1、高速铁路无砟轨道裂纹防治技术探讨铁路运输论文工程论文高速铁路无砟轨道裂纹防治技术探讨-铁路运输论文-工程论文文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印 摘要：文章结合新建太原至焦作铁路工程为例，详细阐述了无砟轨道裂缝形成的原因及分类，包括无砟轨道工点外部环境影响、新、老混凝土面结合差等因素，在此基础上全面探讨了预防裂纹施工关键技术，经现场数据分析可知最后取得了良好的防治效果。 关键词：高速铁路；无砟轨道裂纹；裂缝防治 1工程概况 新建太原至焦作铁路线路长度358.8km，其中山西省境内325.4km，河南省境内33.4km。太原至焦作铁路（山西段）桥梁共计103座，长95.9km，占线
2、路长度的29.5%；隧道共计35.5座，长145.2km，占线路长度的44.6%，其中，L10km隧道5座57.239km，4kmL10km隧道8.5座54.980km，1kmL4km隧道10座25.195km，L1km隧道12座7.769km；路基长84.3km，占线路长度的25.9%。正线铺轨共计637.1铺轨公里，其中有砟轨道341.4铺轨公里，无砟轨道295.7铺轨公里，无砟轨道占比46.4%。太焦铁路TJZQ-3标起讫里程DK65+340.35DK81+407.5，线路长度16.07km。其中，无砟轨道长度15.99km，工点依次为区间路基、白北隧道、白北村乌马河大桥、区间路基、榆社
3、隧道。标段位于山西省榆社县，属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，昼夜温差大，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，降水量多集中在七、八月份，季风气候明显。全线采用CRTS型双块式无砟轨道，轨枕采用SK-2型双块式轨枕，扣件采用WJ-8B型扣件，道床板宽度为2800mm，厚度260mm。路基与隧道段落道床混凝土采用连续铺设（道床混凝土施工缝位置钢筋连续设置）、双层配筋结构；桥梁地段道床混凝土采用分块式（钢筋断开设置）、双层配筋结构。近年来，因为高速铁路无砟轨道道床板混凝土各种类型裂纹频繁出现，针对无砟轨道裂纹原因分析及防治技术的相关研究越来越多12。本文结合以往施工经验及现场施工中已经采取的措施实际
4、情况对比，对无砟轨道裂纹防治技术进行研究。 2无砟轨道裂缝形成原因分析及分类 2.1无砟轨道工点外部环境影响目前，高速铁路无砟轨道主要位于长大隧道或者隧道群段落，中间零散分布路基、桥梁等工点。隧道口及临近洞口附近桥梁、路基一般位于山区，外部自然环境恶劣，主要包括气温的变化多端伴随大风天气，对隧道口、路基、桥梁道床混凝土质量影响较大。 2.2新、老混凝土面结合差 双块式无砟轨道轨枕由预制厂集中生产，轨枕面及四周均为混凝土光面，与道床混凝土结合较差，轨枕四周与道床混凝土中间易出现矩形（局部）裂缝。 2.3隧道内、路基（支承层段）产生的反射裂缝 路基与桥隧过渡段28m设计为混凝土底座板，其余段落设计
5、为水硬性混合料支承层，切缝距离约5m/处，局部存在反射裂纹。隧道每板衬砌钢筋单独设计，纵向钢筋在施工缝位置断开做弯头处理。隧道衬砌完成3个月后，沉降观测数据满足要求后施作无砟轨道，但后续因为衬砌存在沉降，隧道内衬砌施工缝位置道床板易产生反射横向裂纹。 2.4路基、隧道地段混凝土连续设计 路基、隧道段落道床混凝土为连续设计，在轨枕边缘易产生四角裂纹，具体表现为“八”字裂纹，严重的局部横向之间形成贯通裂纹或“人”字裂纹；路基、隧道地段现场裂纹数量较桥梁段落明显增加。目前，四角裂纹占所有类型裂纹总量的85%或者更高。已有研究表明，通过分段浇筑或设置后浇带可明显减少道床板横向裂缝。图1为无砟轨道不同类
6、型裂纹分布示意图。 3预防裂纹施工关键技术 3.1新、老混凝土结合关键技术 轨排组装前，清理所有轨枕表面的杂物，并对轨枕四周埋设于混凝土内位置涂刷界面剂，确保轨枕与道床混凝土有效结合。道床混凝土浇筑前安排专人对基层以及轨枕进行喷雾，确保混凝土（支承层）面湿润无积水，提高新、老混凝结合质量。混凝土由拌和站集中生产运输，应严格控制混凝土的坍落度及含气量，符合混凝土理论配合比的控制范围。混凝土浇筑过程中严格控制混凝土入模温度，与既有的轨枕及基础基面温差不超过15。混凝土浇筑过程中采用“之”字形沿一个方向布料，以便排出轨枕下方的空气。振捣采用2次振捣技术，第一次利用50振捣棒初振，第二次利用30振捣棒
7、主要对轨枕四周进行加密振捣，确保新、老混凝土有效结合。 3.2预防八角裂纹关键技术 施工过程中，在路基、桥梁、隧道洞口200m范围以内，轨枕四角处增设防裂钢筋+金属网片，每根轨枕共设置8处，每处设置防裂钢筋2根+1块金属网片，防裂钢筋采用6钢筋，水平长度为200mm300mm，防裂钢筋距混凝土顶面保护层为35mm；第一根防裂钢筋距离轨枕边缘为50mm，两根防裂钢筋间距为100mm，防裂钢筋必须采用绝缘处理。金属网片尺寸为15cm20cm，置于防裂钢筋上方。隧道内其他段落轨枕四角处增设金属网片，尺寸一致，与主筋通过绝缘卡进行绝缘处理。3.3预防反射裂纹关键技术隧道内衬砌施工缝位置，为避免出现反射
8、裂缝，首先必须保证隧道内仰拱、填充、衬砌施工缝同缝，后续存在仰拱回填层施工的，在隧道施工缝位置对仰拱回填层进行切缝处理。同时在施工缝位置增加一层0.3mm厚的滑动膜进行隔离，滑动膜铺设在混凝土道床板下，纵向长度300mm，宽度与道床板等宽。 3.4其他措施 3.4.1优化混凝土配合比目前，双块式无砟轨道主要利用轨排框架法施工，除桥梁段落采用泵送混凝土外，路基、隧道段落利用料斗浇筑（非泵送）。施工前应优化混凝土性能，按照“三低一高”原则配置，具体可按照低胶材、低用水量、低坍落度、高含气量控制。 3.4.2适时解除轨排支撑系统混凝土浇筑完成后，当混凝土达到初凝时及时松开扣件和轨排间鱼尾板，防止温度
9、变化时钢轨伸缩对混凝土造成破坏，初凝时间由试验人员根据钢球压痕试验确定。具体操作为使用质量为2kg直径75mm的铁球轻轻放在混凝土表面静置1min，然后将铁球拿起，测量混凝土表面压痕，当直径小于15mm时即表示混凝土已初凝。 3.4.3加强混凝土养护无砟轨道施工精度要求高，为避免阳光影响精调结果，路基、桥梁段落精调工序一般在晚上或者凌晨进行，同时为保证混凝土入模温度，一般早上开始浇筑。混凝土连续浇筑，一般在当日下午3点左右完成，混凝土施工期间环境温度变化较大。浇筑完成后应及时覆盖养护，避免混凝土水分损失过快，后期出现裂纹。混凝土收面时严禁加水，利用木模找平，钢模精平。现场应配足收面人员，缩短每
10、次收面时间。现场通过采取土工布+塑料膜结合措施确保混凝土质量，混凝土面布设2根5cm塑料管，管壁按梅花形布置出水孔，间距50cm。直线段水管布置于线路中线两侧40cm位置，曲线段布置于超高侧距离混凝土边缘15cm及线路中线位置。现场指定专人根据现场实际情况定时通过预埋花管补充养护水，确保做好水分预储存，减少水分收缩，提高混凝土抗裂能力。养护时间具体结合现场环境可参照表1执行。 4现场数据分析 太焦铁路3标无砟轨道主要分两个时间段施工。2019年10月5日开始桥梁工点无砟轨道施工，于2020年1月10日完成桥梁、白北隧道段落无砟轨道施工；榆社隧道、区间路基无砟轨道于2020年3月1日开始施工，4
11、月9日全部完成。现场根据施工时间、工点类型、过程中采取的措施，各选取左线无砟轨道100m（50m）做数据分析。通过对两个时间段无砟轨道裂纹统计分析，主要以轨枕四角裂纹为主，占比约为85%。采取措施后，路基段落裂纹长度整体下降75%，隧道洞口200m范围内裂纹长度下降34%，其他段落裂纹长度下降40%。图2为采取措施前、后各种类型裂纹长度对比柱状图。 5结束语 随着社会经济水平越来越高，“绿色出行”理念越来越深入，出行舒适度要求越来越高，高速铁路必将成为大家出行的日常工具。铁路运行安全也必将是关注重点。其中，无砟轨道施工质量控制从源头抓，主要通过优化设计实现；从施工过程抓，主要通过现场优化混凝土配合比、加强过程措施控制、严格落实养护措施实现。有效降低或避免道床板裂纹出现，确保铁路运行安全，将是以后无砟轨道施工的重点。 参考文献： 1杨文.CRTS型双块式无砟轨道道床板混凝土开裂原因分析及防治措施J.工程技术研究,2019(6):7677. 2范伟.高速铁路CRTS型双块式无砟轨道道床裂纹缺陷成因及防治J.建材与装饰,201(9):259260.
