高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道维修技术探索

田卫东

(北京铁路局， 北京 100860)

1 CRTSⅡ型无砟轨道的应用

2005年，我国在前期研究成果和消化吸收国外引进技术的基础上，通过京津城际铁路的工程实践，无砟轨道系统技术总结、系统技术再创新等工作，形成了CRTSⅡ型板式无砟轨道系统成套技术。该型轨道充分考虑了环境温度对轨道的影响，每个区间段内的轨道板纵连为一个整体，轨道板不易翘曲，并通过设计滑动层来消除梁体自由伸缩对无砟轨道的影响。又通过对底座板施加预应力，使得底座板热胀冷缩造成的影响降至最低。CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力合理，现场施工作业简单方便，稳定性、平顺性、耐久性好，在京沪、京石、石武等高速铁路上得到了广泛应用。

2 CRTSⅡ型无砟轨道运营中存在的问题

某城际铁路区间正线铺设CRTSⅡ型板式无砟轨道，自2008年开通运行至今，整体状态良好，很少进行维修工作(除个别轨道板离缝整修外)。目前运营中出现的问题有：板端上翘、水泥沥青砂浆层与轨道板离缝；轨道零部件的伤损；周期性轨道不平顺；水泥沥青砂浆破损；轨道板裂纹；轨道板间接缝裂纹；桥上侧向挡块出现斜裂纹；桥面防水层破损。

CRTSⅡ型板式无砟轨道在国内应用时间较短，已出现的各种问题随着运量的增加、时间的推移、高低温的变化，以及雨季、下雪等环境因素的影响可能会逐渐严重。在将来可能产生的问题还有：桥隧过渡段、路堤处的沉降对无砟轨道的影响；钢轨的伤损；混凝土结构物的裂缝。

3 CRTSⅡ型无砟轨道伤损分级

综合某城际铁路及国外经验，CRTSⅡ型板式无砟轨道的伤损形式可归纳为：轨道板裂纹、掉块；承轨台裂纹、掉块；支承层(底座)裂缝、掉块；水泥沥青砂浆层渗水、裂缝、剥落，砂浆层与轨道板或底座之间的离缝；板间接缝裂缝、掉块；侧向挡块裂缝、掉块，轨道沉降。综合伤损形式、评判指标、等级划分如下。

(1)伤损形式：裂缝(裂纹)、间隙、缺损。

(2)评判指标：对于裂缝(裂纹)、间隙，主要用宽度来描述其大小，也可辅助之以长度、深度；对于缺损，主要用深度、面积来描述。

(3)等级划分：伤损等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。Ⅰ级伤损应做好记录，Ⅱ级伤损应列入维修计划并适时进行修补，Ⅲ级伤损应及时修补。CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损等级划分如表1所示。

4 维修方法

某城际铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道目前所发现的问题伤损等级大多为Ⅰ级，需要继续跟踪观察，基本上实现了少维修、免维修。以下是根据CRTSⅡ型板式无砟轨道特点，结合国内外经验总结的一些维修措施。

表1 CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损等级划分

4.1 轨道板上拱及离缝的处理

在建设过程中，某城际铁路L2799、L2800轨道板在交接处出现板端上拱和离缝问题，采取了以下处理措施：①在L2799和L2800各自相邻的L2798、L2801轨道板上各设置6根φ28 mm的锚固筋；②凿除L2799、L2800轨道板宽窄接缝处的混凝土，拆除有问题的张拉锁件；③在轨道板周围进行密封，采用无压或有压方式灌注轨道板与CA砂浆层间的离缝；④在L2799、L2800轨道板上各设置6根φ28 mm的锚固筋；⑤安装新的张拉锁件，张拉轨道板，并浇筑宽、窄接缝；⑥调整扣件，使得轨道的平面、高程位置符合作业验收标准。

现场跟踪调查，处理后未出现新问题，说明采用这种处理措施是有效的，其他类似的轨道板与砂浆层、砂浆层与支承层(底座板)之间的离缝问题也可适用。

4.2 破损的修补

对于承轨台、轨道板、水泥沥青砂浆层、底座板等结构的剥离和掉块，可采取混凝土、树脂或砂浆材料进行修补，如表2所示。

4.3 裂缝的维修

裂缝形式可分为两种：裂缝深度为几毫米，称之为表面裂缝；如果裂缝深度为几厘米，已不能满足钢筋的防锈要求。裂缝深度可通过钻芯进行确定：对表面裂缝和细小的裂纹，可采用高流动性的树脂材料通过浸润方式进行密封；对较宽、较深的裂缝，必须采用加压灌注方式进行修补，如表3所示。

表2 无砟轨道破损修补措施

表3 裂缝修补措施

某城际铁路翠享中桥两端路桥结合部的轨道板与CA砂浆发生离缝现象，最大离缝宽度已经达到3.5 mm，列车通过时有明显的张合现象。该离缝采用加压灌注的方法进行处理，具体步骤为：①对离缝区域进行清理，确保待灌注区域的清洁干燥；②用封闭胶对离缝表面进行封闭，保留灌注口、透气孔；③待封闭胶达到强度要求后开始对离缝区域进行灌注(采用两端同时灌注的方式)，直到整个离缝区域填充密实为止。

后期对灌注区域进行连续观测，未发现灌注胶与轨道板、CA砂浆发生剥离现象，填充区域轨面高程在灌注胶灌注前后没有发生明显异常。实践证明，离缝灌注施工方法对于轨道板与CA砂浆层离缝病害的整修可行。

4.4 失效承轨台的修理

若承轨台的支座发生损坏，但承轨台支承作用折减量不大于50%，可采用合适的树脂或者砂浆重新浇筑一个等高的支座。若承轨台完全失效(承轨台支承作用折减量大于50%)，可以在相邻的轨底板表面设置新的承轨台，并采用专用的扣件系统，如Vossloh DFF300-1。

拆除损坏的承轨台和安装新的承轨台作业步骤：①拆除已损坏承轨台的钢轨扣件；②修复轨道板的表面，清洁或者凿毛损坏的承轨台旁边的轨道板混凝土表面；③钻孔、清孔，以便扣件与承轨台、轨道板连接；④为新承轨台灌浆设立模板；⑤用填充材料灌注4个孔，按照塑料套管与螺纹道钉整体，用同样的材料灌注铁垫板下部；⑥灌注材料达到规定强度，拆除模板。

4.5 失效轨道板的更换

轨道板破损失效时，需拆除失效的轨道板，并更换新的轨道板。操作方法如下：①利用锚固筋将受损轨道结构两端一定数量的轨道板与支承层或底座板进行锚固，锚固筋的数量和布置根据轨道板施工时的纵连锁定温度、维修作业期间的温度计算确定。②松开受损部位一定范围的扣件，切断钢轨。③使用混凝土切割机，在轨道板宽接缝的接缝处进行切割，采用凿子、风镐等工机具清除板间接缝混凝土，拆除张拉锁件。④采用专用索锯，沿线路纵向，水平切割轨道板与砂浆结合面，分离轨道板与砂浆层。将受损轨道板、砂浆层清运出现场，并将支承层或底座板表面清理干净。⑤运输、铺设新轨道板，精调并固定。⑥采用模筑法灌注固化速度较快、力学性能与充填层材料相当的修补材料。用快凝混凝土浇筑窄接缝。⑦安装张拉锁件，按规定扭矩纵向连接轨道板。⑧接缝两侧支立模板，并用夹具固定，防止漏浆。⑨按设计锁定轨温要求锁定线路。⑩轨道状态精调，恢复线路。

另一种方法无需切断钢轨，只是将需要更换的轨道板的扣件系统拆除，并将此处的钢轨适当垫高。切断与两侧轨道板的连接后，可从侧面安装千斤顶，给需要更换的轨道板施加水平力，将轨道板与砂浆层脱离，然后从轨道侧面、钢轨底下抽换板。

4.6 较大沉降处的维修方案

若路基沉降较大，轨面高程变化超出扣件调整范围，此时，必须将轨道板抬高来进行调整。具体步骤：①利用锚固筋将受损轨道结构两端一定数量的轨道板与支承层进行锚固，锚固筋的数量和布置根据轨道板施工时的纵连锁定温度、维修作业期间的温度计算确定。②松开受损部位一定范围的扣件。③使用混凝土切割机，在轨道板宽接缝的接缝处进行切割，采用凿子、风镐等工机具清除板间接缝混凝土，拆除张拉锁件。④采用专用索锯，沿线路纵向，水平切割轨道板与砂浆结合面，分离轨道板与砂浆层，清理支承层上的剩余物。⑤对轨道板进行精调。⑥～⑩与失效轨道板的更换步骤相同。

4.7 硬泡沫塑料板的更换

梁接缝处硬泡沫塑料板的更换步骤为：①采取措施从轨道两侧将挤塑板取出，并用高压风将内部清理干净；②梁面滚刷黏结剂，将新挤塑板表面覆盖一层薄膜，并放入；③密闭底座板与挤塑板周边，压注树脂材料，充填空隙。

5 建议

(1)CRTSⅡ型板式无砟轨道的受力与施工时纵连锁定温度有直接关系，应在设计纵连锁定温度范围内进行应力放散、重新锁定。对于轨道板预裂缝处裂缝、支承层裂缝、桥梁地段底座板(含后浇带)混凝土裂缝、轨道板间连接部位离缝等伤损，严禁在冬季进行注浆修补作业。

(2)应贯彻“预防为主、防治结合、重检慎修”的原则，坚持精确检测、精心分析、精细修理的过程控制，根据其状态的变化规律和伤损等级，安排养护与维修，有效预防和整治病害。

(3)应根据线路设备条件和状态，结合季节特点，合理安排日常保养和临时修理。日常保养指根据动静态检测结果及轨道结构状态变化情况，以整修扣件及无砟道床伤损为重点，对无砟轨道进行经常性修理。临时修理指及时整修超过临时修理容许偏差管理值或影响结构功能的伤损及其他不良处所，以保证行车平稳和安全。

(4)应积极推行信息化技术，建立维修管理信息系统，逐步实现信息化管理。并积极采用新技术、新设备、新材料、新工艺和先进的施工作业方法，优化劳动组织，提高检修质量和劳动生产率，减少对线路行车的影响。

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