高铁道床板与支撑层分离病害处理探究

欧阳献沅

摘要：道床板是无砟轨道主要的承载层和传力层，工装设备、混凝土、环境因素及施工工艺均可能使内应力释放，从而导致混凝土开裂。该文通过调查分析轨道道床板上拱与支撑层产生离缝病害原因，并针对病害原因提出整治原则及方案，详细介绍了整治方案的工艺及操作要点，认真细致的描述了各工序的施工方法，通过施工时机和工艺措施有效地控制了高铁的质量，提高混凝土耐久性及无砟轨道使用寿命。

关键词：道床板 支撑层分离 病害处理

客运专线在施工整体式无砟轨道过程中，在一些平交道口位置必须间隔施工，致使整体式无砟轨道没有连续，存在施工缝。经过联调联试后，突然连续高温一周（环境温度39度以上），平交道口两次施工无砟轨道施工缝处道床板与钢轨同时上拱，轨面高程超过设计11mm，道床板与支撑层间离缝也是11mm，上拱范围5m，病害出现后，将严重影响了运营速度和安全。

1、高铁道床板与支撑层分离病害产生原因

该病害出现后，相关单位及专家对病害产生原因进行调查分析，并对该客运专线上相似段落进行排查，发现平交道口无砟轨道线路均不同程度的存在上拱产生离缝病害，上拱在2-11mm之间，范围在4-6m之间，即施工缝左右2-3m范围。经过现场调查分析，认为平交道口道床板及钢轨上拱出现离缝主要由以下原因造成：

1.1 该离缝位于先浇与后浇道床板交界处，受平交道征拆影响，先浇段与后浇段施工间隔时间约6个月，在此期间由于温度变化等综合原因，引起先浇段端部道床板出现锚固缺陷。先浇段与后浇段浇筑温度相差较大，造成施工缝前后温度力不均衡。

1.2按设计文件要求，应在施工缝处设置2×4（个） M24抗剪销钉，当混凝土浇筑中断时间超过24h时，应另外增设销钉。施工时未理解设计意图，仅在后浇段端部设置销钉。

1.3离缝产生期间，当地出现连续高温（雨雪冻融等恶劣）天气，引起道床板热胀变形，导致施工缝处道床板拱起并与支承层离缝。

1.4在高铁中，后浇高铁无砟轨道混凝土后，在其进行硬化的过程中，常常会有很多水化热的产生，而且绝大多数的水化热都将在三日之内分解出来。特别是夏天，在其施工的过程中，如果没有运用行之有效的降温方法，那么高铁无砟轨道混凝土内部的温度就会高至66-71摄氏度，有的可能会更高，水化热现象将直接导致高铁内部温度急剧上升，然而，其混凝土的外部冷却非常迅速，这就形成非常大的内外温差值，不同程度的内部与外部热胀冷缩，使得混凝土的表面存在着很大的内外拉应力。

2、病害整治方案及原则

2.1 整治方案

在对高铁道床板和支撑层分离病害处理的时候，需要在对不停运的路线对整体铁路稳定性进行分析，对于病害治理的具体方案为，采用病害区以外的25米范围内的道床板与高铁底层之间进行钻孔操作，同时在进行这项操作之后我们要对铁路面植入锚钉，这样可以有效的防治道床板与支撑层发生变形；同时在对铁路病害处理的时候，对于一些离缝较大的地方要进行温度应力处理，利用列车在运行时候的压力，可以对高铁离缝的高度减小，同时采取相应治理措施，让高铁道床板与底层之间的离缝达到最小，在对这些离缝处理的时候，采用注胶的方法，对病害进行及时的处理，保证线路能够正常的运营。

2.2 整治原则

对于高铁道床板与支撑层分离病害的处理，根据以下几个原则进行，首先需要对高铁病害区域的道床板进行有效的植筋加固处理，同时还有注重病害区域的施工工序，在对病害阶段要根据道床板与支撑层分离的原因进行分析，最终达到最优的处理效果，同时还要不影响高铁接地系统。对高铁道床板与支撑层病害处理施工使用的材料进行优化配置，使用足够强度和粘贴性的材料，对加工中使用的锚钉要有效的避免施工过程造成的破坏，病害治理完成之后要对坡道进行加工处理，对类似的病害按照相应的政治技术进行处理。

3、道床板与支撑层分离病害处理工艺

3.1工艺流程

对于高铁道床板与支撑层分离病害治理中，相应的施工工艺流程为：探测道床板内植筋位置-病害以外两侧各20米范围加上锚钉-清孔，在植入锚钉杆件-施工加上切缝-释放温度应力-利用列车运营之间的压力-对相应的病害区植入锚钉杆件-封闭层进行清理-预埋并注胶。

图 道床板施工工艺

3.2 工艺操作要点

3.2.1 探测道床板内钢筋位置，确定钻孔植筋位置

首先需要对轨道的结构进行有效的处理，保证混凝土表面完好，同时还要对其锚钉杆件的道床板以支撑层进行有效的链接，避免对道床板内部结构造成损坏，在对其进行钻孔操作之前要用钢筋探测仪器对结构内的钢筋进行探测，避免对其受到不必要的損坏，同时还要在道床板表面确定相应的钻孔的标记。

3.2.2 病害区以外两侧各20m范围钻锚钉孔

在对高铁道床板与支撑层分离病害处理的时候，要认真清理道床板表面，去除生面的泥土和灰层，然后还要对其进行加固处理，在对之前标记的钻孔位置进行钻孔操作，对其钻孔的直径一般为32厘米，还要达到相应的钻孔的深度，对其钻孔取芯的时候要按照两人一组进行配合操作，保证钻孔的垂直性，还要保证管道饮水的通畅，保证不打结和扭曲，在达到相应设计的位置时候也就要停止钻孔，这时候也就要检查钻孔位置的深度，必须要满足设计的深度，并去直径要小于27mm。

3.2.3 清孔植入锚钉杆件

在对高铁道床板与支撑层分离病害进行处理的时候，在对钻孔完成之后也就要保证钻孔的稳定性，要利用高压水枪对水泥浆进行清理，同时还有用棉布进行清洗，防止杂物对其造成堵塞同时还要对其道床板表面管道进行清洗干净，在晾干之后进行锚钉的植入。锚钉杆件植入方法相对比较简单，主要就是用植筋枪灌入孔深二分之三的耐疲劳高强度的植筋胶，自将其锚钉杆件压入到钻孔之中，再利用杆件的下沉力，将其钢筋从上压制孔低，在对挤压出来的植筋胶有卫生纸擦干净。等待强度起来之后再用弱膨胀水泥浆将顶面进行处理，使处理后的孔顶表面与道床板的混凝土颜色一致。

3.2.4施工切缝的准确操作

施工缝切缝，释放温度应力按整治"垂直于线路方向在道床板上拱量最大地点切槽，释放应力"的原则在道床板施工缝处切槽20mm宽的横向通缝，释放温度应力。准备切槽前，首先释放钢轨应力，切槽采用电动砂轮切割机配合手动砂轮切割机进行，切割时应保证垂直，在道床板内接地钢筋附近采用人工用钢钎进行凿除混凝土残杂，不可采用切割机切割，防止接地钢筋断裂破损影响道床接地要求。切槽结束后，槽内有很多杂物，采用高压水枪及小钢丝刷子对切槽缝进行清理，之后利用2-3天的列车运营对线路进行加压，加压时每日天窗点需进行观测，同时每日对钢轨扣件进行应力释放，以期达到减小离缝高度效果。

4、结束语

道床板拱起引起与支撑层之间离缝病害得以控制，对于离缝大小小于3mm的采取直接顺坡精调方法，离缝大小在3-5mm时采取该方案取消切缝工序进行整治，离缝大小大于5mm时完全按照该方案实施整治，整治后恢复正常运营状况， 同时该方案只能将离缝缩小至设计允许的可调范围内，经过顺坡调整恢复正常运营，不能完全将离缝消除。

参考文献：

[1] 铁一院，《双块式无砟轨道施工设计图》，西安，2012.

[2] 铁道部，《高速铁路无砟轨道线路维修规则》，北京：中国铁道出版社，2012.

[3] 铁科院，《兰新高铁专线铁路双块式无砟轨道伤损修补方案》，乌鲁木齐，2012