CRTS1型无砟轨道铺设施工质量控制

CRTS1型无砟轨道铺设施工质量控制

前言 目前我国的板式无砟轨道是在引进、消化、吸收国外相关技术的基础上经过再创新研发的，是具有我国完全自主知识产权的新型轨道，是无砟轨道的主要结构形式之一。板式无砟轨道目前主要分为 CRTS Ⅰ 型、 CRTS Ⅱ 、 CRTS Ⅲ 型三种结构形式 . CRTS Ⅰ 型板式无砟轨道由混凝土底座、水泥乳化沥青充填层、轨道板、凸型挡台及周边填充树脂、扣件系统、钢轨等组成。 CRTS Ⅰ 型板式无砟轨道工程施工工艺流程 施工准备 底座验收交接 轨道板运输 轨道板吊装粗铺 轨道板精调 CA 砂浆拌制及灌注 凸台树脂灌注 扣件安装 轨道板验收交接 清理、检查 目 录 1 、轨道板铺设施工准备阶段的质量控制要点 2 、轨道板吊装、粗铺、精调阶段的质量控制要点 3 、填充层的灌注质量控制要点 4 、凸型挡台填充质量控制要点 5 、充填层施工出现问题及原因分析 一、施工准备阶段质量控制要点 1 、轨道板铺设前的施工准备工作： （ 1 ）开工报告、施组、配合比等批复性文件已经审批 （ 2 ）线下沉降观测及 CP Ⅲ 控制网的建立已通过评估 （ 3 ）进行 原材料 、设备满足要求 （ 4 ） 铺设段底座板、轨道板完成验收 （ 5 ）作业人员经岗前培训 （ 6 ）线下工艺试验完成，试验室设置满足要求。 一、施工准备阶段质量控制要点 2 、底座板、凸型挡台的验收 当路基和桥梁上支撑层（底座板）混凝土施工完成，且达到交验条件时，由监理单位组织底座板施工单位与铺板单位进行底座板验收交接工作，对底座板外观尺寸及相应资料进行复核。 底座混凝土结构应表面平整，颜色均匀，没有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。重点：标高（底座顶面、排水坡、凸台顶） 一、施工准备阶段质量控制要点 序号 检验项目 标准要求 检验方法 1 底坐外形尺寸 顶面高程 ± 5 ㎜ 测量检查 2 宽度 ±10 ㎜ 测量检查 3 中线位置 3㎜ 测量检查 4 平整度 10㎜/3m 测量检查 5 伸缩缝位置 10 ㎜ 6 凸形挡台外形尺寸 圆形挡台直径 ±3 ㎜ 测量检查 7 半圆形挡台半径 ±2 ㎜ 测量检查 8 中线位置 3 ㎜ 测量检查 9 挡台中心间距 ±5 ㎜ 测量检查 10 顶面高程 +5 ， 0 测量检查 混凝土底座及凸形挡台混凝土质量验收表 一、施工准备阶段质量控制要点 3 、充填层原材料质量控制 轨道板铺设主要涉及原材料为填充层材料，包括 CA 砂浆填充层材料、凸台树脂填充层材料、灌注袋等。 水泥乳化沥青砂浆的功能：水泥乳化沥青砂浆垫层位于轨道板与砼底座之间，其主要功能有施工调整、缓冲协调、阻断裂纹、提供弹性的作用。 凸台及填充树脂主要起到轨道板的纵横向定位及减振缓冲作用。 a. 砂浆的组成及特点 一、施工准备阶段质量控制要点 基本组分：乳化沥青、水泥、砂、水 体积稳定性组分：膨胀剂、发泡剂等 耐久性改善组分：聚合物乳液、消泡剂、引气剂等 水泥乳化沥青砂浆是一种水泥与沥青复合胶凝的砂浆， 沥青赋予砂浆以弹性，水泥起胶结作用赋予砂浆以强度。 新拌砂浆是一个复杂的多组分、多物相的介稳悬浮浆体，其分散均匀性、稳定性和各组分间的相容性影响到灌注 注后砂浆充填层的质量。 一、施工准备阶段质量控制要点 砂浆原材料性能指标 1) 乳化沥青 : 乳化沥青是砂浆最关键的组成材料，它的性质在很大程度上决定了砂浆的性能。乳化沥青不仅要满足常规的性能指标要求，还要与水泥砂浆体系配合良好，不影响水泥的固化，还要与骨料结合良好，具有优良的综合性能。 2) 聚合物乳液 : 加入聚合物乳液的目的是为了增强砂浆的弹韧性、耐久性等综合性能。与乳化沥青混合时，应具有良好的相容性，不得产生凝聚、破乳等现象。 3) 水泥 : 胶结作用 - 通过水泥水化反应 , 赋予砂浆以强度力学性能 . 改性作用 - 可提高沥青的耐高温性能和耐久性能 . 一、施工准备阶段质量控制要点 砂浆原材料性能指标 4) 细骨料 : 应采用河砂、山砂或机制砂 , 同时细骨料应保持洁净、坚硬、耐久 , 不得含有泥土和有机质等有害杂质 . 其粒径对水泥沥青砂浆的分层度产生较大的影响，直接影响砂浆的使用性能 . 如果细度模数过小，则细砂含量较高，为获得足够的流动度所需的水量也就大；如果细度模数过大，则大颗粒砂含量高，砂子就容易沉降，两种结果都会对 CA 砂浆的分离度及耐久性产生不利的影响。 5) 膨胀剂 : 宜采用硫铝酸钙类膨胀剂，除初凝时间应大于 60min 外，其它性能应符合相关的规定。其作用是在砂浆的塑性阶段产生一定程度的膨胀，以部分抵消砂浆的干燥收缩，防止砂浆产生开裂 一、施工准备阶段质量控制要点 砂浆原材料性能指标 6) 水 : 拌和水应符合 《 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 》 （铁建设 [2005]160 号）第 6.2.6 条的规定。在确定水源前，必须进行实验室试配，以确定水没有有害影响 7) 发泡剂 : 宜采用鳞片状铝粉，其性能应符合 GB/T 2085.1 的规定。铝粉的作用是在砂浆灌注后数小时之内反应，释放气体，使砂浆产生一定的体积膨胀，使砂浆填充得更密实 . 8) 消泡剂 : 宜采用有机硅类消泡剂 , 其作用是消除搅拌时在水泥乳化沥青砂浆中形成的大气泡 9) 引气剂 : 宜采用松香类引气剂 , 其作用是向砂浆中引入微小的气泡，以提高砂浆的抗冻性和耐久性 一、施工准备阶段质量控制要点 砂浆原材料性能指标 10) 干料 : 将水泥乳化沥青砂浆中所需的水泥、砂和其它固态组分材料，采用干粉混合工艺与设备，工厂化生产为干料 砂浆原材料质量控制点 : 原材料质量 ( 技术性能指标应符合暂行技术条件以及相关验收标准规定 ), 原材料的储存 . 干料质量控制点 : 原材料质量 , 计量精度 , 加工工艺 , 储存条件 . 施工单位按批次进行原材料质量检验 , 监理单位 20% 见证检测 . 一、施工准备阶段质量控制要点 b 、凸台树脂填充层 凸形挡台填充聚氨酯树脂（简称凸台树脂）是 CRTS I 型板式无砟轨道的重要组成部分，它填充在轨道板与凸形挡台之间的缝隙中，灌注状态如图所示，主要起到轨道板的 纵横向定位及减振缓冲作用 。 一、施工准备阶段质量控制要点 凸台树脂原材料性能指标 凸台树脂填充在凸台与轨道板之间的空隙内，从树脂具备的功能、使用环境及施工要求等方面考虑，树脂材料应具有以下性能：（ 1 ）凸台树脂必须具有合理的刚度范围，既能满足轨道板的纵横向定位，又能对列车运行时轨道板纵向起到减振缓冲作用；（ 2 ）凸台树脂必须有较好的耐疲劳特性及耐老化特性，以保证其具有较长的使用寿命；（ 3 ）凸台树脂必须具有很好的施工特性，以保证轨道的施工质量及施工进度 凸台树脂材料为双组分聚氨酯 ，能够满足 5-40 ℃温度条件下施工的要求，凸台树脂材料双组分混合后，必须保证在一定的时间内有较低的粘度，其混合液的可工作时间为≥ 20min ，承载时间≤ 48 小时，以满足施工的需求。 质量控制点：材料质量、现场存储 一、施工准备阶段质量控制要点 c 、灌注袋 灌注袋包括水泥乳化沥青用灌注袋和凸台树脂用灌注袋，采用灌注袋进行施工时，灌注袋的质量必须符合设计要求，布面均匀、平整，无破边、破洞、撕裂、割口，缝制应无跳针、脱线、漏针、错位等瑕疵；缝纫轨迹均匀、平直、牢固，针迹密度为 3 ～ 4 针 /cm, 使用时应对应灌注厚度尺寸进行选择，灌注袋应铺平展开。 质量控制点 : 按批次进行检验 , 检验项目应齐全 . 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 1 、轨道板运输吊装 1) 轨道板的存放以垂直立放为原则，并采取防倾倒措施；临时（不大于 7 天）平放时，堆放层数不超过 4 层 . 层间净空不小于20mm 2) 轨道板装卸时应利用轨道板上起吊装置水平起吊，四角均匀受力；装卸轨道板时严禁撞、摔、碰，不能在轨道板纵向起吊； 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 底座板清理 底座板清理 灌注袋铺设 轨道板粗铺前外观检查 5.9.3　 轨道板外形尺寸和外观质量的抽检数量为每批10块。 承轨部位表面缺陷（气孔、粘皮、麻面等）长度≤20、深度≤5全检 B2 轨道板四周棱角破损和掉角 长度≤50 全检 C 外形尺寸和外观质量应符合表3.5.1的规定，其中： a） A类项别单项项点数不允许超偏； b) B1类项别单项项点数的超偏率不大于5%； c) B2类项别单项项点数的超偏率不大于10%； d) C类项别各单项超偏项点数之和不大于C类总项点数的10%。 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 3 、轨道板粗铺 1) 当施工便道紧靠路基、桥梁墩高 较矮等地段可直接通过汽车吊或龙门吊铺设轨道板；无法直接铺设的地段，载重汽车运输至线路临时出入口，汽车吊吊装卸车临时存放或通过双向轨道板运输车直接运送到铺设位置。 2) 轨道板粗铺时尽量控制轨道板中心线与凸形挡台中线对齐，中线误差控制在 10mm 范围内，避免调整轨道板横向位置时超出精调架调整范围。 3) 轨道板粗铺时采用木楔法将轨道板调整至两凸形挡台的中间位置，精确测量轨道板距两相邻凸形挡台间的间隙，保证轨道板与两凸形挡台之间的间隙之差≤ 5mm 。 （高速铁路轨道工程施工质量验收标准中，第38页最后一行，39页第一行：轨道板与凸形挡台的间隙不得小于30mm，与两端凸形挡台间隙之差不应大于5mm） 4) 轨道板铺设时应注意轨道板放置方向，轨道板接地端子一侧应靠防撞墙一侧 . 5) 铺设过程中，严禁碰撞凸台等既有结构物。 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 轨道板吊装 轨道板就位 轨道板定位 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 4 、轨道板精调 1) 采用螺栓孔速调标架进行轨道板横向和高程方向的精调。根据线路两侧的 CPⅢ 控制点全站仪自由设站，在每块轨道板安放 2 个测量标架，通过测量标架上安置的球形棱镜，计算理论三维坐标值与实测三维坐标值的偏差，然后根据该偏差值调整精调爪螺杆，将轨道板精调到位。 2) 轨道板的调整，采用专用 调整器 ，调整轨道板的高低、方向、水平。 铺设前应在混凝土底座和挡台上用墨汁标出轨道板中心线及轨道中心线。轨道板上下、左右方向的调整，是依靠操纵轨道板侧面调整器使其定位，严禁用撬棍直接挤压。 3) 精调合格后对轨道板采取固定措施，在砂浆灌注前应进行复核。 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 4 、轨道板精调 轨道板精调安装位置验收允许偏差表 1) 轨道板与底座的间隙不得小于 40mm ，减震型不小于 35mm 。 2) 轨道板与凸形挡台间隙不得小于 30mm. 3) 轨道板安装位置的允许偏差： 项次 项目 允许偏差（ mm ） 检验方法 1 轨道板中心线 与线路中线的偏差 2 全站仪测量 2 轨道 板顶 面 高程偏差 ±1 全站仪测量 3 与两端凸台间隙之差 5 尺量 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 轨道板精调作业 采用调整器进行轨道板调整 精调器 精调框及手簿 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 5 、轨道板运输吊装、粗铺、精调阶段监理工作要点 1 ) 量测验收检查。监理应组织并参加底坐板、 凸型挡台、轨道板的验收 。轨道板 CA 砂浆灌注前需对精调记录进行检查。 2) 见证检验。灌注袋的质量应按照施工单位检验批次 10% 的频率进行见证检验 。 3) 平行检验。精调完成的轨道板与底座的间隙施工单位应每块板检查，监理应按 10% 的频率进行平行检查（每块板两测检查 3 处）。轨道板与凸形挡台的间隙施工单位应逐个检查，监理应按 10% 的频率进行平行检验。 4) 重点巡视。重点对轨道板运输、存放、吊装进行巡视。 二、轨道板运输吊装、粗铺、精调质量控制要点 2 、灌注袋的铺设 （高速铁路轨道工程施工质量验收标准，第41页6.4.9灌注袋铺设应平展、无皱褶，四边、对角对称）监理见证10%，建议全部检查。 1) 灌注袋铺设前 , 应清楚底座板表面积水、杂物 , 防止尖锐物品刺破灌注袋 . 2) 灌注袋应进行材料进场检验，按照规定质量检验批次、取样数量进行强度试验，并检查产品质量证明文件。目视检查注入袋是否完好无损伤，检查合格后方可进行正式铺设，防止在运输过程中产生的不合格品用于施工 。 3) CA 砂浆灌注袋使用前，应按照单元板式无砟轨道结构设计文件和配板图确定铺板类型、 CA 砂浆灌注厚度，选择对应尺寸灌注袋，并尺量检查。 灌注袋应铺开安放在指定位置，固定后不允许出现褶皱，如发现褶皱应拆开重新拉平展后固定，灌注后袋体的边缘应与轨道板外侧边缘齐平。 三、砂浆拌合及灌注质量控制要点 1) 水泥乳化沥青砂浆应采用专用的设备进行拌合 , 砂浆原材料称量偏差应满足要求 , 投料顺序、搅拌时间以及新拌制砂浆的性能指标应满足要求 . 2) 砂浆配制与施工的温度范围为 5℃-35℃ 。超过温度范围时，应采取相应的保温与降温措施，否则不得进行灌注作业。当天最低气温低于 -5℃ 时，全天不得进行砂浆灌注，下雨天也不得进行灌注 。 3) 在灌注前，须检查要注入底座顶面有无积水、杂物、灰尘等，如有就立即清除。检查 CA 砂浆灌注袋是否展开摊平，然后在可工作时间内灌注完成。 4) 灌注过程中，砂浆应一次连续流入灌注袋，不得夹入气泡。观察轨道板状态，不得出现拱起与上浮现象，确认灌注袋充填饱满后停止灌注，将灌注袋的灌注口绑扎牢固，并用约 45º 的三角形垫块支撑灌注口。 袋口内CA砂浆长度与轨道板顶面齐平。 三、砂浆拌合及灌注质量控制要点 5) 砂浆原则上采用自然养护，不需要采取特殊措施。当日最低气温低于 0 ℃时，应对新灌注的砂浆采取相应保温措施（覆盖养护）。 当 CA 砂浆强度达到 0.1Mpa （约 24 小时）时，会发生收缩现象，为适应这种情形和防止轨道板与砂浆填充层之间产生间隙，必须拆除支撑螺栓，使轨道板与砂浆充分受力接触。 6) CA 砂浆抗压强度至少达到 0.7Mpa （约 7 天）后，方可在轨道板上承重。 7) 砂浆灌注质量验收标准 : 充填层厚度 :40—100mm, 最佳值 40--60mm 充填饱满度 : 灌注袋 U 型边切线与轨道板平齐，误差不超过 ±10mm 。 轨道板边缘与填充层间隙最大深度不超出 50mm 。 三、砂浆拌合及灌注质量控制要点 8) 砂浆灌注施工中监理工作要点 : 见证检验 : 乳化沥青、水泥、干料、聚合物乳液监理应按施工单位检验批次的 10% 的频率进行见证检验。 对砂浆的泛浆率、膨胀率、分离度、抗压强度按施工单位检验次数（每工作班一次）的 10% 进行见证检验。 旁站 : 对砂浆充填层含气量、温度、流动度的检验进行旁站。对砂浆每罐的拌和过程进行旁站 。 重点巡视检查 : 对砂浆灌注工艺 , 充填层灌注质量重点进行抽查巡视 . 三、砂浆拌合及灌注质量控制要点 砂浆流动度检测 砂浆制备 CA 砂浆灌注 CA 砂浆灌注质量检查 三、砂浆拌合及灌注质量控制要点 砂浆技术指标要求 序号 检验项目 单位 指标要求 1 砂浆温度 ℃ 5~40 环境温度 5~ 35 2 流动度 s 18~26 3 含气量 ％ 8~12 4 可工作时间 min ≥ 30 5 抗压强度 MPa 1d>0.1 7d>0.7 28d>1.8 6 弹性模量 (28 天 ) MPa 100~300 7 材料分离度 ％ < 1.0 8 膨胀率 ％ 1.0 ～ 3.0 9 泛浆率 ％ 0 四、凸台树脂填充质量控制要点 1) 凸台树脂原材料质量 , 储存条件 , 现场搅拌 , 可工作时间应符合设计和暂行技术条件的要求 . 2) 凸台树脂的灌注应采用灌注袋法施工 , 施工温度应控制在 5~40 度 , 雨雪天禁止作业 . 搅拌后的树脂材料必须在混合后 20 分钟内注入。 一个凸形挡台周围填充树脂必须一次性灌注完成。 3) 凸台树脂灌注前 , 应清除灌注部位的杂物 . 选择相应型号的灌注袋，将泡沫塑料塞入灌注袋底部的衬孔内，再塞入凸台与轨道板间的缝隙中。将灌注袋的两侧面分别与轨道板凹面和凸台侧面粘接，应避免出现褶皱，灌注树脂前，注意不得有水、沙土、石子等杂物进入袋内，以免影响树脂灌注质量。 4) 拌和好的树脂应缓慢连续注入 , 防止带入空气 , 保证灌注密实 . 树脂灌注顶面应低于轨道板 5~10mm. 5）凸形挡台与轨道板间填充树脂厚度不应小于30mm，且不应大于50mm；凸台树脂的底边应与板底平齐或低于板底，不得高于板底10mm。 四、凸台树脂填充质量控制要点 凸台树脂灌注袋安装 凸台树脂制备 凸台树脂灌注 凸台树脂灌注刮贴 五、充填层施工出现问题及原因分析 1 、褶皱现象 原因分析： a. 砂浆灌注袋长时间折叠捆绑，折叠处褶皱严重，影响砂浆灌注后效果 ; b. 灌注袋铺设未铺平 ; c. 轨道板与底座间未清扫干净 ; d. 灌注不饱满引起折痕 五、充填层施工出现问题及原因分析 2 、沉砂现象 原因分析： a. 大颗粒过多 ； b. 机械拌合不均匀 ； c. 灌注后挤浆时间过长 五、充填层施工出现问题及原因分析 3 、表层有大气泡（气泡聚集）现象 原因分析： a. 灌注过程太快，气泡未能及时排除 ; b. 灌注袋透气性差，使小气泡在表层大量富集形成大气泡 五、充填层施工出现问题及原因分析 4 、分层现象 原因分析： a. 二次灌注； b. 搅拌不均匀或大颗粒过多； c. 乳化沥青粘度太低 五、充填层施工出现问题及原因分析 5 、水泥乳化沥青充填层厚度不足 原因分析： 底座板浇筑过程中未控制好顶面标高； 五、充填层施工出现问题及原因分析 6 、水泥乳化沥青充填层与轨道板间隙过大 原因分析： a. 灌注量不足或砂浆收缩量较大； b. 灌注后，未挤浆或挤浆不饱满； c. 灌注 24 小时后且达到强度后未及时拆除支撑螺栓。 谢谢大家 !