CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工法-济宁市铁翔机械设备有限公司

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工法

日期：2019-06-16 / 人气： / 来源：未知

1. 前言

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国铁路自主创新的新型无砟轨道结构形式，其结构自下而上依次由钢筋混凝土底座、隔离层、自密实混凝土充填层、板底预留门型钢筋的预制轨道板、扣件系统及长钢轨构成。CRTSⅢ型板式无砟轨道按照“双块式受力，Ⅰ型板制造，Ⅱ型板施工”的理念设计和施工，以自密实混凝土替代水泥乳化沥青材料施工板下充填层是其主要关键技术。
沈丹客运专线铁路采用CRTSⅢ型板式无砟轨道设计，以承建其中12公里作为工程实例，通过完成4322块轨道板的自密实混凝土灌注施工，通过不断研究、改进与总结，形成了本工法。
2. 工法特点
2.1 自密实混凝土由普通高性能混凝土所用原材料，以通用设备为主进行搅拌、运输和灌注施工。
2.2 自密实混凝土具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到板腔密实的混凝土。
2.3 施工工艺简单、可操作性强、易维修、整体性好，硬化后无收缩，充填效果好。
3. 适用范围
本工法适用于CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土施工。
4. 工艺原理
利用自密实混凝土的高流动性、间隙通过性、抗离析性、高粘聚性能自动充填板下空腔，灌注时自动流动无需振捣而达到饱满、密实，灌注出满足质量合格的自密实混凝土轨道板。
5.工艺流程及操作要点
5.1 施工工法流程

5.2 操作要点
5.2.1 原材料质量控制
自密实混凝土按设计技术要求和施工质量验收规定选用水泥、砂石、矿物掺合料、外加剂、膨胀剂和拌和水等原材料。关键原材料应符合以下要求：
（1）水泥

序号	项目	技术要求
1	比表面积，m2/kg	300-350
2	游离氧化钙含量，%	≤1.0
3	碱含量，%	≤0.6
4	熟料中的C3A含量，%	≤8.0
5	Cl-含量	≤0.06
6	SO3含量	≤3.5

水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥的混合材料宜为粉煤灰或矿渣粉，不宜使用早强水泥。
（2）矿物掺合料-粉煤灰

序号	项目	技术要求
1	细度，%	≤12
2	Cl-含量，%	≤0.02
3	需水量比，%	≤95
4	烧失量，%	≤3.0
5	含水量，%	≤1.0
6	SO3含量，%	≤3.0
7	游离CaO含量，%	≤1.0
8	CaO含量，%	≤10.0

（3）矿物掺合料-矿渣粉

序号	项目	技术要求
1	密度，g/cm3	≥2.8
2	MgO含量，%	≤14
3	SO3含量，%	≤4.0
4	烧失量，%	≤3.0
5	氯离子含量，%	≤0.06
6	比表面积，m2/kg	350-500
7	流动度比，%	≥95
8	含水量，%	≤1.0
9	28d活性指数，%	≥95

（4）细骨料

序号	项目	技术要求
1	细度模数	≤2.7
2	含泥量（天然砂）	≤2.0%
3	泥块含量	≤0.5%
4	坚固性	≤8%
5	吸水率	≤2%
6	云母含量	≤0.5%
7	轻物质含量	≤0.5%
8	氯离子含量	<0.02%
9	硫化物及硫酸盐含量	≤0.5%
10	有机物含量	浅于标准色

筛孔（mm）	累计筛余值/%
9.5	\
4.75	0-10
2.36	≤15
1.18	≤30
0.6	≤50
0.3	≤90
0.15	90-100

细骨料颗粒级配曲线
（5）粗骨料

序号	项目	技术要求
1	针片状颗粒总含量，%	≤5
2	含泥量，%	≤0.5
3	泥块含量，%	≤0.2
4	压碎指标%	≤12
5	吸水率，%	＜1
6	紧密空隙率，%	＜40
7	坚固性，%	≤8
8	硫化物及硫酸盐含量，%	≤0.5
9	氯离子含量，%	<0.02
10	粒径，mm	5~16

    （6）减水剂
选用“先消泡，后引气”工艺生产的高效聚羧酸系减水剂，且与引气剂、膨胀剂及水泥等各原材料间应具有良好的相容性。
（7）膨胀剂
早期膨胀率不需太高，后期持续膨胀时间长，膨胀值回落幅度小。
（8）粘度改性材料
    当自密实混凝土出现泌水或离析时，可通过提高粘度改性材料掺量的方式予以调整。
    5.2.2自密实混凝土配合比设计
根据北京铁科工程检查中心设计混凝土配合比，通过现场室内试验、工艺试验和揭板试验从调整矿物掺和物、调整外加剂和降低用水量等方面开展施工配合比研究，最终确定施工配合比的主要参数及性能指标如表1和表2所示。
表1  自密实混凝土施工配合比表(单位：kg/m3)

水泥	矿渣粉	中粗砂	碎石	减水剂	膨胀剂	粘度改性材料	水	水胶比(W/J)
272	190	934	737	8.4	50	28	129	0.33

表2 自密实混凝土主要性能指标

项目		性能要求	试验室实测值
拌合物性能	塌落扩展度	≤680mm	660mm
	扩展时间T50	3s～7s	5s
	J环障碍高差	≤18mm	12mm
	L型仪冲填比	≥0.9	0.9
	泌水率	0	0
	含气量	≥4.0%	5.7%
	竖向膨胀率	0～1.0%	0.1%
硬化体性能	56d抗压强度	≥40	55
	56d抗折强度	≥6.0	6.4
	56d弹性模量	≥3.00	3.77
	56d电通量	≤1000C	388C
	56d抗盐冻性 (盐冻循环剥落量)	≤1000g/m2	143g/m2
	56d干燥收缩值	≤450×10-6	400×10-6

通过配合比设计，获得以下主要经验：
(1)采用绝对体积法进行自密实混凝土配合比设计，胶凝材料用量不大于
580kg/m3，用水量不大于180kg/m3，单位体积浆体含量不大于0.4m3,氯离子总含量不大于胶凝材料的0.1%，总碱含量不大于3kg/m3，原材料、施工环境(特别是气温)和灌注工艺发生较大变化时应及时调整配合比参数。
(2)自密实混凝土性能对原材料指标和用量大小波动很敏感，其中聚羧酸减水剂减水率、骨料含泥量、骨料含水率对自密实混凝土性能影响明显。因此，配合比设计应增加原材料性能波动和用量变化对自密混凝土性能影响的试验，要求各原材料性能指标波动幅度不宜超过10% 。
(3)自密实混凝土中需要有足够的浆体包裹粗细骨料，保证混凝土内具有足够的润滑层和可流动部分，降低混凝土内摩擦力，很好地满足粗细骨料与浆体材料同步均匀地流动。因此，自密实混凝土良好的流变性能不能仅以坍落扩展度为评价指标，还应综合拌和物表面状态、骨料包裹状态等其他性能确定。
(4)不能以泌水解决自密实混凝土拌和物坍落度损失问题，除了改善粗骨料颗粒级配，保证足够的浆体用量外，使用高效聚羧酸系减水剂，添加优质黏度改性材料(特殊掺和料已综合黏度改性材料、增稠剂等功能)等综合措施。这些措施既是降低用水量，提高混凝土流变性能，避免离析和泌水的需要，也是减少水泥用量、防止混凝土开裂和提高自密实混凝土与轨道板混凝土间粘结效果的需要。
(5)为了提高自密实混凝土的体积稳定性，减少混凝土收缩和开裂，应加人性能优越的混凝土膨胀剂。
5.2.3自密实混凝土拌制

序号	项目	内容
1	拌制系统	自密实混凝土采用强制式搅拌机进行搅拌，原材料采用电子计量系统计量。
2	原材料	(1)原材料称量的最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。 (2)自密实混凝土用原材料的料源应固定，不同批次原材料的品质应基本一致。施工过程中应加强原材料的均质性控制。 (3)自密实混凝土原材料应实行专仓专储，储料仓应具备防雨、防水、防晒以及防污染的功能。雨天进场的砂、石，应堆放两天后方可使用。 (4)搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水率变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，每工班抽测2 次骨料的含水率，每4 小时至少抽测一次，雨天应随时抽测，并按检测结果及时调整混凝土施工配合比。
3	砼拌制	(1)开盘前宜搅拌少量砂浆，排除搅拌机中积水。搅拌前应对外加剂进行充分搅拌。 (2)搅拌时，宜先向搅拌机投入细骨料、粗骨料、水泥、矿物掺和料等，搅拌均匀后，再加入拌合水和外加剂，并继续搅拌至均匀为止，搅拌时间不少于3min。
4	砼检测	自密实混凝土应检查拌合物性能，出机塌落扩展度630mm～680mm为宜、含气量大于等于4%为宜，并检验其他性能指标，符合要求方可装车。

5.2.4自密实混凝土运输
    （1）自密实混凝土运输设备应能确保灌注工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌机的搅拌能力相匹配。
    （2）为保证自密实混凝土性能，每罐容量以3块板自密实数量为宜。
    （3）运输混凝土过程中，应对运输设备采取保温隔热措施，严禁在运输过程中向混凝土内加水。
    （4）自密实混凝土的运输道路应保持畅通，运输时间不宜超过50min。每次卸料前应使罐车高速旋转20～30s。
5.2.5自密实混凝土现场试验
自密实混凝土灌注之前必须进行塌落扩展度、T50、含气量等性能的现场试验，试验结果符合工艺和验标要求时，方可进行自密实混凝土的现场灌注。
5.2.6 自密实混凝土模板安装

序号	项目	内容
1	模板打磨	为保证侧面自密实混凝土外观质量，模板应先进行打磨除去锈迹和水泥浆。再采用透气模板布粘贴在模板面上，模板布表面不得有气泡及破损。
2	封边模板安装	检查轨道板四周模板的刚度、强度、稳定性和密封情况，保证接缝处应平整，不得漏浆；在模板四角设置排气孔；安装过程中应减少杂物进入模板内。
3	防溢管安装	轨道板观察孔处需设置防溢管，采用Φ160mmPVC管，防溢管高度宜不小于50cm；对于曲线板则防溢管高度不得低于超高方向轨道板顶面。
4	防上浮装置安装	防上浮装置设置要求：直线段每块轨道板安装4套，曲线段每块板安装5套。可有效控制轨道板上浮量在2mm以内。通过底座侧面预埋的钢筋安装锚固。

5.2.7自密实混凝土灌注

序号	项目	内容
1	灌注方式	砼罐车+溜槽直接灌注，适用于首次单侧灌注，罐车可直接到灌板位置的区域。	‚砼罐车+汽车吊车+中转漏斗灌注，适用于桥梁、路基地段有施工便道一侧的灌板区域。	ƒ砼罐车+门吊+中转漏斗灌注，适用于隧道区域、跨路跨河区域。
2	灌注速度	(1)自密实混凝土从开始搅拌到灌注结束的持续时间不宜超过120min。 (2)灌注宜先快后慢、连续灌注，每块板的灌注时间控制在10-15分钟左右. (3)单块轨道板下自密实混凝土的灌注应连续进行，一次灌注成型，禁止在灌浆过程中对精调后的轨道板产生扰动。
3	砼现场检测及试块留样	(1)现场试验检测按第“5.2.2”实施。 (2)自密实混凝土入模温度控制在5～30℃，入模前模板和模腔温度不得超过40℃。 (3)灌注时间宜避开当天高温时间段，根据丹东气温，灌板时间宜控制在下午17点至次日6点内。 (4)每班或每拌制50m3取样制作试件检测抗压强度。 (5)每拌制1000m3测试一次弹性模量。
4	上浮测量	灌注前，在轨道板四角精调爪旁安放8个百分表，其中4个测上浮，4个测偏移量。
5	终灌条件	(1)排气孔出浆应连续均匀，出浆状态与入模前浆体状态一致时可对排气孔进行封堵. (2)轨道板灌浆孔、检查孔的自密实混凝土灌注后的顶面应高出轨道板底50mm以上，在自密实混凝土凝固前，插入一个S型的钢筋。

5.2.8自密实混凝土精调器、模板拆除及养护

序号	项目	内容
1	拆模时间	根据丹东气温及线下灌板试验确定，灌板24小时后可拆除封边模板。
2	精调器、模板拆除	(1)模板拆除时，应依次拆除辅助扣压装置、侧模、精调器。 (2)拆除过程中严禁强硬拉拽模板，避免影响模板的几何尺寸，如有变型，需及时进行整修。
3	养生	自密实混凝土模板拆除完毕后，应及时喷洒养护液养护，养护时间不得少于14天。

5.2.9灌注及观察孔封堵
轨道板灌浆口采用掺加膨胀剂的C60补偿收缩混凝土，补偿收缩混凝土的限制膨胀率按0.020%-0.060%控制，应在当天最低温度时浇筑，且环境温度不应大于25℃。
6. 材料与设备
6.1 主要材料
表6.1主要材料表

序号	轨道板型号	板数	隔离层土工布	A1弹性垫层	A2弹性垫层	钢筋网片	自密实砼
序号	轨道板型号	块	m2	块	块	kg	m3
1	P5600	3202	47197.48	12808	12808	674.02	4963.1
2	P4925	628	8151.44	2512	2512	118.19	866.64
3	P4856	482	6169.6	1928	1928	88.74	655.52
4	P3710	10	98.3	40	40	1.48	10.8
合计		4322	61616.82	17288	17288	882.43	6496.06

6.2 主要设备

表6.2主要设备资源配备表

序号	设备名称	型号	单位	数量	备注
1	轮胎式龙门吊	RMG10	台	3	铺设轨道板
2	汽车吊车	QY25	台	7	2台倒运轨道板，2台路桥铺设轨道板，2台吊运自密实砼漏斗，1台吊运材料
3	载重汽车		台	8	主要用于线上轨道板运输
4	灌板大漏斗及支架	定制	套	6
5	灌板漏斗	定制	套	8	小漏斗
6	混凝土罐车	BJ5250SJY	台	12	8m³
7	测量精调工装		套	2

7.质量控制
7.1 应遵照的标准和规范

序号	名称
1	《沈丹客专CRTSⅢ型板式无砟轨道道床工程施工技术指南》
2	《CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工质量验收指导意见(试行)》(工管线路函[2012]159号)
3	《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)
4	《关于印发沈阳至丹东铁路客运专线CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土、隔离层等三项暂行技术要求》
5	《沈丹客专线下试验段CRTSⅢ型板式无砟轨道设计技术交底》
6	《CRTSⅢ型板式无砟轨道线下试验段施工总结》

7.2质量保证措施
7.2.1施工前应对自密实混凝土用原材料的产品合格证及出厂质量检验报告进行进场核查，并按规定进行复检。按设计及施工要求复检施工配合比混凝土拌合物的工作性能，核查混凝土力学性能、收缩性能和耐久性能等试验结果。
7.2.2施工前应进行自密实混凝土现场工艺性揭板试验，工艺性试验验收满足要求后才能进行施工。自密实混凝土工艺性揭板试验应符合表7.2.1的规定。
表7.2.1 自密实混凝土揭板试验验收指标与检测方法

序号	检验项目	验收指标	检测方法
1	表面发泡层	表面无松软发泡层	目测或锤击
2	表面密实度	表面密实、平整、无离析、露石、露筋以及蜂窝等现象。	目测或切开断面锤击
3	表面气泡	无大于面积50cm2以上的气泡，面积6cm2及以上气泡的面积之和不宜超过板底面积的2%。	采用钢尺或百格网板量测
4	充盈度	自密实混凝土与轨道板和底座的四周接触良好，充盈饱满。	目测
5	断面均匀度	切开断面上骨料分部均匀，无骨料堆积、浆骨分离、上下贯通气孔、蜂窝现象。	轨道板四角切2个断面、宽长方向切1个断面，目测
6	泌水性	灌注口、轨道板的四角无泌水现象。	目测
7	裂纹	无可见裂纹。	目测
8	流水痕迹	充填层表面没有明显的流水痕迹。	目测

7.2.3施工过程中应对自密实混凝土用主要原材料的品质按相关规定进行日常检验，对自密实混凝土的抗压强度进行日常检验，检验结果应满足设计和施工要求。
7.2.4在自密实混凝土施工过程中，如更换水泥、外加剂、矿物掺和料、骨料等主要原材料的品种及规格，应重新进行混凝土配合比选定试验，并对试验配合比混凝土的拌合物性能、力学性能、收缩性能与耐久性能进行检验，检验结果应满足相关要求。
7.2.5在自密实混凝土浇筑后24h内不得堆料或上人，防止轨道板移位。混凝土的强度未达到设计强度的75%以上时,现场设置警示牌严禁各种车辆在底座上通行。施工过程中必要的剔凿必须待混凝土基本达到设计强度时方可进行。
7.2.6自密实混凝土灌注完成后轨道板位置允许偏差应符合表7.2.2规定：
表7.2.2 自密实混凝土灌注后轨道板位置允许偏差

序号	检查项目		允许偏差(mm)	备注
1	高程		±2	不允许连续3块以上轨道板出现同向偏差
2	中线		2
3	相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差		1
4	相邻轨道板接缝处承轨台顶面平面位置		1
5	轨道板纵向位置	曲线地段	5
6	轨道板纵向位置	直线地段	10

7.2.7自密实混凝土应与隔离层和轨道板密贴，不应有离缝；外露面不应有蜂窝、麻面、露筋、裂纹等缺陷。外形允许尺寸偏差见表7.2.3规定：
表7.2.3自密实混凝土外形尺寸允许偏差

序号	检查项目	允许偏差（mm）	检查方法
1	厚度	±10	尺量

8.安全措施
8.1应遵守的安全管理办法和规范：
《中华人民共和国安全生产法》
《建设工程安全生产管理条例》
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（城乡建设部建质[2009]87号）
《建筑机械使用安全技术规程》 JGJ33-2012
《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》 JGJ 276-2012
《铁路工程基本作业施工安全技术规程》TB 10301-2009 J 944-2009
《铁路轨道工程施工安全技术规程》TB 10305-2009 J 948-2009
8.2安全注意事项
    （1）施工人员进入现场戴好安全帽，并正确使用个人劳动保护用品。
    （2）从事搬运、施拧作业员工均佩戴防滑手套。
    （3）高温天气从事作业，配备防暑药品。
    （4）非专业电气和机械的操作人员严禁使用或乱动机电设备。
    （5）各种电动机械设备，有可靠有效的安全接地装置。
    （6）制定安全用电技术措施和电器防火措施，现场设置明确、醒目的标牌。要配备配电箱，采用三级配电二级保护方式。
    （7）桥面上施工，严禁将建筑垃圾、各种材料、机具等物体抛掷下桥，尤其是在跨铁路、公路及村道上方施工时，现场应安排一名专职安全员现场监控，确保行车及人身安全。
    （8）对大型机械操作人员、运输车司机、普通作业人员进行岗前安全教育培训，提高安全意识，掌握安全基本知识和技能，做到持证上岗。
9. 环保措施
9.1 应遵照执行的法律法规：
    《中华人民共和国环境噪声污染防治法》
    《中华人民共和国环境保护法》
9.2 施工场界应做好围挡和封闭，在工地主要出入口设置施工标识牌。
9.3 对施工中产生的建筑垃圾应进行分类，尽量二次再利用。
9.4 施工场地统筹部署，规范整洁，施工使用的机具、设备要集中停放，材料要分别堆码标识。
9.5  施工现场临时道每日随时洒水、清扫，避免扬尘。

作者：admin

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