葛捷

【摘 要】通過對蘭新線無砟軌道綜合試驗(yàn)段雙塊式現(xiàn)澆混凝土道床板出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象的分析，從設(shè)計(jì)、施工和混凝土配方等方面分析了現(xiàn)澆混凝土道床板的裂縫成因，并提出了防治雙塊式無砟軌道道床板裂縫的具體措施，對今后客運(yùn)專線現(xiàn)澆混凝土道床板的施工具有借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】無砟軌道；混凝土裂縫；高速鐵路；道床板

目前國內(nèi)高速鐵路采用的無砟軌道主要有兩種， 即板式無砟軌道與雙塊式無砟軌道。道床板表面容易出現(xiàn)裂縫，設(shè)計(jì)配筋與施工質(zhì)量等，最終導(dǎo)致上下貫穿裂縫；由于施工搗固不均等，配筋大小不一或錯位，使得道床板內(nèi)部不密實(shí)、空隙、空洞、鋼筋異常，發(fā)展成為承載力過低、道床板破裂、道床板承載力不均等等，這不但使得絕緣性能逐步下降，裂縫滲水加速基礎(chǔ)下沉加大基礎(chǔ)沉降值，降低道床耐久性和道床承載力，影響行車安全；增加工務(wù)部門維修工作量。因此分析雙塊式無砟軌道道床板混凝土裂縫病害發(fā)生的機(jī)理，在設(shè)計(jì)和施工中預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，提高雙塊式無砟軌道施工質(zhì)量。

1.無砟軌道板開裂成因及對策分析

在施工中現(xiàn)澆無砟軌混凝土道床板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，裂縫使道床混凝土板中的鋼筋發(fā)生銹蝕，銹蝕的鋼筋會擠脹混凝土，進(jìn)而使得裂縫更具擴(kuò)張趨勢，處于絕緣節(jié)點(diǎn)的卡子也會逐步失效，在絕緣性能方面大打折扣。同時，結(jié)構(gòu)裂縫的滲水也會加速基礎(chǔ)下沉的速度，沉降值迅速攀升降低了無砟軌道道床的耐久性以及承載能力，嚴(yán)重的將影響到軌道的行車安全。因此，本文分析不同無砟軌道混凝土道板的裂縫開裂機(jī)理，旨在設(shè)計(jì)與施工兩個方面做好預(yù)防裂縫產(chǎn)生的預(yù)防工作，從而保證無砟軌道混凝土道床的施工質(zhì)量。

筆者認(rèn)為，無砟軌道路基基床板常見的結(jié)構(gòu)裂縫成因主要有：

（1）混凝土材料的不均勻?qū)е铝芽p的產(chǎn)生?；炷恋牟痪鶆蛐灾饕ㄋ冶鹊姆植疾痪痪鶆蚍植嫉幕炷凉橇袭a(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力不均的情況，從而有可能導(dǎo)致軌道板產(chǎn)生裂縫。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素。新老混凝土板的結(jié)合部位，軌枕角容易出現(xiàn)不同方向的收縮，在混凝土硬化后也在角部的應(yīng)力集中引起的混凝土收縮拉伸狀態(tài)，加劇了裂縫的發(fā)展，并隨著時間的推移和延長和擴(kuò)大。

（3）混凝土施工溫度。后澆混凝土在硬化過程中，會產(chǎn)生大量的水化熱，其大部分水化熱在3天之內(nèi)會被釋放。尤其是在夏季施工中，如果不采取有效的降溫措施，大體檢混凝土構(gòu)件的內(nèi)部溫度會達(dá)到65-70℃，甚至?xí)撸罅康乃療釋?dǎo)致內(nèi)部溫度迅速提升，而混凝土表面迅速冷卻，內(nèi)外形成較打的溫差，從而造成內(nèi)、外部熱脹冷縮的程度不同，混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過硬化過程中混凝土抗拉強(qiáng)度，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，裂縫通常只在混凝土表面淺裂紋的范圍，或沿長邊部分出現(xiàn)。

（4）混凝土干縮。水泥漿蒸發(fā)會使得混凝土構(gòu)件產(chǎn)生干燥收縮，這是一個不可逆過程。一般地，混凝土干縮裂縫的主要原因是水泥漿液和水的蒸發(fā)量的變化引起的不同程度的不同結(jié)果，混凝土表面水分流失快，內(nèi)部濕度變化小，大面積混凝土收縮變形的內(nèi)部約束產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力裂紋。

（5）塑性收縮裂縫。水泥用量大，養(yǎng)護(hù)不及時會導(dǎo)致混凝土表面不均勻收縮引起的裂縫，雖然危害不大，但在長期動荷載的作用下會出現(xiàn)明顯的膨脹。

這些常見裂縫主要的對策與預(yù)防措施通常我們是這樣考慮的?；炷林С袑舆x擇合適的切削時間實(shí)施切縫，防止產(chǎn)生不規(guī)則裂縫引起的上板混凝土裂縫。同時，為了能夠有效防止建設(shè)支持層發(fā)生不規(guī)則的收縮裂縫，普遍支持層混凝土終凝后或抗壓強(qiáng)度達(dá)到2～3兆帕的執(zhí)行切割時，混凝土板和混凝土支護(hù)層的伸縮接頭伸縮縫在同一組，間隔為5～6是適當(dāng)?shù)模?yīng)支持層混凝土在施工完成后，放置2至3個月，然后道床混凝土施工，效果明顯?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)措施，新混凝土加固維修，采取適當(dāng)?shù)母采w并適時澆水，混凝土表面是濕的狀態(tài)；新型固化劑為水資源保護(hù)，避免眩光。施工中應(yīng)注意的問題，根據(jù)蘭新鐵路無碴軌道試驗(yàn)段雙塊式軌枕施工經(jīng)驗(yàn)，除了上述防止裂縫的措施，還應(yīng)注意以下問題：泥漿的選擇應(yīng)該是內(nèi)容的效用越小越好，不建議使用標(biāo)簽帶是水泥；滿足泵送要求條件下，混凝土坍落度可以使用盡可能?。虎窦壏勖夯?，減少水泥用量和促進(jìn)減水作用，不應(yīng)摻膨脹劑；商品混凝土攪拌質(zhì)量難以掌握和控制，所以不應(yīng)采用；結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)（枕軌形設(shè)計(jì)和軌道板加固設(shè)計(jì)），合理設(shè)置伸縮縫間距；夏季施工時應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土溫度，溫度和鋼模板應(yīng)引起人們的關(guān)注，并采取相應(yīng)的措施降低其溫度；混凝土養(yǎng)護(hù)時間，兩者表面跟上，比如混凝土的坍落度應(yīng)為三次較大的表面，表面覆蓋材料應(yīng)能長時間?，F(xiàn)澆混凝土和水；雙塊式軌枕的表面使用混凝土界面劑，增強(qiáng)界面粘結(jié)強(qiáng)度，減少界面裂紋。

2.無砟軌道基底結(jié)構(gòu)病害的對策與措施

針對隧道整體道床裂縫、下沉等病害，采用高強(qiáng)發(fā)泡樹脂進(jìn)行注漿加固處理，對注漿前后動變形進(jìn)行對比測試、物探測試和原位探測并進(jìn)行分析，檢驗(yàn)實(shí)際效果。結(jié)合我國無砟軌道結(jié)構(gòu)病害類型及產(chǎn)生機(jī)理，進(jìn)一步研究無砟軌道結(jié)構(gòu)病害檢測與快速修復(fù)技術(shù)。

隧道內(nèi)無砟軌道結(jié)構(gòu)病害通常有三類：一是混凝土下沉破損，即軌道結(jié)構(gòu)在列車載荷作用下產(chǎn)生下沉變形；二是無砟軌道結(jié)構(gòu)上鼓破損，主要是地下水水位抬起造成破損，或基礎(chǔ)處理不到位；三是無砟軌道結(jié)構(gòu)受地下水侵蝕而破壞。通常的處理方法有：線路幾何尺寸變化應(yīng)在扣件和墊板調(diào)整量范圍，進(jìn)行調(diào)整不擾動道床，超出調(diào)整量范圍時需進(jìn)行整治。整治方案應(yīng)根據(jù)超出管理值的大小分級治理，盡量少擾動軌道與路基結(jié)構(gòu)，確保其功能不受影響。排水溝整治應(yīng)與軌道結(jié)構(gòu)整治同步進(jìn)行，避免重復(fù)作業(yè)。

（1）加強(qiáng)或增設(shè)排水設(shè)施。整治關(guān)鍵是排導(dǎo)和疏干基底結(jié)構(gòu)地下水，不能局限排除地 表水。發(fā)生翻漿冒泥等病害時，應(yīng)增設(shè)地下排水設(shè)施，增加排水溝數(shù)量和深度。

（2）增加扣件的可調(diào)變形量。提高隧道內(nèi)無砟軌道扣件的可調(diào)變形量，以改善無砟軌道對列車振動和沉降變形的適應(yīng)性。

（3）灌注水泥漿。采用液壓和氣壓裝置，通過注漿管將水泥漿灌注到軌道與路基結(jié)構(gòu)的裂縫和空隙中，水泥漿以充填、滲透和擠密等方式排擠裂縫中的水、空氣和其他雜質(zhì)，并充填其位置，形成高強(qiáng)度、防水性能 好的新結(jié)構(gòu)體。此方法適用于軌道完整、基底空隙較多與翻漿冒泥地段，缺點(diǎn)是難以抬升軌道板結(jié)構(gòu)。梨樹溝隧道無砟軌道病害整治方法針對京通快速鐵路梨樹溝隧道整體道床裂縫、下沉，以及翻漿冒泥等病害，采用注漿提升軌道板和精確定位方法。常規(guī)注漿方法機(jī)具笨重，現(xiàn)場施工不便，天窗時間難以完成整治， 常規(guī)的注漿材料短時間達(dá)不到黏結(jié)強(qiáng)度要求。

（4）基底換填。隧道基底結(jié)構(gòu)受地下水沖刷嚴(yán)重，但軌道板完整無破損，可將基底軟弱層清除，重新灌注基礎(chǔ)混凝土。此方法整治徹底，缺點(diǎn)是施工工藝有待完善。

（5）整體軌道板維修。主要用于軌道結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，為此采用雙液組分、高強(qiáng)發(fā)泡樹脂進(jìn)行注漿加固處理，填充無砟軌道基底結(jié)構(gòu)空洞和進(jìn)行底面密封，精確提升軌道板?；旌媳壤?∶1，并采用特殊輸送泵進(jìn)行加溫灌注。其固化后對環(huán)境無任何污染。采用注漿加壓裝置漿液注入裂縫并充滿。

3.結(jié)論

由于高速鐵路無砟軌道病害在國內(nèi)大規(guī)模投入使用時間尚短，對于其裂縫等病害的檢測經(jīng)驗(yàn)尚少， 本工作是嘗試性和驗(yàn)證性的。對于客運(yùn)專線無砟軌道病害的檢測， 尚處于初始階段， 需要投入更多的關(guān)注與時間。為維護(hù)客運(yùn)專線的長期正常運(yùn)營， 積極主動的檢測工作亟待開展。

【參考文獻(xiàn)】

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