排气孔粘贴模板布增加排气。在轨道板四角设置排气孔，排气孔上边缘高于轨道板顶面，如图

3所示。

自密实砼浇筑前，应确认轨道板标高及轴向平顺度满足要求，采用扭力扳手检查精调爪的受力状态及紧固程度是否大于60KN，确定模板与底座之间的缝隙用土木布封堵密实，模板安装前检查应对轨道板进行精调复测。目测或砼塞尺检查模板接缝是否严密，压杆顶紧螺栓是否顶紧模板，扣压是否满足要求，检查通过后方可进行轨道板灌注的施工。

2、压紧装置

轨道板压紧装置由拉杆、反立架及螺栓组成。每个轨道板至少设置5个压紧装置（P4925板可用4个压杆）。采用带大垫片螺母的拉杆固定扣压装置底部，采用在轨道板底座上打孔预埋钢筋的方法，确保在自密实混凝土灌注时轨道板不发生上浮和位移。圆曲线和缓和曲线段每块轨道板高边和低边各设置5道防侧移装置。直线段无砟轨道Ⅲ型板板压紧装置装配如

图3所示.

底座板可预埋钢筋或PVC套管，采用长螺杆或圆钢穿入预留孔内，拉杆固定压紧装置时，应采用冲击钻打孔直径为φ22mm，深度为150mm的孔洞，孔洞口稍向下倾斜，并采用气筒吹出粉尘，接着插入直径20钢筋，钢筋外漏不宜过长，一般在5-10cm左右即可。轨道板压杆紧固螺栓采用扭力扳手校核扭力，根据揭板试验经验，扭力应控制在60N.m，并应使用双螺母和大垫片防止滑丝。

图3直线轨道板压紧装置装配图

立模完毕后，在轨道四角安装4个防上浮百分表，在一侧安装2个防侧移百分表，并将初始值调零。百分表安装完毕后严禁踩踏碰撞，在灌注时避免同时、多人站在轨道板上而导致读数异常。灌注完毕后应每隔5分钟进行读数一次并记录在表格上。上浮值不应大于2mm，否则应及时配合测量人员调整压紧装置，保证轨面标高。

3、轨道板复测

自密实混凝土模板及压紧装置安装完毕后，进行轨道板复测，符合要求后，进行自密实混凝土灌注。

4、自密实混凝土灌注

4.1拌制

自密实混凝土搅拌时，应先用小机进行试拌，测试砼性能达到要求后，再用大机进行拌制。宜先向搅拌机投入粗骨料、细骨料、水泥和矿物掺和料和其他材料，干粉搅拌1分钟，再加入所需用水量和外加剂，并继续搅拌2分钟。总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。

自密实混凝土在搅拌站的出机砼坍落扩展度控制在≤680mm，拌制的混凝土方量要依据现场实际精调板的数量及轨道板型号、大小为依据进行计算，同时考虑罐车运输混凝土的来回时间、在现场的等待时间、灌板间隔时间等。

自密实混凝土入模前必须由现场实验员检测砼拌合物的入模温度、坍落度扩展度、扩展时间T50、含气量等实验参数，目测或用灰铲搅拌砼测试泌水情况，确认自密实砼性能满足要求时方可灌注。

4.2运输

自密实混凝土运输通道应畅通，罐车应加装保温隔热罐衣，以确保混凝土在运输过程中的水分不流失，塌落度损失最小，保证砼均匀性，在运到浇筑地点时不发生砼塌落度太小、分层、离析和泌浆等现象。当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转20-30s方可卸料，砼性能现场检测符合要求后方可灌入大料斗内。

在轨道板施工现场应确保不要出现有罐车等待灌注现象。保证运输、灌注在2小时内完成，不得采用长距离运输混凝土，如需进行长距离运输时，应优先采用龙门吊或叉车进行大料斗的倒运。

为了减少自密实混凝土的损耗，砼罐车运输时间控制在30min以内，每车混凝土数量按照4块板拌合。

4.3轨道板检查及预湿

自密实混凝土灌注前仔细检查钢筋网片、U型筋和门型筋及的位置、钢筋保护层垫块数量及其放置位置及绑扎是否牢固；检查轨道板封边模板的密封情况，轨道板之间端头边缝的密封情况及X型紧固件加固情况，无目视可见模板缝隙，溢流砼不得污染底座板。检查轨道板的支撑和限位装置是否可靠，状态良好。检查灌注所需设备是否正常，机具是否齐全且状态良好。

灌注时，混凝土从小料斗进入灌注孔，在缓慢流淌过程中，会把自密实混凝土中的自由水砼过引气剂吸附到混凝土空隙中并置换出空气，并排出砼表面。

室外温度较高（30度左右）较干燥时，轨道板板腔内应进行预湿，在灌板前半小时前可采用喷雾器长管深入轨道板四角溢流口内进行喷洒，表面稍微潮湿。灌注混凝土前10min再检查一次轨道板下方的混凝土底座表面状况，查看其表面是否有积水和雾化不彻底等现象，或者查看观察孔或灌浆孔有无异物。

4.4灌注

自密实混凝土入模前，应由现场管理人员核实砼罐车出站时间、出机温度、到场时尚及入模温度是否符合要求，实验员在施工现场测试混凝土拌合物的坍落扩展度、T500和砼含气量，并将测量数据记录并对比，核实自密实砼是否符合要求。在炎热季节灌注自密实混凝土时，入模前的混凝土温度应控制在5-30℃，板腔内的温度不得超过40℃。

灌注到大料斗内自密实砼应比设计量多0.1方左右，防止砼粘料斗壁造成板内砼灌不满，形成废板。操控人员注意控制大料斗下料阀门速度，控制混凝土出料速度，小料斗要有专人观察混凝土面高度，发现小料斗砼

快溢出或见底时，及时通知大料斗下料速度过快或过慢时，如过快可用灰铲在溜槽处横挡，暂时阻止溜槽内砼流淌速度，或安排专人控制小料斗下部阀门，防止局部混凝土溢出。过慢时通知大料斗操控人员及时下料，灌注时间控制在7-13min。

应合理控制自密实混凝土灌注速度，采取慢-快-慢方式灌注，刚开始灌注时应较慢，保证砼在板腔内流淌均匀，不积堆；待板腔内砼流速正常后可加快速度灌注；快观察口看到砼没过钢筋并板底时，应放缓灌注速度。小料斗下料速度应连续、不间断，保证混凝土在板腔内连续流动。（如下图）通过下料管口内混凝土下降情况和其他灌注孔观测混凝土流动到的部

位，也可通过四个溢流口用手电桶照射观察板腔内砼流动情况和到达的位置，检查混凝土在板腔内的流动情况，发现自密实砼流动不正常时及时进行调整小料斗下控制阀门，调整混凝土下料速度。当排气口位置流出均匀混凝土充满排气口溜槽时即可关闭四角插板。灌注完毕后，清除大、小漏斗内多余混凝土，不得二次使用，但可作为预制件砼二次利用。灌注完成后，直线段防溢管混凝土顶面高出板顶30cm，曲线段防溢管混凝土顶面高出超高侧板顶30cm。

左侧轨道板灌注结束后，溜槽翻转口到右侧，开始另一块轨道板自密实混凝土灌注，左右侧轨道板全部灌注完毕后，推移小料斗开始灌注一块轨道板。自密实混凝土灌注自密实混凝土从开始灌注到灌注结束的持续时间小板（P4856，P4925）不宜超过10min，大板不易超过13分钟，如超过时间还未灌满，就应尽快采取措施进行补救。如确定灌板失败，就应尽快将轨道板压杆松开，顶起精调爪，为后续揭板返工做准备。自密实混凝土从拌合到灌注结束时间不宜超过2小时。

自密实混凝土灌注过程中及时观察并记录6块百分表的读数，以便确定轨道板的上浮值。

自密实混凝土灌注完成后初凝前不得拔除防溢管及中间灌注管。（如图

4所示）

图4

5、观察孔、灌注孔封堵

自密实混凝土灌注结束后，及时在灌注孔和观察孔内放入S筋N4，再灌注自密实混凝土进行封堵，封堵顶面应高出轨道板面5mm以上，防止混凝土收缩呈凹面。

图5S型筋示意图6、自密实混凝土养护及拆模

6.1自密实混凝土的养护

在混凝土膨胀达到最大体积后方能拆除压紧装置，夏季一般为8～

10h，气温较低时适当延长。混凝土拆模前强度不小于10MPa，且带模养

护不少于3天。

自密实混凝土拆模后应及时对混凝土表面喷涂养护液，使用塑料薄膜对四周混凝土表面进行封闭养护，养护时间不得少于14天。

做好养护记录。同时，对同条件养护的混凝土试件进行喷涂养护液养护，使试件强度与自密实混凝土强度同步增长。

6.2拆模

自密实混凝土同条件试件强度达到10.OMPa以上，可拆除轨道板两侧模板，且其表面不因拆模而受损，四角插板应在砼强度达到自密实砼强度85%后方可拆除。

拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外，还应考虑砼内添加的膨胀剂、缓凝剂及其他外加剂的作用，拆模时的混凝土温度（由水化热引起）不能过高，以免混凝土开裂。自密实混凝土浇筑完成24小时内，不可拆除封边模板，采用测温枪测试灌浆口或观测口砼温度，混凝土内部温度最高时不得拆模。若天气温度突然升高时，可采取防晒膜隔热，采取适当的保温隔热措施；当突然降温时，应及时进行保温覆盖，防止混凝土开裂或冻伤。

拆模宜先立后拆，后立先拆，最后拆除四角插板，不得损伤轨道板四周混凝土，拆模时尽量避免敲砸封边模板，减少模板破损。当模板与砼面完全脱离后，方可拆卸、吊运模板，并堆码整齐，利于转运。

拆模后，自密实混凝土达到100％的设计强度后，轨道板上方可进行下道工序作业，自密实砼强度未达到要求前，不可在板面堆加荷载，存放其他轨道板；自密实混凝土达到设计强度后，方可进行铺轨作业。

自密实混凝土拆模后，用壁纸刀在自密实混凝土层底部切割轨道板四周宽出的土工布隔离层，严禁使用角磨机等机具切割。切割时避免在底座表面留下切割痕迹或凹槽，避免底座伸缩缝的聚氨酯密封胶被刀割裂。

6.3轨道板复测

当轨道板封边模板拆模后，及时对轨道板进行复测，及时测量轨道板的侧移量，板面标高，相邻两板相对高差。目测或用直尺、塞尺检查轨道板自密实砼和隔离层之间是否密贴，不应有离缝。封边模板拆除后砼外露面不应有蜂窝、麻面、露筋、裂纹等缺陷。自密实混凝土层厚度允许偏差为（-10，+20mm），高程允许偏差（±2mm），中线允许偏差2mm，相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差（±1mm），轨道板纵向位置（直线10mm，曲线5mm），不允许连续3块以上板出现同向偏差。如不符合要求，就应进行揭板。

六、结束语

我分部自2018年3月10日自密实砼线外实验开始，至2019年1月

30完成所有灌板，历时325天，平均每日灌板18.5块，四个工作面同时

灌板，灌板最多时一天灌注126块。轨道板自密实砼施工只要组织好，施工过程控制到位，砼性能符合要求，可进行流水化作业。提高工作效率，达到高效施工的目的。随着CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实砼施工技术的越来越成熟，相信中国高速铁路会迎来新的机遇，蓬勃发展起来，不在受制于人，开创中国自主品牌，中国高铁明天将更加辉煌。

参考文献：

[1]中铁第四勘察设计院集团.昌赣客专施（轨）01、02、03—新建铁路南昌至赣州客运专线路基地段、桥梁地段、隧道地段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计图

[2]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）

[3]《铁路混凝土工程施工施工技术指南》（铁建设[2010]241号）

[4]《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10754-2010）[5]《中国铁路总公司关于印发高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道后张

法预应力混凝土轨道板、自密实混凝土、隔离层用土工布、弹性缓冲垫层暂行技术条件的通知》（铁总科技[2013]125号

[6]《CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工质量验收指导意见（试行）》（工管线函[2012]159号