摘要：在社会经济迅速发展的今天，铁路客运尤其是高铁在我国是必不可少的一种公共交通方式。高速铁路建设是在当前形势下国内外铁路建设发展最引人注目的热点，这是因为有着现代化技术引领现代高速铁路的建设。其中高铁无砟轨道技术是高速铁路行车安全性能的至关重要的一点，关系到我国现代化高速铁路设施运作的成败。希望通过本文的介绍，可以对相关专业的人员有所帮助。
关键词：无砟轨道；裂缝；控制
引言
随着我国高铁建设的快速发展，目前我国已经建成多条通车的高速铁路，并在国外高铁建设领域中名列前茅。由于列车运行速度高达每小时300km以上，普通列车的轨道已经不能满足这种高速运行的列车行驶。因此采用无砟方式铺设高铁列车轨道来满足列车高速行驶的要求。如何提高高铁无砟轨道技施工的质量控制，是我国所有的铁路施工单位所面临的最重要的课题。在当前的高速铁路建设中，高铁无砟轨道的设计与建设是其中的重要组成部分，是高速铁路设施运作过程中的舒适性、稳定性与安全性以及高效率的重要保障。
一、无砟轨道简介
高铁无砟轨道是高科技轨道技术，它的轨枕是由混凝土浇注成的，它不再是用碎石子铺设路基，而是采用把轨枕和铁轨直接的铺到混凝土路基上而建设的。无砟轨道的建设使得运行列车的速度能够高达300公里以上，不仅不会因为砟粉的形成而影响环境，对后续的维修也带来很大的方便，看起来也更加美观。
大同至西安铁路客运专线设计时速350km/h，其中鸣李特大桥地段采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道，无砟轨道结构主要由60kg/m钢轨、弹性扣件、SK-2双块式轨枕、道床板、底座板等部分组成。无砟轨道施工前，先组织参建员工到其他正在施工无砟轨道的单位进行考察和学习，认真学习和研究在施工过程中经常出现的裂缝的部位、原因等技术。在学习过程中发现部分底座板和道床板的混凝土外表面产生不同程度的裂纹，尤以底座板凹槽四角处和道床板顶面双块式轨枕四角处较为普遍，个别底座板还出现了纵向通长、横向左右贯通至侧面的严重裂纹；部分已完工的道床板在经过一个冬期后，顶面与侧面棱角处产生了较多竖向裂纹。这些裂纹严重影响了混凝土的外观质量和实体质量，甚至会影响到钢筋保护和将来的结构受力，项目部从各个方面认真分析裂纹产生的原因，针对性地采取切实有效的措施控制后续裂纹的产生，同时需对已出现的裂纹及时采取封闭措施。
根据调查和分析，认为裂纹控制需从混凝土的拌制性能、浇筑振捣、抹面压光、轨道框架应力放散和混凝土养生等环节着手，加强日常学习总结，加以精细管理和严格控制。
二、无砟轨道混凝土裂缝控制措施
1、在混凝土性能方面
（1）加强原材料质量控制，正确计算施工配合比
各种原材料进场时，按相关的规定进行验收，对粉煤灰、外加剂严格实行一车一检和一批一检的规定（包括对比原封存的样品），在检验的同时要做好原始记录，只有加强源头控制和过程控制，才能确保材料质量。
1）严格砂石料进场质量验收。
中粗砂：含泥量≯2.5%、人工砂石粉含量≯3%、不得含有泥块；碎石：含泥量≯1%、针片状含量≯8%、不得含有泥块。这几项有害物质含量越低，混凝土干缩裂纹越少。另外要保证砂石料的均匀性，即：含水率和级配要基本均匀一致。
2）试验室应根据混凝土设计标号、现场浇筑方式和施工环境及时调整配合比设计，尽可能减小胶凝材料（特别是水泥）的使用量和降低水胶比，提高含砂率和优化碎石级配。
3）控制原材料和外加剂的相容性。
每批混凝土外加剂进场后，要再次与胶凝材料进行相容性试验，保证减水率、含气量和坍落度损失满足要求（1h坍落度损失不得大于20mm）。相容性不好的外加剂，要经过生产厂家重新调配，符合要求后方可使用。
（2）严格控制混凝土拌合质量
1）搅拌站必须严格控制拌合用水量、温度指标和含气量，试验人员必须按规定测定沙石料的含水率和出机坍落度，特别应及时测定新进场的沙石料的含水率，据测定结果及时调整拌和用水量。
2）混凝土搅拌时间以120s为宜。采用泵送混凝土工艺时，混凝土的出机坍落度不得大于200mm，并应控制入模坍落度不大于180mm。不得在不明原因、或因相容性不好引起坍落度过小的混凝土拌合物中，再添加大量的减水剂进行反复拌合，更不能在混凝土中随意加水，或将坍落度≥180mm的混凝土浇筑入模，避免上层形成大量浮浆而导致混凝土产生裂纹。
（3）混凝土入模前的现场控制
1）现场试验员或技术员需按要求测定每车混凝土的坍落度，不满足要求者不宜使用。
2）加强监控，严格管束，严禁罐车、泵车人员向混凝土中擅自加水。
2、在混凝土保护层控制、混凝土浇筑施工方面
（1）合理选择混凝土浇筑时间。
要求入模温度不大于30℃，同时尽可能保证从抹面到轨道框架应力放散时的温差较小，最好选择在凌晨关注天气情况。大风天气、降温天气、高温天气、温差过大的天气，除非采取了防护措施，谨慎浇筑混凝土。
为保证轨道精度和控制混凝土最高温升，各作业面应对作业面长度、粗调和精调区段长度、混凝土浇筑区段长度等参数进行匹配，保证在一天中气温变化最小的时段浇筑混凝土。一般情况下，夏季浇筑时间控制在凌晨3时～8时，避免在干热时段施工；春秋季施工，理论上可安排在全天任何一个时段浇筑混凝土，但必须保证温度变化不超过15℃，且混凝土入模温度在5℃～30℃范围；高温下，注意混凝土入模温度不得高于30℃，否则要加冰；进入冬季施工时尽量避开在低温时段浇筑混凝土。
（2）重视工作面清理、混凝土结合面湿润。
1）底座板模板安装前，要彻底清除底座板范围内的杂物，采用空压机、高压水将灰尘、特别是梁面连接钢筋处凹坑内残留的浮渣吹洗干净。
2）混凝土浇筑前，应采用喷雾器对底座板范围、双块式轨枕进行充分湿润，但不得有积水，确保新老混凝土面结合良好。
（3）施工工艺要严格执行施工作业指导书有关要求。
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1）控制钢筋保护层厚度。
严格按设计图施工，钢筋保护层厚度过大、过小，都容易产生裂纹；针对限位挡台凹槽四角开裂严重现象，为减少开裂，在底座板钢筋施工过程中，在凹槽四角均加设两根直筋，实验并成功的减少了角部开裂。
2）混凝土布料。
道床板混凝土布料应采用一端向另一端连续进行，逐槽向另一端推进，及时找补，将每一根轨枕下布满混凝土，不可从一侧自流或振捣到另一侧，确保在浇筑断面内均匀布料，防止混凝土离析，产生干缩裂纹（缝）。
3）混凝土振捣。
振动棒配置数量应满足2台ZD50型和2台ZD30型的要求，两台50棒在前，两侧对称地平行向前，不可一前一后；两台30棒在后，找漏找边提浆，补充混凝土或铲去多余混凝土后补振混凝土、提浆。混凝土浇筑过程中，安排专人盯岗作业，固定工人、分区段振捣，要振捣到位，不留死角，特别要将底座板凹槽和道床板双块式轨枕的四周振捣密实。振动棒的移动间距，不应超过振动棒作用半径（40～50cm）的1.5倍，振捣时间要合适，一般为25～40s，以混凝土表面不再下沉、无气泡、表面泛浆为宜，避免漏振、过振。如果出现浮浆过厚时，应立即用原浆混凝土进行置换；注意不能过捣，以免表面浮浆过厚或产生离析现象；对于流动性大、振捣后泌水性强的混凝土，可在初凝前实施二次振捣。
3、在混凝土收面方面
在30型振捣棒过后，立即使用高程控制粗平器进行粗平和找高程，首先采用木抹子提浆、整平；然后采用坡度刮尺刮平混凝土；再次采用木抹子提浆、整平，并由技术负责人检测平整度等各项指标合格。
收面必须在初凝前进行，次数以三至四次为宜，最后一次压光在接近初凝时（即：混凝土不随木抹子移动后）进行，抹去表面可能出现的细小裂纹和模板处的棱角飞边毛刺，特别要注重轨枕四周的压光；二是配足经验丰富、操作熟练的收面工，尽可能缩短每次收面的时间；三是根据日平均浇筑长度配备足量的遮阳遮雨棚，必要时遮阳棚的两侧也要遮挡，以保证混凝土浇筑后至各次抹面及应力放散期间均得以有效遮挡或覆盖，防止遭受日光暴晒、大风狂吹或雨淋，避免混凝土因急剧失水干缩而开裂；在阳光下，混凝土干硬快，不利收面和准确掌握释放钢轨应力时机。
为防止混凝土表面失水产生细小裂纹，在混凝土初凝前进行第四次抹面，抹面时严禁洒水润面或撒干水泥。双块式轨枕四周、45°角非常容易开裂，在混凝土初凝前要重点压实抹光。
4、在排架应力放散、拆模控制方面
在轨道框架应力放散方面，要准确掌握放散时机，放散必须选在初凝时，不能过早或过晚，过早时会使轨排或轨枕下沉，过晚时轨道框架钢轨应变会带动轨枕使混凝土开裂；拆模过早容易引起混凝土裂缝。
1）注意放散顺序，应先稍松框架竖杆，随后松开钢轨连接夹板及轨枕扣件。完成混凝土浇筑后，混凝土初凝松开扣件之前，再次用精调小车采集轨道几何数据。
2）拆模时间控制到位。底座板混凝土强度达到2.5MPa、道床板混凝土强度达到5MPa方可拆模，拆模过早容易引起混凝土表面产生拉裂裂缝且混凝土表面及棱角容易受损。
3）松放扣件时机选择要合适。根据现场钢球（D=75mm、2kg）压痕试验结果（≯30mm）确定道床板混凝土的初凝时间。在混凝土初凝后，尽快松开支承螺栓1/4～1/2圈，同时松开扣件和鱼尾板螺栓，避免温度变化时钢轨伸缩对混凝土造成破坏，产生应力裂缝。
5、在混凝土养生方面
混凝土养生不到位，容易产生裂缝，需要根据环境温度以及规范要求确定保湿养护时间，不得少于七天；特殊段落采用涂刷养护剂的方法进行养生。
1）底座板、道床板完成混凝土浇筑、初凝压光后，下层用土工布覆盖，浇水后上层用塑料布覆盖，设专人浇水养护，七天内保持充分湿润。
底座板养生是在混凝土初凝后，采用土工布覆盖，喷雾器对土工布表面进行喷雾，使混凝土处于湿润环境，防止混凝土表面水份过快蒸发，产生塑性裂缝。
道床板养生是在道床板轨道框架拆除后及时洒水覆盖土工布或毛毡等吸水材料，再在吸水材料上面严密覆盖一层塑料薄膜以保水；二是在底座板或道床板混凝土强度满足拆模要求后，随拆模进度逐段掀开覆盖物，拆模后随即洒水均匀、覆盖严密、压设牢靠，特别注意压紧板底及覆盖物接茬处，防止被风吹开。
2）道床板养生要特别注意与下一浇筑段延续精调的最后一组排架范围内道床板的养护，在受轨道排架支撑螺杆影响覆盖效果不好的情况下，需加强洒水养护，确保道床板表面始终保持湿润状态；混凝土终凝后严格采用土工布+塑料布覆盖洒水保湿的养护方式，并采用“U”型卡固定。
3）邻近或上跨既有线等存在安全风险的特殊地段，采用涂刷养护剂的方法进行养生。
4）成立专职养护工班，配齐洒水车、养护水桶等设施，扎实做好养护工作。
三、结束语
在我国的高速铁路建设高速发展的过程中，高铁无砟轨道施工质量的控制和管理发挥着极为重要的作用，保证了高铁设施的顺利运作。当前的高速铁路施工企业必须跟得上时代的步伐，在发展高速铁路无砟轨道的同时，努力摆脱传统的观念，构建和完善高铁无砟轨道施工的质量控制体系。承担施工的单位应从建设高铁无砟轨道的基础材料、具体的施工工艺尤其是施工人员的培训等方面加强高铁无砟轨道施工的质量控制，通过各个方面的共同努力，不断完善高速铁路建设无砟轨道施工的质量控制体系，保障高铁无砟轨道工程的实施顺利和工程质量，完善质量管控的相关制度，改善管理机制，以促进高速铁路安全、高效的建设和发展。
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论文作者:周禄,许晓云
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：混凝土论文; 轨道论文; 床板论文; 轨枕论文; 裂纹论文; 底座论文; 高铁论文; 《基层建设》2020年第1期论文;