高速铁路CRTS Ⅰ型轨道板快速封锚技术

50施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012年9月上第41卷第372期高速铁路CRTS Ⅰ型轨道板快速封锚技术研究谭盐宾，朱长华，谢永江，李化建（中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081）［摘要］针对高速铁路CRTS Ⅰ型轨道板传统封锚工艺效率低、工序繁琐、质量差、易脱落等问题，提出了一种全新的快速封锚施工技术。

该工艺具有封锚材料生产工厂化和封锚施工操作标准化的特点，采用半机械化施工，可将轨道板封锚施工时间缩短为传统工艺的1/6，且能确保封锚质量，满足轨道板快速生产工艺要求。

工程应用情况表明，该技术能大幅提高轨道板封锚施工效率，缩短轨道板生产周期，保证轨道板封锚施工的标准化。

［关键词］铁路工程；轨道板；封锚；施工技术［中图分类号］TU757；U213.244［文献标识码］A［文章编号］1002-8498（2012）17-0050-03Research on Rapid Anchor Sealing Technology for CRTS ⅠTrackSlab Used in High Speed RailwayTan Yanbin ，Zhu Changhua ，Xie Yongjiang ，Li Huajian（Railway Engineering Research Institute ，China Academy of Railway Sciences ，Beijing100081，China ）Abstract ：Traditional anchor sealing method for CRTS-I track slab used in High Speed Railway was featured by inefficiency ，complicacy ，poor construction quality and being easy to fall off．This paper proposed a new anchor sealing method with which ，half of the anchor materials are manufactured in factory and the anchor sealing operation is standardized．Therefore ，with the new anchor sealing method ，semi-automatic construction can be adopted and construction time for the track slab anchor sealing can be shortened to one-sixth of traditional values．Additionally ，the quality of anchor sealing can be better ensured．Field application shows that the new anchor sealing technology can significantly improve the efficiency of track slab anchor sealing construction ，shorten the track slab production period ，and ensure standardized construction．Key words ：railway engineering ；track slabs ；anchor sealing ；construction ［收稿日期］2012-01-31［基金项目］中国铁道科学研究院院基金项目（2009YJ19）［作者简介］谭盐宾，助理研究员，E-mail ：ybtan1981@126．com 板式无砟轨道是我国高速铁路轨道结构的主要结构形式之一，其以预制轨道板为结构核心。

预制轨道板主要可分为CRTS Ⅰ型轨道板和CRTS Ⅱ型轨道板，二者间一大不同之处即在于前者为后张法预应力结构，在预应力施加完毕后需对锚穴孔进行封锚处理；而后者为先张法预应力结构，不存在封锚处理要求。

在部分采用CRTS Ⅰ型轨道板结构的铁路运营过程中，表现突出的问题就是锚穴封锚材料的脱落问题，因为封锚材料脱落就会失去保护轨道板预应力钢棒免遭雨水等有害介质侵蚀的作用。

本文针对CRTS Ⅰ型轨道板传统封锚施工工艺存在的问题，研究提出了一种新的快速封锚工艺，对相关施工工艺进行了介绍，以期为广大工程技术人员提供参考。

1CRTS Ⅰ型轨道板锚穴结构特点CRTS Ⅰ型轨道板为后张法预应力结构，在预应力筋设计中通常沿轨道板横向设置单排16根预应力钢棒，沿纵向设置双排共8根预应力钢棒。

当预应力钢棒张拉完成后，为保证在轨道板使用过程中预应力钢棒不受雨水或氯盐等有害离子的腐蚀，必须对张拉孔锚穴进行封闭处理。

轨道板张拉孔锚穴结构如图1所示，横向锚穴孔为孔径内小外大的圆台形结构，纵向锚穴孔为孔径内小外大的长椭圆形结构，为提高封锚材料与锚穴孔的黏结力，在轨道板生产过程中会在锚穴孔内壁上预设2道凹槽。

2CRTS Ⅰ型轨道板传统封锚工艺存在的问题CRTS Ⅰ型锚穴孔分布于轨道板侧面之上，其施工状态与预制箱梁梁端锚穴极为相似。

因此，早期在CRTS Ⅰ型轨道板锚穴封闭施工中，一般采用与2012No．372谭盐宾等：高速铁路CRTSⅠ型轨道板快速封锚技术研究51图1CRTSⅠ型轨道板锚穴结构示意Fig．1Anchor recess structure of CRTSⅠtrack slab箱梁梁端锚穴相近的施工工艺。

传统轨道板锚穴封锚施工为人工手工操作，其施工工序大致为：首先是人工拌制半干硬性细石混凝土，然后对锚穴孔内壁进行预湿，接着将拌制好的细石混凝土材料填入锚穴中，人工以振捣棒将其捣实，这一层填充至离锚穴孔孔口约10mm；待其硬化1d后，再对锚穴剩余部分填充低塑性水泥砂浆；待其硬化1d后，最后在外表面再涂刷1层稀水泥浆，以作表面装饰处理。

轨道板传统封锚工艺在应用过程中表现出以下几方面问题。

1）封锚施工为手工操作，效率低，且封锚质量得不到保障。

2）封锚施工工艺繁琐。

传统封锚施工无法一次完成全部工序，一般需要3d时间才能完成整个封锚施工，其施工效率低，大大影响轨道板生产速度。

3）封锚材料选择不合理。

这也是传统封锚施工最致命的缺陷。

传统的封锚施工将封锚材料分成3类，一类为封面装饰材料，两类为填充材料，填充材料又分为半干硬性细石混凝土和低塑性水泥砂浆。

轨道板本身为预制构件，其在生产完成时自身体积变形就已趋于稳定，而封锚材料为后期填充材料，传统工艺中采用的半干硬细石混凝土和低塑性水泥砂浆均具有很大的收缩变形，其收缩变形大大高出收缩已趋于稳定的轨道板混凝土。

因而在传统封锚施工中，常发现封锚施工完成后一两天内就出现沿锚穴孔一周的细微裂缝。

4）封锚施工工艺不合理。

传统封锚工艺由于封锚材料的多样性，其封锚施工分为2个阶段，即先封锚锚穴内部大部分，再封锚锚穴表层。

根据轨道板预应力钢棒在列车作用下的受荷特征可知，预应力钢棒在上部列车动荷载作用下会出现周期性弯曲变形，由此所产生的应力主要由锚固螺栓承受，同时也会传递到与钢棒直接接触的封锚材料上。

在该力作用下，采用2种材料分次施工的整体性远小于采用同一材料一次施工完成的情况，这也就造成了采用传统封锚工艺轨道板在使用过程中出现封锚材料分层脱落的问题。

3CRTSⅠ型轨道板快速封锚施工工艺针对轨道板传统封锚工艺存在的问题，研发了一种快速成型硬化的低收缩干硬性封锚砂浆材料，提出了匹配施工工艺，其工艺流程如下：砂浆制备→锚穴凿毛→锚穴清理→喷涂界面剂→装料及封锚→外观检查→养护。

3.1封锚砂浆制备封锚砂浆材料水胶比低（＜0.18），采用人工或者普通搅拌机无法实现均匀搅拌，其搅拌应采用行星式强制搅拌机。

搅拌机额定容量宜≥50L，需具备低速和高速两挡，低挡转速宜≥100r/min，高挡转速宜≥250r/min；搅拌顺序为先加入干料，然后加水低速慢搅60 90s，再高速快搅120s，搅拌时间应≥3min。

搅拌时应注意干料与水之间充分搅拌均匀，可二次搅拌，但严禁二次加水。

根据封锚砂浆材料的特性及封锚施工速度要求，封锚砂浆搅拌量宜按30L/（人·次）生产为宜。

封锚砂浆搅拌好后，需装入带盖不吸水桶中，以防止砂浆过快干燥硬化。

每次拌制的封锚砂浆宜在0.5h内用完，超过0.5h未用完的封锚砂浆宜废弃。

3.2锚穴凿毛在进行封锚施工前，首先要检查锚穴内壁凿毛情况。

一般而言，在轨道板生产时会在锚穴内壁上预留2道凹槽，以增加封锚材料与锚穴的锚固力。

但由于特殊原因，有时预留凹槽并不明显，这时必须对锚穴内壁进行人工凿毛，采用小型电动风镐在锚穴内壁凿出一圈深度≥4mm的凹槽。

3.3锚穴清理轨道板锚穴内一般会残留部分生产制造时的混凝土块或其他杂物，在封锚前需采用高压气枪进行清孔，保证锚穴内无油污、浮浆、杂物和积水等。

3.4喷涂界面剂在填料封锚前，向锚穴内均匀喷涂可提高砂浆黏结强度的界面剂，并用棉纱或海绵等吸水材料吸取锚穴凹陷处的多余界面剂。

同时，应保证在填料前锚穴内喷涂的界面剂仍为湿润状态，未挥发、干燥。

3.5装料及封锚封锚砂浆装料采用硬质塑料加料器，盛装适量砂浆，使加料器前端下边缘紧贴轨道板锚穴下口边缘，然后用小型手持式空气锤（冲击频率≥1000Hz）将砂浆顶入锚穴内。

针对CRTSⅠ型轨道板横向和纵向锚穴尺寸与内部钢棒分布特点，设计了4种型号捣固棒，如图2所示。

其中，Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型组合用于横向圆形锚穴封锚施工，Ⅰ型、52施工技术第41卷Ⅱ型和Ⅳ型组合用于纵向长椭圆形锚穴封锚施工。

图2封锚用捣固棒Fig．2Tamping rod for anchorCRTS Ⅰ型轨道板横向圆形锚穴孔和纵向长椭圆形锚穴孔分别采用如下不同的压实工序。

1）封锚压实顺序（横向圆孔）第1步：采用Ⅰ型捣固棒对图3a 中1号实线区域进行填料和压实。

第2步：采用Ⅱ型捣固棒对图3a 中2号虚线区域，即钢棒螺母周围进行压实，此步骤对保证螺母周围封锚砂浆的密实非常关键。

第3步：重复上述第1步和第2步操作，至少1次。

第4步：采用Ⅲ型捣固棒对图3a 中3号点划线区域进行填料和压实，此步操作时宜先填超出锚穴外口的砂浆料，保证充分压实后再刮去凸出锚穴外口表面的砂浆，进行表面成型处理，确保最终成型表面密实光洁，无掉渣、孔洞等缺陷，若存在则应抹少量砂浆进行补压。

图3封锚施工压实成型工序Fig．3Procedure of anchor construction2）封锚压实顺序（纵向长椭圆孔）第1步：采用Ⅰ型捣固棒对图3b 中1号实线区域进行填料和压实，顺序宜由下至上。