高速铁路路基无砟轨道防排水封闭层施工技术

高速铁路路基无砟轨道防排水封闭层施工技术

许明辉

中国铁路济南局集团有限公司济南西工务段淄博北线路车间

摘要：既有运营高速铁路路基无砟轨道线间及路基封闭层采用沥青砼、伸缩缝采用沥青麻丝填缝等结构形式，采用纤维砼代替沥青砼、硅酮替换沥青麻丝填缝，充分利用纤维砼的高强度、硅酮的高延伸率和良好的耐候性能成功地解决了这一工程难题。施工过程中采用自主研发的可调节性自锁式支撑杆件加固模板，保证了封闭层整体外形美观、整洁；采用新型的养护材料可以长期保湿，而且大量节约用水。

关键词：高速铁路；路基；无砟轨道；防排水封闭层

1封闭层施工

封闭层结构为：①线间封闭层，级配碎石层＋Ｃ２５纤维混凝土。②路肩封闭层，８０ｍｍ厚的Ｃ２５纤维混凝土封闭，设向外侧８.２％排水横坡。③所有封闭层设纵、横向伸缩缝，缝宽１０ｍｍ，缝内上部１５ｍｍ以硅酮封闭，下部采用聚乙烯泡沫板填塞。伸缩缝位置应与两线间混凝土伸缩缝、道床板假缝一致。

通过采用纤维砼及硅酮替代传统沥青砼及沥青麻丝填缝等传统的材料及工艺，充分利用材料的高强度、高延展率及优良的耐候性能，克服了沥青类材料易老化、修复困难缺点，提高了封闭层的防水功能及使用寿命。采用可调节性自锁式支撑杆件，操作原理是通过各部位螺栓调节，使其先自动锚固锁定在电缆槽上，同时另一端通过调节螺栓顶撑侧模，不仅能调整整体线形，而且自锁牢固，支撑体系简单，操作方便。

施工采用的材料为：Ｃ２５纤维砼、聚乙烯泡沫板、硅酮和电缆、电线。所用设备为：混凝土泵车１台、混凝土罐车２台、平板振捣器２个、洒水车１台、２５ｔ吊车１台、德国威克双向平板夯２台、自卸车３台、吹风机５台、手动胶枪１０把、角磨机５台。

封闭层纤维砼的检验项目和检验频次参照《铁路混凝土桥面防水层技术条件》相关要求执行。聚丙烯腈纤维质量应符合《纤维混凝土结构技术规程》的规定。聚丙烯腈纤维物理性能：白色，直径１０—１５μｍ，比重１.１８，长度６—２５ｍｍ，抗拉强度５００ＭＰａ，弹性模量７.０ＧＰａ，断裂伸长２０％，熔点２４０℃，吸水率≤２％。

2关键施工技术

2.1线间级配碎石回填

级配碎石在级配站集中拌制，自卸车运至现场，汽车吊装到位，人工摊铺，采用德国威克１００平板震动夯夯实。级配碎石分３层回填。施工过程中注意以下事项：①掌握支承层及道床板砼养护时间，确保强度满足要求后进行回填施工。②汽车吊装级配料时，施工期间专人指挥，道床板上覆盖木板等防护措施，注意成品保护。③分层夯填密实，考虑实际条件，采用ＥＶＤ检测替代Ｋ３０检测压实度。

2.2砼面清理

砼浇筑前先打磨、清理道床板及支承层侧面与封闭层结合处，再粘贴聚乙烯泡沫板形成伸缩缝。砼面采用角磨机、刮刀等工具进行打磨处理，用吹风机清理残渣、浮灰。要求砼面平整，无凸起，清洁无油污，确保聚乙烯泡沫板与混凝土接触面粘贴紧密。硅酮灌缝前检查，保证砼接触面干燥，无残渣、灰尘，以利于硅酮填缝时与砼面粘结牢靠。

2.3安装纵向伸缩缝聚乙烯泡沫板

（1）聚乙烯泡沫板要求选择高密度板，具体要求以切割、裁剪时边角不松散或毛边为准。

（2）制作简易裁剪平台，采用方钢固定泡沫板后进行裁剪，保证裁剪时线形顺直。

（3）聚乙烯泡沫板安装前先仔细检查粘贴砼面，务必彻底打磨平顺，清理干净。

（4）在所有接触面（支撑层、底座板、接触网承台侧面等）弹出路肩封闭层砼顶标高墨线，再用万能胶按照墨线粘贴牢固。

（5）纵向泡沫板粘贴完成后，按设计要求控制顶部灌缝深度，用美工刀分别在１５ｍｍ、１０ｍｍ处将泡沫板割开，以方便灌注硅酮时扣除泡沫板。

2.4模板安装

先安装纵向侧模：采用∠６３ｍｍ×６３ｍｍ×８ｍｍ角钢，采用可调节自锁式支撑杆件加固，杆件先自动锚固锁定在电缆槽上，同时另一端通过调节螺栓顶撑模板，进行调整定位及固定。再安装横向模板，采用１２０ｍｍ×８ｍｍ方钢，分３.９ｍ一节横向固定。施工中应注意：

（1）为保证横向伸缩缝线形，封闭层砼浇筑，采用分块“跳打”顺序进行，板块长度３。９ｍ，与支承层假缝对齐。

（2）横向模板支立时，注意夹角必须保证与纵向线路垂直，两端支撑牢固，不跑模。

（3）模板调整时保持整体线形，同时预留电缆槽盖板安装空间１５—２０ｍｍ。封闭层标高宜高出盖板顶５ｍｍ，以利于排水。

2.5混凝土浇筑

砼由拌合站集中拌制，现场泵车浇筑入模，插入式振捣，人工收面。浇筑完成后采用新型混凝土节水保湿养护膜（俗称“水能量”）覆盖养护，能够长期保持砼表面润湿，而且大量节约用水。施工中应注意：①混凝土浇筑前，洒水充分润湿基底。②混凝土采用分隔“跳打”方式进行浇筑，保证砼接缝处平整、顺直。③采用“人字坡”刮杠及坡度尺（方钢制作，在中点位置切口，按照封闭层设计横坡折叠后在切口位置点焊固定，双向排水坡度与设计一致）找平砼面，然后收面压光。

2.6硅酮填缝

硅酮为主要以聚二甲基硅氧烷为原料、混合而成的膏状物，常温下通过与空气中的水发生固化形成弹性硅橡胶，是一种有机硅酮密封材料。

（1）硅酮填缝前用透明胶带将伸缩缝两边盖住，防止刮胶时污染成品混凝土。

（2）用压力气流将缝内杂物、灰尘吹出。

（3）采用手动胶枪灌注硅酮，枪嘴以４５°斜角深入缝内；硅酮灌缝时，要求“枪嘴”连续均匀移动，使硅酮均匀连续的以圆状体从胶枪嘴挤出，确保硅酮能由下往上灌满整个伸缩缝，防止产生气泡或空穴。

（4）硅酮注入完成后，立即用刮刀将缝口多出的硅酮向缝内压实；用刮刀将硅酮在缝内压实时，保证硅酮受压与接口面有充分接触粘结，并减少内部气泡和空穴，最后沿同一方向刮平。

（5）修正完成后，在硅酮表面形成结皮之前（一般１０—２０ｍｉｎ）除去护面胶带。

（6）充分掌握硅酮的物理性能，控制在环境温度１０—４０℃、相对湿度４０％—６０％清洁环境下施工，雨天禁止施工。

2.7质量控制措施

（1）纤维砼在拌制和浇筑过程中应按下列规定进行检查：①值班技术员检查聚丙烯纤维混凝土组成材料的质量和用量，每工作班不少于一次；②试验室抽查纤维混凝土的搅拌时间及混凝土坍落度。

（2）做好各种计量和检测器具、仪器、仪表和设备检测及计量标定。

（3）做好硅酮等原材料进场验收及抽样检测，保证使用产品合格。

（4）混凝土表面应光洁、无污染、排水通畅，不应有裂纹、破损或起皱现象。

（5）质量控制措施严格执行施工过程控制及隐蔽工程验收标准。

（6）混凝土浇筑过程中，用刮杠和坡度尺粗平时控制标高应比设计标高高出约５ｍｍ，以抵消收面压光和砼收缩下降高度，确保砼面美观和排水效果。

（7）硅酮灌注前，必须检查各砼界面是否清洁、干燥，确保硅酮与砼面的粘结。夏季施工时，避免高温期间施工，雨天禁止施工。

（8）硅酮注入完成后，立即用刮刀将缝口多出的硅酮向缝内压实，使硅酮受压与接口面有充分接触粘结，并减少内部气泡和空穴，确保硅酮灌注质量。

（9）注意施工期间道床板成品保护，防止磕碰及硅酮对道床板的污染。硅酮固化前，严禁踩踏。

3效益分析

采用传统沥青砼封闭层及沥青麻丝填缝，工程造价为４９３元／ｍ３，而采用纤维砼封闭及硅酮填缝总造价可控制在４４０元／ｍ３以内，项目部全线共４８８６ｍ３，可节约成本。另外，纤维砼封闭层及硅酮灌封采用新技术、新工艺，操作简单，易于掌握。

结束语

该技术由铁路总公司工管中心专家检测现场封闭层施工及防排水效果，在全线检查时未发现封闭层及硅酮灌缝与混凝土粘接处开裂，整体防水状态良好，各项指标均满足设计要求。施工操作简捷，施工进度快，环保及社会效益显著，值得推广应用。

参考文献：

［1］时涛。高桥墩（盖梁）无支架施工技术［Ｊ］。北方交通，２０１１（０３）：５６—５９

［2］陈明柱。桥梁施工过程中桥墩支架方案研究［Ｊ］。科学技术创新，２０１７（３３）：１１３—１１４