遲有峰

摘要：近幾十年來，我國的經濟飛速發(fā)展，人們的生活水平與方式不斷地提高，高速鐵路在我國大范圍覆蓋式的建設，并投入使用，為國家整體經濟增長、人們出行便利奠定了堅實的基礎。無砟軌道運用在高速鐵路上，可以使高速列車在運行中更加安全、平順、穩(wěn)定，且具有較強的耐久性；眾所周知，與傳統(tǒng)鐵路不同，高速鐵路軌道結構采用由我國自主研發(fā)的新型軌道結構CRTSⅢ型先張板式無砟軌道，由于無砟軌道作為高速鐵路的核心技術之一，尤其是冬期施工仍存在難以攻克的技術難點，因此，本文結合新建北京至沈陽鐵路客運專線河北段無砟軌道冬期施工技術難點及保溫措施進行總結闡述，已期對以后的施工有一定的借鑒意義。

關鍵詞： 高速鐵路；無砟軌道；冬期施工

新建北京至沈陽鐵路客運專線是我國“四縱四橫”客運專線中的北京至哈爾濱（大連）客運專線的重要組成部分，線路起自北京市朝陽區(qū)星火站，經北京市順義區(qū)、昌平區(qū)、懷柔區(qū)、密云區(qū)進入河北省境內，經承德進入遼寧省境內，再經朝陽、阜新后引入沈陽樞紐，其中河北承德境內全長191.6公里，正線軌道結構全部采用CRTSⅢ型先張板式無砟軌道，無砟軌道由鋼軌、彈性扣件、軌道板、自密實混凝土層、隔離層以及具有限位結構的鋼筋混凝土底座等部分組成，其中路基地段結構高度為838mm（內軌軌頂面至底座板底面），隧道、橋梁地段結構高度為738mm，曲線超高在底座板上設置；軌道板混凝土強度等級為C60，寬度2500mm，厚度200mm，標準軌道板長度分5600mm、4925mm和4856mm三種；自密實混凝土層為單元結構，長度和寬度同軌道板，厚90mm，強度等級為C40，配置單層CRB550級冷軋帶肋鋼筋焊網，每塊軌道板對應自密實混凝土層設置兩個凸臺，與底座板上設置的限位凹槽相互結合；底座為鋼筋混凝土單元結構，強度等級為C35，底座內配置雙層CRB550級冷軋帶肋鋼筋焊網，底座對應自密實混凝土凸臺位置設置凹槽，路基地段底座寬度為3100mm，底座厚度為300mm（含4mm厚土工布），隧道、橋梁地段底座寬度為2900mm，直線地段底座厚度為200mm（含4mm厚土工布）；自密實混凝土層與底座間設置4mm厚的土工布隔離層，隔離層應覆蓋自密實混凝土層范圍，以實現自密實混凝土層與底座間的良好隔離；自密實混凝土層設置凸臺，底座對應凸臺位置設置凹槽（長1000mm，寬700mm），通過凸臺凹槽咬合進行軌道限位。

一、CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土冬期施工技術

1、施工作業(yè)準備

（1）外業(yè)準備。CRTS III 型無砟軌道線上施工前應完成低溫（-7至-12℃）狀態(tài)下CRTSⅢ型板式無砟軌道線下工藝性試驗，使無砟軌道作業(yè)人員熟練掌握無砟軌道施工各工序流程和工藝特點[1]，形成一套成熟的工法和科學參數。

（2）內業(yè)準備。施工前應完成無砟軌道冬期施工方案及作業(yè)指導書的編制及審批工作，并對施工管理、作業(yè)人員進行培訓教育，掌握關鍵工序控制要點[2]，澄清有關技術問題，熟悉相關規(guī)范和驗收標準，以便更好的指導線上施工，其主要目的如下：

1）了解掌握 CRTSⅢ型板式無砟軌道的施工工藝流程，著重解決關鍵工序的施工方法；2）確保自密性混凝土在冬期低溫條件下各項檢測指標滿足規(guī)范要求；3）解決軌道板冬期鋪設時存在的關鍵點、重難點問題，為線上施工做好準備。

（3）物資準備

為確保無砟軌道自密實混凝土冬期灌注質量合格，施工現場應配備升溫、保溫物資。

隧道內物資準備：塑料布、棉被、電風炮、保溫板、棉簾等；

隧道外物資準備：塑料布、棉被、密目網、腳手架、電風炮、電采暖爐、Φ50mm水管等。

其他物資準備：運板車、龍門吊、強力吹風機、精調儀器等。

2、施工工藝流程

（1）隧道外自密實混凝土冬期施工流程：底座板驗收完成→隔離層、彈性墊層施工→自密實混凝土層鋼筋網片安裝綁扎→軌道板粗鋪→軌道板精調→自密實混凝土層模板安裝→隧道外軌道板保溫設施安裝→水管敷設→塑料布鋪設→保溫被鋪設→塑料布鋪設→連接智能電采暖爐、電風炮→板腔內溫度達到10℃后進行自密實混凝土澆筑→帶模養(yǎng)護不少于3d→拆模→涂刷養(yǎng)護液、貼養(yǎng)護膜覆蓋養(yǎng)護。

（2）隧道內自密實混凝土冬期施工流程：底座板驗收完成→隔離層、彈性墊層施工→自密實混凝土層鋼筋網片安裝綁扎→軌道板粗鋪→軌道板精調→自密實混凝土層模板安裝→連接電風炮→板腔內溫度達到10℃后進行自密實混凝土澆筑→隧道內軌道板保溫設施安裝→塑料布鋪設→保溫被鋪設→帶模養(yǎng)護不少于3d→拆?！克B(yǎng)護液、貼養(yǎng)護膜覆蓋養(yǎng)護。

3、冬期施工要求

（1）混凝土拌和站

1）拌合系統(tǒng)保溫措施。料倉保溫措施：骨料倉分2種骨料（粗骨料與細骨料），對骨料倉分別進行保溫。料倉采用夾芯保溫彩鋼板進行全封閉，料倉底部與墻壁設有暖氣片，采用甲醇鍋爐循環(huán)水對暖氣片進行加熱，以保證細骨料、粗骨料溫度不低于10℃。

外加劑房、拌合樓、攪拌機棚保溫措施：采用甲醇鍋爐循環(huán)水對外加劑房、拌合樓以及攪拌機棚內的暖氣片進行加熱，保證室內溫度不低于10℃。

拌和用水保溫措施：采用甲醇鍋爐對拌和用水進行加熱，水的溫度控制在60℃以上，不宜高于80℃，地埋水池采用夾芯保溫彩鋼板+塑料布+保溫被+塑料布覆蓋的保溫形式；地上水池應在地埋水池的基礎上對水池周邊采用夾芯保溫彩鋼板包裹。

粉料罐保溫措施：粉料罐采用保溫棉布包裹，保證溫度不低于0℃。

皮帶機、下料斗保溫措施：拌和站上料皮帶機采用保溫被覆蓋包裹，下料斗部位采用夾芯保溫彩鋼板封閉，保證溫度不低于0℃。

2）混凝土拌制。攪拌自密實混凝土前，應嚴格測定粗、細骨料的含水率，并根據含水率及時調整自密實混凝土的施工配合比。攪拌時應先向攪拌機內投入粗、細骨料和已加熱的水，攪拌時間不少于30S，再加入水泥、礦物摻和料和外加劑，并繼續(xù)攪拌均勻，總攪拌時間不少于180s。

為了確保冬期自密實混凝土正常灌注，保證混凝土出機溫度不低于18℃，水泥、礦物摻和料溫度以實測為準，須在開盤前進行混凝土熱工計算，確定拌合用水加熱溫度及骨料等加熱溫度。

3）混凝土運輸保溫措施。施工現場應根據混凝土澆筑速度及需求量，提前與拌和站聯系，合理安排罐車運輸，確保運至現場的混凝土及時灌注?；炷吝\輸罐車采用保溫被包裹，運輸途中采用保溫被制作的扣蓋對罐體的進出料口進行封閉，減少熱量損失，保證混凝土的入模溫度不低于10℃（規(guī)范規(guī)定混凝土冬期施工入模溫度不低于5℃，鑒于承德地區(qū)冬期較為寒冷與自密實混凝土的特性及熱量損失十分嚴重等原因，經現場反復試驗論證，入模溫度10℃時能夠滿足施工要求）。當混凝土運至現場后，應檢測混凝土擴展度、T50、溫度等性能指標，合格后方可灌注。（2）軌道板保溫設施安裝

1）路基、橋梁段保溫設施安裝

軌道板精調、模板安裝完成后，進行保溫設施安裝：

保溫棚架搭設（以橋梁工程為例）：保溫棚以每榀梁為一個單元，采用Φ42mm壁厚3.5mm腳手架搭設。保溫棚橫向設置3根高度為2m的立桿，分別設置于防撞墻外側及線路中心線，橫桿與立桿采用十字扣件連接，在立桿外側設置斜撐，下撐在A墻根部；順橋向間距為300cm，橋梁端部間距為260cm，并在端部加設掃地桿?？v向采用Φ42mm壁厚3.5mm腳手架連接成整體。

保溫棚覆蓋：保溫棚覆蓋三層，自內而外為雙層保溫膜、密目網。保溫膜與保溫棚架使用麻繩綁扎牢固，保溫膜采用高強度、高密度保溫膜，保溫棚四周采用鋼管緊密壓實，達到密閉、防風的效果。保溫膜外覆蓋密目網，密目網與保溫棚架綁扎牢固。

智能電采暖爐、水管安裝：自密實混凝土模板頂部敷設4道Φ50mm供熱水管，采用智能電采暖爐進行加熱，水管回路不超過150m，水管每間隔70m左右設置閘閥式連接閥，以便于連接及拆卸。

每個保溫棚內配置6個熱風炮，在自密實混凝土灌注前對板腔進行預熱，當板腔內溫度不低于10℃且軌道板溫度不低于5℃后進行自密實混凝土灌注。

保溫被、保溫膜鋪設：自密實混凝土灌注完成后，采用雙層規(guī)格4m×6m的保溫被將無砟軌道全面包裹，保證養(yǎng)護溫度，在保溫被上鋪設一層保溫膜，規(guī)格尺寸與保溫被相同，保證養(yǎng)護濕度。

2）隧道內保溫設施安裝

隧道采用兩道封門保溫：第一道在隧道明暗交接處設置保溫板+棉門簾進行全斷面封閉保溫，第二道在距第一道50m處設置全斷面棉門簾進行封閉保溫，在隧道內每隔200m設置一處熱風炮對洞內空氣進行連續(xù)加熱，確保洞內溫度不低于15℃，隧道內自密實混凝土灌注后及時覆蓋保溫膜和保溫被。

（3）混凝土灌注及養(yǎng)護

1）路基與橋梁段自密實混凝土灌注及養(yǎng)護

冬期自密實混凝土灌注必須保證入模溫度不小于10℃，軌道板板腔內溫度不小于10℃，軌道板溫度不小于5℃，自密實混凝土性能滿足灌注施工要求。

保暖棚內施工自密實混凝土時，采用混凝土輸送泵車灌注，施工前于軌道板灌注孔上方對暖棚進行開口，尺寸為0.3×0.3m，灌注孔上架設直徑為500mm的料斗，料斗采用鋼管支撐，灌注完成后立即對暖棚開口覆蓋，覆蓋采用保溫膜，達到密閉、不漏風。

路基與橋梁軌道板冬施期間，灌注時間宜選擇在當天溫度較高時間段，自密實灌注前使用熱風炮對板腔進行加熱，灌注后保證升溫、保溫設備運轉正常，帶模養(yǎng)護不少于3d且強度不小于10Mpa，拆模后噴涂養(yǎng)護劑、貼養(yǎng)護膜進行保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于14d。

2）隧道段自密實混凝土灌注

隧道內環(huán)境溫度不小于15℃，自密實混凝土灌注入模溫度不小于10℃，自密實混凝土性能滿足灌注施工要求。

隧道內軌道板精調完成后，應及時進行自密實混凝土灌注，灌注完成后帶模養(yǎng)護不少于3d且強度不小于10Mpa，拆模后噴涂養(yǎng)護劑、貼養(yǎng)護膜進行保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于14d。

（4）溫度監(jiān)測

1）溫度監(jiān)測范圍

為保障自密實混凝土冬期施工質量，需對相關溫度進行監(jiān)測：大氣溫度、水泥、水、粗、細骨料等原材料溫度、混凝土出機口溫度、混凝土拌制棚內溫度、混凝土入模溫度、施工作業(yè)環(huán)境溫度、混凝土入模前軌道板溫度和模腔溫度、養(yǎng)護溫度。

2）溫度監(jiān)測方法

大氣溫度，水泥、水、粗、細骨料的溫度以及工作環(huán)境溫度可直接用溫度計測定。

混凝土出機溫度及混凝土入模溫度的測定：混凝土灌注后，立即用電子測溫儀對混凝土溫度進行測定，讀數后并記錄。

混凝土養(yǎng)護測溫：在養(yǎng)護期間，在保溫被內放置溫度計測量溫度并記錄。

3）溫度監(jiān)測管理

建立溫度監(jiān)測體系，對施工環(huán)境溫度、原材料溫度、混凝土拌和料溫度、混凝土入模溫度、養(yǎng)護溫度等進行監(jiān)測，針對溫度變化情況，適時調整防寒保溫措施。

測量原材料使用前的溫度，根據測溫情況采取適當措施?；炷灵_盤前測量水泥、礦粉、粗、細骨料、減水劑、拌和用水溫度，根據熱工計算和實際試拌確定的溫度參數，保證混凝土出機溫度符合要求。

混凝土入模溫度不低于10℃，與新澆自密實混凝土接觸的底座板、軌道板、鋼筋和模板的溫度不低于5℃。

在混凝土養(yǎng)護期間，分別對環(huán)境溫度、覆蓋體內部溫度進行監(jiān)測，覆蓋體內溫度不低于5℃。

二、CRTSⅢ型板式無砟軌道冬期施工控制要點

1、自密實混凝土灌注

自密實混凝土入模前，應檢測混凝土拌合物的溫度、坍落擴展度、擴展時間T50、含氣量及泌水率等拌合物性能；

灌注時自密實混凝土灌注速度不宜過快，保證下料的連續(xù)性和混凝土拌合物在軌道板下的連續(xù)流動，待四角排氣口內自密實混凝土漿面達到軌道板底部，且排氣孔排出混凝土骨料均勻時，關閉灌料斗閥門，停止灌注；

自密實混凝土灌注過程中，及時觀察并記錄6塊百分表的讀數，以便確定軌道板的上浮值，上浮值變化過快及上浮超標時，及時配合人工對壓杠進行螺栓壓緊，減小上浮變化值。

2、自密實混凝土養(yǎng)護

自密實混凝土灌注完成后應及時養(yǎng)護，帶模養(yǎng)護時間不得少于3天，拆模后養(yǎng)護時間不得少于14天；

帶模養(yǎng)護期間，應采取帶模覆蓋、自然養(yǎng)護；拆模后，在自密實混凝土四周涂刷養(yǎng)護液，粘貼養(yǎng)護薄膜，灌注孔、觀察孔部位涂刷養(yǎng)護液、粘貼養(yǎng)護薄膜；

冬期施工時，應對混凝土做好保溫養(yǎng)護措施，保證抗壓強度達到設計強度的70%之前不得受凍。

三、結束語

隨著高速鐵路建設的飛速發(fā)展，我國自主研發(fā)的CRTSⅢ型板式無砟軌道在城際客運專線鐵路中得到廣泛推廣及使用，彰顯國力，無砟軌道作為高速鐵路建設的核心技術之一，其施工難度大、精度要求高、質量控制嚴、施工工藝復雜，其施工條件、自然因素難以滿足施工需要，因此，針對北方進入寒冷天氣采取一系列冬施保溫保質措施，在確保無砟軌道施工質量和安全的同時，也要因地制宜、本著敬畏自然、順應自然的原則，盡量減少對環(huán)境的破壞，以促進人和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[2]朱隋云. （2016）. Crh2a型動車轉向架落成控制的關鍵項點.科技創(chuàng)新導報，13（8）， 61-62.

[3]李吉林. 高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道工程施工質量的管理與控制[D]. 西南交通大學， 2013.

（作者單位：中鐵四局集團第一工程有限公司）