无砟轨道低塑性混凝土支承层施工技术.pdf

2 0 1 1年 2月 第 2卷 第 1期 高速铁路技术 HI GH SP EED RAI LWAY TECHNOLOGY No． 1． Vo 1 ． 2 F e b ． 2 0 l 1 文章编号：1 6 7 4 —8 2 4 7 【 2 0 1 1 ) 0 1 _ ． o 0 5 7 _ _ 0 3 无砟轨道低 塑性 混凝 土支承层施工技术 张俊 庆 ( 中铁十二局集团有限公司， 临汾0 4 1 0 0 0 ) 摘要： 结合京沪高速铁路 D K 6 7 2+ 8 0 0～D K 6 7 5+ 2 8 0支承层工程实例， 分析了高速铁路无砟轨道路基支承 层低塑性混凝土技术特点， 针对低塑性混凝土与众不同的特点， 通过对混凝土配合 比、 振捣工艺及模板体系 重点技术研究， 形成了系统的低塑性混凝土支承层配合比设计、 施工方法 、 施工流程、 工艺及设备配置成套施 工技术 ， 并成功运用 ， 效 果 良好 。 关键词 ： 低塑性 ；支承层 ； 施工技术 中图分类号 ： U 2 1 3 ． 2 4 4 文献标识码 ： A Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y o f Lo w Pl a s t i c Co n c r e t e S u p p o r t i n g Be d f o r Ba l l a s t l e s s Tr a c k ZHANG J u n - q i n g ( C h i n a R a i l w a y 1 2 t h B u r e a u G r o u p C o ． ， L t d ， L i n f e n 0 4 1 0 0 0 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th i s p a p e r a n a l y z e s t h e t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f l o w p l a s t i c c o n c r e t e u s e d i n s u b g r a d e s u pp o r t i n g b e d o f h i g h s p e e d r a i l wa y b a l l a s t l e s s t r a c k i n c o mb i n a t i o n wi t h e n g i n e e r i ng c a s e s o f s u pp o r t i ng be d i n DK67 2+8 0 0 ～DK6 7 5+ 2 8 0 o f B e i j i n g — S h a n g h a i h i g h s p e e d r a i l w a y ．A c c o r d i n g t o s p e c i a l c h a r a c t e r i s t i c s o f l o w p l a s t i c c o n c r e t e ， t h e s y s t e m a t i c a l d e s i g n a n d c o n s t r u c t i n g me t ho d，c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ，t e c h n i q u e a s we l l a s c o mp l e t e c o ns t ru c t i o n t e c hn o l o g y o f e q u i p — me n t c o n fig u r a t i o n h a v e b e e n d e v e l o p e d f o r l o w pl a s t i c c o n c r e t e s u p p o rti n g b e d t hr o ug h r e s e a r c h i n g o n k e y t e c h n o l o g i e s o f c o n c r e t e mi x p r o p o r t i o n，v i b r a t i o n t e c h ni q ue a n d t e mp l a t e s y s t e m．Al l t he s e t e c h n o l o g i e s a r e a p p l i e d s u c c e s s f u l l y a nd a c hi e v e g o o d r e s u l t ． Ke y wo r ds： l o w p l a s t i c；s u p po r t i n g be d；t e c hn o l o g y 1 工程概况 1 ． 1 设计 概况 京沪高速铁路全线采用 C R T S I I 型板式无砟轨道 ， 路基地段无砟轨道 自上而下 由轨道板 、 水泥乳化沥青 充填层及混凝土支承层组成 。混凝土支承层横向宽度 3 ． 2 5 m， 厚度 3 0 c m； 轨道板下 2 ． 5 5 m范围内采用拉 毛处理 ， 外露部分设置 2 ％ 的横 向排水坡。混凝土 为 坍落度不大于3 0 m m的低塑性混凝土。 1 ． 2 低塑性混凝土技术特点 ( 1 ) 混凝土用水量少及坍落度小 ； ( 2 )混凝 土 胶凝 材 料 用 量 少 ， 强 度 控 制 在 l 2 — 1 8 MP a； 收稿 日期 ： 2 0 1 0 ． 1 1 - 2 3 作者简介 ： 张俊庆( 1 9 7 2 - ) ， 男 ， 工程师 。 ( 3 ) 混凝土抗折强度要求小于或等于 2 M P a ， 弯拉 模量约为 1 8 0 0 0 MP a 。 1 ． 3研 究 目的 由于低塑性混凝土与普通混凝土在技术指标和技 术特点上的差异 ， 势必在配合 比设计 、 施工工艺及要素 配置方面发生变化 ， 因此通过低塑性混凝土施 工技术 的研究 ， 制定形成配合 比设计 、 施工工艺、 要素 配置等 一 套完整的施工工艺意义重大 。通过该施工技术的研 究 ， 达到保证低塑性混凝土施工质量、 保证支承层施工 精度及实现高效经济 的目的。 2 低塑性 混凝 土配合 比 由于低塑性混凝 土特有 的技术要求 ， 参照以往混 凝土设计程序 ， 经过多次试配验证及现场测试 ， 总结形 成适宜的低 塑性混凝土配合 比。如表 1所示。 句 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m D 第 1 期 张俊庆： 无砟轨道低塑性混凝土支承层施工技术 2 0 1 1 年 2月 表 1 无砟轨道低塑性混凝土配合比 项 目名称 水泥 粉煤灰 外加剂 砂 碎石 水 枣庄山水 徐州 北京建工 宿州 徐州春 园 产地规格 饮用水 P O 4 2 ． 5 华润 AN 4 O 0 0 永安 5～ 2 5 l n r r l 用量 1 4 0 6 0 1 ．O 8 3 0 1 2 4 4 1 2 5 ( k g ／ m ) 理论配合 比 C ： F ： S ： G： W： WJ ：1 ： 0 ． 4 3 ： 5 ． 9 3 ： 8 ． 8 9 ： 0 ． 8 9 ： 0 ． 0 0 7 3 施工方法及流 程 3 ． 1 施工 方法 支承层分左右线 ， 施工时一般先施工远离施工便 道一侧 ， 后施工靠近便道侧支承层 ， 纵向施工区段根据 施工组织安排分段 进行 。混凝土采用集 中拌合， 运输 汽车运至施工现场。模板采用组合式轨道模板及其配 套的内嵌式提浆整平机 。采用高频振动棒振捣 ， 整平 机整平 ， 人工施作流水坡 。 3 ． 2 施工流程 施工先决条件验证一测量放线一模板安装一模板 调整一轨道调整一浇注混凝土一养护及拆模一切缝。 4 施工工艺 4 ． 1 施工先决条件 路基支承层施工在路基沉降评估、 C P I I I 评估及基 床表层施工并验收合格后进行 。 ‘ 4 ． 2测量放 样 测量放样根据 C P I I I 点采用 自由设站后方交会法 测设 ， 后视 C P I I I 数量不得少于 6个， 确保支承层中线 施工精度满足 0～1 0 m m。施工控制点根据支承层宽 度， 按照每隔 4 r n为 1 个断面进行测设 ， 曲线地段要认 真复核测量数据。 4 ． 3 模板施工 4 ． 3 ． 1 模板选择 支承层施工模板形式主要有槽钢 、 可调高度模板 及组合式轨道模板等 。槽钢模板高度 固定 ， 较适宜直 线地段及支承层数量不多地段 ； 可调高度模板适应性 较强 ， 但侧面存在错 台、 拼缝过多； 组合式轨道模板适 用范围广泛 ， 侧面无错台， 优先选用。具体优缺点如表 2所示 表 2 模板方案比较表 模板类型 每延米重量( k g ) 适用范围 优 点 缺 点 槽钢模板 4 0 直线地段 、 等厚支承层 加工简单 ， 无错 台 对支承层底 面标高要求高 ， 适用范围小 可调高度模板 3 4 直线 、 曲线地段 可调高度 可调范围有限 ， 存在错 台 组合式轨道模板 4 5 直线 、 曲线地段 可调高度 ， 适用 范围广 ， 无错台 工程量少时成本高 综上 ： 选择 可调高度 、 适用范围广 、 无错 台的组合式轨道模板 4 ． 3 ． 2 模板安装 组合式轨道模板在使用前根据支承层高度进行组 拼 ， 采用人工搬运并沿纵向摆放 。模板安 装先沿安装 一 侧 ， 并初加固， 随后采用按 照设计宽度 3 ． 2 5 m制作 的卡具定位 ， 沿着卡具安装另一侧模板并初加固。模 板之间采用螺栓连接 ， 并填塞双面胶防止漏浆。模板 外侧按照 2 m问距设置三角形支撑架 ， 支撑架采用锚 杆固定在基床表层内。 4 ． 3 ． 3 模板位置调整 模板位置调整主要是为了保证模板支承层宽度、 垂直度及线性。调整顺序为 ， 先调整一侧再调整另一 侧。线性按照测量放样的平面控制点 ， 采用挂线检查 ； 垂直度采用垂直度尺或垂球检查 ； 宽度在内侧模板调 整时和垂 直度 、 线 性 ～起 反 复检查 ， 直 至满 足规 范 要求 。 4 ． 3 ． 4 轨道高度调整 轨道高度调整是对模板顶部的s J -, 3 2 字钢高程进行 调整 ， 分轨道粗调和精调 2个阶段 ， 粗调是人工采用尺 量 、 牵线进行调整 ； 精调是采用 电子水 准仪进行精密 调整。 ( 1 ) 轨道粗调 。组合式轨道模板采用在模板顶部 安装小工字钢作为轨道 ， 以满足混凝土整平机行走需 要 ， 同时通过在模板和轨道问设置可调螺栓 ， 实现轨道 高度的的调整 ， 因此在模板安装调整完毕后 即可进行 轨道的粗调。 轨道粗调是指在模板安装完成后 ， 根据平面控制 点的高程 ， 采用尺量反算 、 牵 引水平线， 对模板与轨道 间的可调螺栓进行上下调整， 达到调整轨道高度至施 工设计高度的 目的。 ( 2 ) 轨道精调及检查。由于无砟轨道底座板高程 偏差要求为 5 m m， 因此在混凝土浇筑前需采用电子 水准仪对轨道进行精调并检查。按照 4 IT I 问距进行检 查， 并做到随检查随调整， 直至满足规范要求。 4 ． 4混凝 土施 工 4 ． 4 ． 1 混凝土供应 混凝土设计为低塑性混凝土 ， 采用拌合站集 中拌 合 ， 自卸汽车运输。运输过程中进行覆盖 ， 防止运输过 程中灰尘污染和水分散失。车辆进 入现场应采取措 施 ， 清除黏附在轮胎上的泥土等污染物。混凝土布料 时 ， 要注意混凝土分布均匀 ， 不能过多或过少。在直线 地段大面要平整； 在曲线地段， 由于混凝土在振捣过程 中由高的一侧向低的一侧流动， 因此曲线地段高处一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 张俊庆 ： 无砟轨 道低 塑性混凝 土支承层 施工技术 2 0 1 1年 2月 侧布料要稍多。 4 ． 4 ． 2振捣 ( 1 ) 振动器 的选择 。由于低塑性混凝土坍落度较 小 ， 振动器选择是保证混凝土施工质量 的关键。振动 器的振动频率是影响捣实效果的重要 因素 ， 只有振动 器的振动频率与混凝土颗粒 的 自振频率相 同或相近 ， 才能达到最佳捣实效果。由于颗粒的共振频率取决于 颗粒的尺寸， 尺寸大的 自振频率较低 ， 尺寸小的 自振频 率较高 ， 故对于骨料颗粒大而光滑的混凝土 ， 应选用低 频 、 振幅大的插入式振 动器 。反之 ， 选用高频振动器。 因此 ， 低塑性混凝土选用高频振 动器 ， 能改善振实 效 果 ， 增加液化作用 ， 扩大捣实范围， 缩小捣实时间。 ( 2 ) 振捣。低 塑性混凝 土采用 高频振 捣棒振 捣 时 ， 以振捣到表面泛浆无气泡排出为止 ， 同时对混凝土 面进行及时补浆或铲除， 减少整平机的振动 、 整平工作 量。然后采用提浆整平机往返作业 ， 直至支承层顶 面 平整光滑为止。对振动过后的混凝土面要及 时观察 ， 若混凝土表面平整说明混凝土充盈度较好 ， 若 出现麻 面、 坑洼说明混凝土充盈度不足 ， 要及时补浆并进行再 次振捣。在混凝土初凝前 ， 采用铁抹子人工收面。 4 ． 4 ． 3流水坡施做 支承层两侧 的流水坡采用人工施做。在整平机整 平振捣过后 ， 在观测混凝土不流动时， 人工采用铁铲将 4 0 e m范围内超出流水面的混凝土铲除 ， 并采用 4 0 c m 长木模成型。流水坡的收光在支承层顶面收光后采用 3 5 c m铁抹子进行收面。 4 ． 4 ． 4拉 毛 为确保支承层与轨道板 间的摩擦力及粘结力 ， 对 轨道板范围内的支承层进行拉毛处理。拉毛采用钢丝 刷制作拉毛器 ， 并在混凝土初凝后进行 。拉毛的最佳 时机判断： 混凝土具有一定强度， 用手无法按动 ， 拉毛 出的混凝土不粘结成疙瘩 ， 拉毛出的纹理清晰。 拉毛采用限位板定位 ， 人工从一侧向另一侧拉动 。 4 ． 5养护及拆模 混凝土养护在拉毛完成后进行。养护采用一布一 膜养护 ， 即： 土工布 +塑料薄膜 ， 养护周期不少于 7 d 。 拆模在混凝土满足拆模强度及不缺棱掉角时进行。 4 ． 6 切 缝 支承层在混凝土浇筑完成 大约 1 2 h内进行横向 切缝 ， 缝深不小于支承层厚度 的 1 ／ 3 。横 向切缝 的间 距沿线路纵 向5 m一道 ， 采用混凝土切缝机进行。 5 质量控制 ( 1 ) 混凝土布料完成后及 时进 行机械振捣 ， 避免 混凝土水分丧失。 ( 2 ) 振捣时间应 根据设备功率 试验 确定 ， 以混凝 土表层出现液化状态为宜， 不得过振 。 ( 3 ) 模 板安装必须 稳定 牢靠 ， 接 缝严 密， 不 得漏 浆 。浇注混凝土前 ， 模板内的积水和杂物应清理干净 ， 确保模板与混凝土的接触面干净 。 ( 4 ) 混凝 土表 面应密 实、 平整 、 颜色均匀 ， 不得有 蜂窝 、 疏松和缺掉角等缺陷。 ( 5 ) 验收标准。无砟轨道支承层施工模板及外观 尺寸验收标准如表 3 、 表 4所示 。 表 3 模 板安装 允许偏 差及 检验 数量 序号 检查项 目 允许偏差 ( m m) 检验方法 检验数量 1 中线位置 1 O 全站仪 2 顶面高程 3 水准仪 施工单位每 2 0 m 各检查一处 3 内侧宽度 0， +1 0 尺量 表 4 混凝土支承层外形尺寸允许偏差及检验方法 序号 检查项 目 允许偏差( m m) 检验方法 检验数量 1 厚度 2 O 尺测 2 中线位置 1 O 全站仪 采 用 立 模 现 3 宽度 0， +1 5 尺测 浇施 工 时 ， 每 4 顶面高程 5 水准仪 2 0 m 各 检 查 一 处 5 平 整度 1 O 3 m直尺 分段长度 切缝深 大于支 6 横 向切缝 全部检查 不大于 5 m 承层厚度 1 ／ 3 6设备配置 支承层施工每个作业面投入的主要机械设备如表 5所，示 。 表 5主 要 舡机 械 i殳 备 表 国 表 主 要 施 工 机 械 设 备 表— ● 机械设备名称 规格型号 数 量 组合式轨道模板 2 O H0 e m x 3 0 13 11 1 4 o o m 内嵌式 提浆整平机 1 0 k W 1台 高频振捣棒 6台 自卸汽车 3台 7 结语 本施 工 技 术 以京 沪 高 速 铁 路 D K 6 7 2+8 0 0 D K 6 7 5+ 2 8 0支承层施工 为依 托 ， 通过施 工技术研究 形成该施工技术 ， 实际施工完成 的支承层顶 面标高满 足 5 m m要求的达到 9 8 ． 5 ％ ， 同时施工效率较高 ， 望 能为今后无砟轨道及类似工程提供借鉴。 参考文献 ： [ 1 ] 铁建i ,~[ 2 0 0 6 ] 1 5 8号 ， 客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术 指南 [ s ] ． [ 2 ] 铁建设 [ 2 o 0 9 ] 1 9 6号 ， 高速铁路工程测量规范[ s ] ． [ 3 ] T Z 2 1 0— 2 0 0 5 ， 铁路混凝土工程施工技术指南[ s ] ． [ 4 ] 科技基 [ 2 0 0 8 ] 7 4号 ， 客运 专线铁路 无砟轨道支 承层暂行 技术条 件[ S ] ． [ 5 ] 铁建设 [ 2 O 0 9] 2 1 8号 ， 高速铁路 C R T S I ／ 型板 式无砟轨道施工质 量验收暂 行标准 [ S ] ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m