本站原创
摘要： 该文通过调查分析整体式无砟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，最后对方案整治效果及方案实施的优缺点进行了归纳总结，经过两年多的运营，状况良好，为无砟轨道线路离缝病害整治提出了一套可行性的方案。
Abstract： Through investigation and analysis on cause of the seam between road bedplate and support layer of overall ballastless track， and aiming at disease reasons to propose remediation principles and programs， this paper described the process of remediation programs and operating point in detail， carefully represented construction methods of the processes， finally， made summarization to dregulation effect of program and the advantages and disadvantages of implementation of the program， after two years of operations， the condition is good， which provides proposed a set of feasibility program for seam renovation of ballastless rail lines.
关键词： 道床板与支撑层间离缝；锚钉杆；切缝；预埋注胶嘴及注胶；接地系统；表面处理；优缺点
Key words： the seam between road bedplate and support layer；anchor rod；kerf；embedded plastic injection nozzle and dispensing； grounding system；surface treatment；advantages and disadvantages
1006-4311（2012）36-0048-03
在该客运专线经过调试后运营，正常运营约5个月后，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，铁路限速运营，严重影响了运营速度和安全。
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：
2.1 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。
2.2 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。施工单位未理解设计意图，仅在后浇段端部设置销钉。
2.3 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。
3.2 整治原则 对于该病害整治过程，应把握几个原则：①需对病害区段以外的道床板进行植筋固定；②病害区段宜按以下工序进行施工：病害区段以外的道床板进行植筋固定－施工缝处切缝－离缝清理－压板及调整－注浆－植筋－轨道精调；③不影响破坏综合接地系统；④道床板与支承层间注浆材料应采用具有足够的强度和粘结性的快凝材料；⑤锚钉销钉施工过程应避免对轨道结构造成破坏；⑥病害整治完后应对轨面进行顺坡处理；⑦对类似病害参照本整治技术方案。
4.2 工艺操作要点4.
4.2.2 病害区以外两侧各20m范围钻锚钉孔 对道床表面进行认真清理，去除泥土及浮尘，然后采用水磨钻及空心钻头在道床板标记钻孔部位按规定要求进行钻孔操作（孔直径32mm），直至规定钻孔深度。
钻孔取芯时需2人配合，保证钻机垂直，水管引水通畅，不打结或扭折。钻至设计位置立即停止，检查孔位的深度（＞设计深度）及直径（＞27mm）是否满足要求。钻孔时最好先钻一侧，完后再钻另一侧。由高处往低处钻，这样钻孔的水就顺线路排走而不会聚集在钻孔内。
4.2.3 清孔，植入锚钉杆件 在钻孔取芯完成后一侧（20m）后，对已完成钻孔区域利用高压对孔内水及水泥浆进行清理，并用棉布擦洗，进行堵塞防止杂物进入，同时采用水管将道床板表面冲洗干净，在天窗点结束前去除棉布外晾，在第二天（间隔约21小时）天窗点时进行锚钉植筋。
锚钉杆件植筋时方法简单，先用植筋灌入孔深2/3的耐疲劳高强植筋胶，再将锚钉杆件缓缓垂直压入孔中，利用杆件重力下沉，再用20mm直径钢筋从上再压使杆件直至孔底。将挤出孔表面的植筋胶用卫生纸进行擦拭干净。待强度起来后（约2小时）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。
4.2.4 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。
4.2.5 处理离缝上拱段钻孔植入锚钉杆件 对离缝上拱段钻孔并植入锚定杆件，施工方法与4.2.2及4.2.3一样。
每日离缝上拱段植入锚定杆件后，钻孔植锚钉时有产生水泥浆凝聚在离缝中，采用高压水离缝段进行清理，防止时间长了凝结在缝内难以清除影响后期注浆，刚开始从缝内出水为水泥浆水，待到出水干净后为止。
4.2.6 线间封闭层清理 无砟轨道道床板线间封闭层结构为自下而上为级配碎石回填+15cm厚C20混凝土表面封闭。
为保证注浆工作面及注浆效果，需对线间封闭层进行清理，切割宽度为距离缝30cm，长度为离缝范围内并在两端各增加50cm长的施工空间。切开后对支撑层表面及离缝口处进行认真清理，去掉油污及沥青等附着物，露出路基支撑层混凝土面。在清理干净的离缝、伸缩缝和掉块破碎处准备用修补胶作修补整平处理。（清理情况见图1）
4.2.7 预埋注胶嘴，封闭离缝周边缝隙 封闭离缝的封口胶有两种成分，使用时按照说明书进行配比配合。称量配好后用抹刀反复混合搅拌胶的两种成分，使其呈现均匀一致的颜色。用抹刀取少许胶，刮在注胶嘴底面的四边，每边以8mm宽、5mm厚为度，粘好后不要再移动注胶嘴。
注胶嘴的布置（见图1），按以下原则进行：沿缝的走向，每米约布置3个；离缝分岔处的交叉点应设注胶嘴；选混凝土表面平整处设置，避开剥落部位，对于贯通缝，可在一侧布置注胶嘴，另一侧完全封闭。缝宽度较大且内部通畅时，可以按每米2个注胶嘴的密度来布置。封闭胶固化过程中防止其接触水。
4.2.8 切缝处灌胶、离缝处注胶处理 注胶时钢轨处于锁定（非释放压力）状态，先对施工缝处的切缝进行灌胶，由于切缝缝隙较大（20mm宽），故而较为简单，可直接将灌缝胶（SKD801）的两种成分按要求比例混合搅拌均匀后灌入切缝。灌满后对离缝处进行注胶。
注胶需以切缝为中心，对大小里程范围的离缝分开注胶，防止天窗点内注浆完至开始行车之间时间不足以完成注胶料的强度达到75%，注浆过程中应注意以下几点：①灌缝胶两种成分按要求比例混合搅拌均匀后置入加压罐中，使用时间（2kg量）为5～20分钟；②加压管压力表控制在0.2MPa左右的压力，排除系统中的空气后开始注胶；③待下一个或对面注浆嘴冒出胶后，持续压3～5分钟保证注浆饱满方可停压，再进入下一步；④水平走向的离缝从一端开始逐个注入，倾斜或垂直走向的离缝要从较低一端开始向上推进。
4.2.9 锚钉杆件顶及切缝表面处理 注胶及锚定杆件植入道床板及支撑层后，需对表面进行处理，处理方法采用高强无收缩混凝土处理，并在其上粘贴碳纤维布（见图2），方法如下：①修补整平处理：为了使碳纤维布与平滑的混凝土更好地粘结，碳纤维布受力有利。表面平整度凸出部分（小突起等）以切割机或砂轮机将其铲除并使其平滑。凹陷部分（打除部分）以修补找平胶填补平整，且不应有棱角。②涂刷底层胶：在修复后的混凝土表面上均匀涂刷底胶，使混凝土表面形成坚硬的底层，有利于修补胶或浸渍胶的粘结。③粘贴碳纤维布：碳纤维贴片预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好（这里可根据轨枕道板厚度来确定碳纤维布的宽度）。碳纤维布的纹理方向一定要垂直于离缝方向。④确保粘贴碳纤维布质量的关键是：配制浸渍胶时要严格按照配比，搅拌要充分、均匀。保证浸渍胶的质量。确保浸渍胶充分浸透碳纤维布，能保证碳纤维布与混凝土粘结紧密，同时又能发挥碳纤维的抗拉性能。
4.2.10 混凝土回填线间封闭层 提前备好材料，为保证安全，混凝土在铁路线外进行拌和，人工提运至现场进行回填，过程中需保证混凝土振捣密实，抹面工艺，同时洒水贴塑料膜进行养护。
之后处理完后，3-5天后待稳定后对线路进行轨面高程进行顺坡精调。
5 结语
5.1 病害整治效果 经过实施整治方案后，道床板拱起引起与支撑层之间离缝病害得以控制，该客运专线其余相似地段均采用该种方案进行调整，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，并且在至今运营两年时间里运营状况良好。
5.2 病害整治方案优缺点 本方案整治同时也存在一些优缺点，优点主要在于：①不影响列车运营，利用夜间“天窗点”施工；②操作灵活，本方案除注胶工序外其余工序工序不紧凑，可随时停止工作，受外界环境影响小；③可平行作业，施工进度快，钻孔、植筋、切缝及凿除线间混凝土均可同时进行；④施工方法简单，各项工艺在各自领域内均有成熟经验，便于推广。
本方案缺点主要在于对注胶材料及植筋锚钉杆材料质量要求较高，国内产品基本处于垄断状态，较高；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：
道床板与支撑层离缝整治施工图（中铁二院2010年7
月）.
XX客运专线道床板与支撑层离缝整治方案审查会专家意见（2010年7月11日）.
[3]《铁路轨道工程施工安全技术规程》（TB10305-2009）.
[4]《铁路轨道施工及验收规范》TB10302-96.
Abstract： Through investigation and analysis on cause of the seam between road bedplate and support layer of overall ballastless track， and aiming at disease reasons to propose remediation principles and programs， this paper described the process of remediation programs and operating point in detail， carefully represented construction methods of the processes， finally， made summarization to dregulation effect of program and the advantages and disadvantages of implementation of the program， after two years of operations， the condition is good， which provides proposed a set of feasibility program for seam renovation of ballastless rail lines.
关键词： 道床板与支撑层间离缝；锚钉杆；切缝；预埋注胶嘴及注胶；接地系统；表面处理；优缺点
Key words： the seam between road bedplate and support layer；anchor rod；kerf；embedded plastic injection nozzle and dispensing； grounding system；surface treatment；advantages and disadvantages
1006-4311（2012）36-0048-03
1 病害情况
某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。在该客运专线经过调试后运营，正常运营约5个月后，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，铁路限速运营，严重影响了运营速度和安全。
2 病害产生原因调查
该病害出现后，铁路运输部门立即组织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：
2.1 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。
2.2 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。施工单位未理解设计意图，仅在后浇段端部设置销钉。
2.3 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。
3 病害整治方案及原则
3.1 整治方案 在不停运（限速运营）及不损坏线路整体性及稳定性的的前提下利用夜间“天窗点”对线路病害进行补救整治，整治方案为：①采取在病害区以外25m范围内道床板与底层之间钻孔并植入锚钉杆锁定道床板与支撑层技术以免变形；②在离缝最大处切缝释放温度应力；③利用白天列车运营对线路进行施压，减小离缝高度，并采取其他措施，使得道床板与底层间离缝缩小至线路可调范围；④对离缝及切缝处注胶；⑤对病害范围进行植筋，经过线路精调达到铁路正常运营条件。3.2 整治原则 对于该病害整治过程，应把握几个原则：①需对病害区段以外的道床板进行植筋固定；②病害区段宜按以下工序进行施工：病害区段以外的道床板进行植筋固定－施工缝处切缝－离缝清理－压板及调整－注浆－植筋－轨道精调；③不影响破坏综合接地系统；④道床板与支承层间注浆材料应采用具有足够的强度和粘结性的快凝材料；⑤锚钉销钉施工过程应避免对轨道结构造成破坏；⑥病害整治完后应对轨面进行顺坡处理；⑦对类似病害参照本整治技术方案。
4 病害整治工艺
4.1 工艺流程 该病害整治的工艺顺序为：探测道床板内钢筋位置，确定钻孔植筋位置→病害区以外两侧各20m范围钻锚钉孔→清孔，植入锚钉杆件→施工缝切缝，释放温度应力→利用列车运行加压2－3天→病害区钻孔植入锚钉杆件→线间封闭层清理→预埋注胶嘴，封闭周边缝隙→切缝处灌胶、离缝处注胶处理→锚钉杆件顶及切缝表面处理→混凝土回填线间封闭层。4.2 工艺操作要点4.
2.1 探测道床板内钢筋位置，确定钻孔植筋位置
首先检查轨道结构的混凝土表面是否完好，为避免施作锚钉杆件对道床板与支撑层连接的钻孔对道床板结构内钢筋造成损坏，在钻空前用钢筋探测仪对结构体内钢筋探测，避免伤及主要受力钢筋，并在道床表面确定相应的钻孔点进行标记。4.2.2 病害区以外两侧各20m范围钻锚钉孔 对道床表面进行认真清理，去除泥土及浮尘，然后采用水磨钻及空心钻头在道床板标记钻孔部位按规定要求进行钻孔操作（孔直径32mm），直至规定钻孔深度。
钻孔取芯时需2人配合，保证钻机垂直，水管引水通畅，不打结或扭折。钻至设计位置立即停止，检查孔位的深度（＞设计深度）及直径（＞27mm）是否满足要求。钻孔时最好先钻一侧，完后再钻另一侧。由高处往低处钻，这样钻孔的水就顺线路排走而不会聚集在钻孔内。
4.2.3 清孔，植入锚钉杆件 在钻孔取芯完成后一侧（20m）后，对已完成钻孔区域利用高压对孔内水及水泥浆进行清理，并用棉布擦洗，进行堵塞防止杂物进入，同时采用水管将道床板表面冲洗干净，在天窗点结束前去除棉布外晾，在第二天（间隔约21小时）天窗点时进行锚钉植筋。
锚钉杆件植筋时方法简单，先用植筋灌入孔深2/3的耐疲劳高强植筋胶，再将锚钉杆件缓缓垂直压入孔中，利用杆件重力下沉，再用20mm直径钢筋从上再压使杆件直至孔底。将挤出孔表面的植筋胶用卫生纸进行擦拭干净。待强度起来后（约2小时）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。
4.2.4 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。
4.2.5 处理离缝上拱段钻孔植入锚钉杆件 对离缝上拱段钻孔并植入锚定杆件，施工方法与4.2.2及4.2.3一样。
每日离缝上拱段植入锚定杆件后，钻孔植锚钉时有产生水泥浆凝聚在离缝中，采用高压水离缝段进行清理，防止时间长了凝结在缝内难以清除影响后期注浆，刚开始从缝内出水为水泥浆水，待到出水干净后为止。
4.2.6 线间封闭层清理 无砟轨道道床板线间封闭层结构为自下而上为级配碎石回填+15cm厚C20混凝土表面封闭。
为保证注浆工作面及注浆效果，需对线间封闭层进行清理，切割宽度为距离缝30cm，长度为离缝范围内并在两端各增加50cm长的施工空间。切开后对支撑层表面及离缝口处进行认真清理，去掉油污及沥青等附着物，露出路基支撑层混凝土面。在清理干净的离缝、伸缩缝和掉块破碎处准备用修补胶作修补整平处理。（清理情况见图1）
4.2.7 预埋注胶嘴，封闭离缝周边缝隙 封闭离缝的封口胶有两种成分，使用时按照说明书进行配比配合。称量配好后用抹刀反复混合搅拌胶的两种成分，使其呈现均匀一致的颜色。用抹刀取少许胶，刮在注胶嘴底面的四边，每边以8mm宽、5mm厚为度，粘好后不要再移动注胶嘴。
注胶嘴的布置（见图1），按以下原则进行：沿缝的走向，每米约布置3个；离缝分岔处的交叉点应设注胶嘴；选混凝土表面平整处设置，避开剥落部位，对于贯通缝，可在一侧布置注胶嘴，另一侧完全封闭。缝宽度较大且内部通畅时，可以按每米2个注胶嘴的密度来布置。封闭胶固化过程中防止其接触水。
4.2.8 切缝处灌胶、离缝处注胶处理 注胶时钢轨处于锁定（非释放压力）状态，先对施工缝处的切缝进行灌胶，由于切缝缝隙较大（20mm宽），故而较为简单，可直接将灌缝胶（SKD801）的两种成分按要求比例混合搅拌均匀后灌入切缝。灌满后对离缝处进行注胶。
注胶需以切缝为中心，对大小里程范围的离缝分开注胶，防止天窗点内注浆完至开始行车之间时间不足以完成注胶料的强度达到75%，注浆过程中应注意以下几点：①灌缝胶两种成分按要求比例混合搅拌均匀后置入加压罐中，使用时间（2kg量）为5～20分钟；②加压管压力表控制在0.2MPa左右的压力，排除系统中的空气后开始注胶；③待下一个或对面注浆嘴冒出胶后，持续压3～5分钟保证注浆饱满方可停压，再进入下一步；④水平走向的离缝从一端开始逐个注入，倾斜或垂直走向的离缝要从较低一端开始向上推进。
4.2.9 锚钉杆件顶及切缝表面处理 注胶及锚定杆件植入道床板及支撑层后，需对表面进行处理，处理方法采用高强无收缩混凝土处理，并在其上粘贴碳纤维布（见图2），方法如下：①修补整平处理：为了使碳纤维布与平滑的混凝土更好地粘结，碳纤维布受力有利。表面平整度凸出部分（小突起等）以切割机或砂轮机将其铲除并使其平滑。凹陷部分（打除部分）以修补找平胶填补平整，且不应有棱角。②涂刷底层胶：在修复后的混凝土表面上均匀涂刷底胶，使混凝土表面形成坚硬的底层，有利于修补胶或浸渍胶的粘结。③粘贴碳纤维布：碳纤维贴片预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好（这里可根据轨枕道板厚度来确定碳纤维布的宽度）。碳纤维布的纹理方向一定要垂直于离缝方向。④确保粘贴碳纤维布质量的关键是：配制浸渍胶时要严格按照配比，搅拌要充分、均匀。保证浸渍胶的质量。确保浸渍胶充分浸透碳纤维布，能保证碳纤维布与混凝土粘结紧密，同时又能发挥碳纤维的抗拉性能。
4.2.10 混凝土回填线间封闭层 提前备好材料，为保证安全，混凝土在铁路线外进行拌和，人工提运至现场进行回填，过程中需保证混凝土振捣密实，抹面工艺，同时洒水贴塑料膜进行养护。
之后处理完后，3-5天后待稳定后对线路进行轨面高程进行顺坡精调。
5 结语
5.1 病害整治效果 经过实施整治方案后，道床板拱起引起与支撑层之间离缝病害得以控制，该客运专线其余相似地段均采用该种方案进行调整，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，并且在至今运营两年时间里运营状况良好。
5.2 病害整治方案优缺点 本方案整治同时也存在一些优缺点，优点主要在于：①不影响列车运营，利用夜间“天窗点”施工；②操作灵活，本方案除注胶工序外其余工序工序不紧凑，可随时停止工作，受外界环境影响小；③可平行作业，施工进度快，钻孔、植筋、切缝及凿除线间混凝土均可同时进行；④施工方法简单，各项工艺在各自领域内均有成熟经验，便于推广。
本方案缺点主要在于对注胶材料及植筋锚钉杆材料质量要求较高，国内产品基本处于垄断状态，较高；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：
道床板与支撑层离缝整治施工图（中铁二院2010年7
月）.
XX客运专线道床板与支撑层离缝整治方案审查会专家意见（2010年7月11日）.
[3]《铁路轨道工程施工安全技术规程》（TB10305-2009）.
[4]《铁路轨道施工及验收规范》TB10302-96.