内容发布更新时间 : 2024/6/4 0:41:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
铁路隧道双块式无砟轨道道床板裂缝的分析与防治
作者：王树胜
来源：《装饰装修天地》2017年第02期
摘 要：通过对东南沿海地区某新建铁路，隧道中CRTSⅠ型双块式（SK-2型）无砟轨道局部道床板混凝土出现渗水现象的现场踏勘和讨论，分析了现浇混凝土道床板的各种裂缝形式及其成因，并从材料和施工方面提出了防治双块式无砟轨道道床板裂缝的具体措施，对今后高速铁路隧道现浇混凝土道床板的施工具有借鉴意义。 关键词：隧道；无砟轨道；道床板；混凝土裂缝 1 前言
东南沿海地区某新建铁路，线路经过江西的赣东南和福建的闽中、闽东地区，横穿闽赣边界的武夷山脉和闽中的戴云山脉，整体地貌呈马鞍形。全线正线共有113座隧道，其中长度5km以上的19座隧道均采用CRTSⅠ型双块式（SK-2型）无砟轨道，单线铺设里程达414.664km。
随着无砟轨道施工不断推进，先后发现已完工和正在施工的隧道中，现浇混凝土道床局部出现了裂缝。无砟轨道整体道床裂缝一旦形成则危害较大。为了进一步加强对无砟轨道道床板混凝土施工质量的控制，本文对道床板混凝土裂缝产生的原因作了较全面的分析，并提出了施工中控制裂缝的可行办法。
2 常见双块式无砟轨道道床板裂缝形式及分类
双块式无砟轨道道床板裂缝按产生的原因进行分类，主要有两类：一是由外荷载引起的结构型裂缝，主要是指常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的结构应力集中裂缝；二是由非受力变形变化引起的材料型裂缝，主要是由温度裂缝和混凝土的收缩变形引起的裂缝。
目前，双块式无砟轨道的裂缝主要发生在道床板和支承层上，这些裂缝主要以下几种形式：道床板上龟裂缝、道床板上双块式轨枕的角裂缝、支承层裂缝 3 常见双块式无砟轨道道床板裂缝的成因
本线采用的CRTSⅠ型双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕（SK-2型）、道床板（C40 砼）和支承层（C20砼）组成。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
3.1 双块式无砟轨道道床板裂缝的原因分析 3.1.1 混凝土结构内部应力引起的裂缝 1）混凝土收缩裂缝
塑性收缩是造成道床板混凝土产生早期裂纹的主要原因。道床板混凝土具有强度高、水泥用量大、体积大等特点，施工时通常采用人工抹面的方式处理混凝土表面，因养护不及时或未及时进行收浆抹面造成表层混凝土水泥砂浆失水较快、不均匀收缩，进而导致表层混凝土产生裂缝，短时间内裂缝较浅，但随着时间的推移和环境变化，在长期动载的作用下就可能会造成严重后果。
干燥收缩是指在浇筑完毕后或是养护结束一段时间内，混凝土接结构中水泥浆中水分蒸发会产生干缩，且这种收缩是一种不可逆的收缩过程，一般认为混凝土中自由水越多，可蒸发的水量越大，其干燥收缩就会越大。干燥收缩产生的裂缝在CRTSⅠ型无砟轨道道床板混凝土裂纹中占有较大比例，尤其是采用泵送工艺施工的大坍落度道床板混凝土，主要和混凝土的水灰比、水泥成分、水泥用量等因素有关。 2）混凝土温度裂缝
温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种：水化热引起的混凝土内外温差、结构整体的温度升降差、结构从上表面至下的温度递度。 3.1.2 外力引起的混凝土结构裂缝 1）钢轨的伸缩引起裂缝
双块式无砟轨道混凝土浇筑完成后，初期强度较低时，特别是靠近隧道进出口和各个通道口位置，若不能及时松开扣件，钢轨受温度影响的伸缩将带动轨枕在新浇混凝土中移动从而产生裂缝。
2）新旧混凝土的结合部位处理不到位引起的裂缝
道床板与双块式预制轨枕的周边，道床板与隧底支承层属于新旧混凝土的结合部位，双块式预制轨枕，支承层浇筑前未充分润湿，施工时未进行凿毛处理，造成新旧混凝土结合效果较差，易产生裂缝；在双块式轨枕的侧面及折角部，易出现由于新旧混凝土黏结不良而引起的裂缝，随着时间的推移和冲击荷载的作用不断的延长和加宽。 3.1.3 施工过程控制不到位引起的裂缝 1）混凝土配合比不当引起的裂缝
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
由于混凝土配合比不当，即水灰比、粗细骨料、外加剂等分布均匀造成混凝土分层、离析，特别是无砟轨道道床板，由于混凝土的离析，上部出现富水泥浆层，收缩大，引起板面裂缝。主要原因有：混凝土原材料生产和运输控制不严格、泵送施工时混凝土坍落度过大、混凝土浇筑时过振、抹面时洒水等。 2）混凝土施工不到位引起的裂缝
混凝土施工过程中，由于施工不当产生裂缝的原因主要有：施工过程中钢筋绑扎间距不均匀、钢筋保护层厚度不足，当混凝土浇筑过程中粗骨料的下落受到钢筋的阻挡时；混凝土浇捣时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快；现场模板底部不密贴，出现烂根现象，模板拆除不当或拆模过早等均会出现裂缝。 3.2 预防和处理措施 3.2.1 预防措施
1）长大隧道的基底处理要严格按照设计要求进行。为了便于维护和运营安全，现在的新建铁路长大隧道均采用无砟轨道，隧道仰拱填充和底板施工不到位，直接会影响后续的无砟轨道施工。因此前期Ⅳ级及以上软弱围岩段基底处理要到位，Ⅱ、Ⅲ级围岩的钢筋混凝土底板严格控制施工质量，与Ⅳ级及以上软弱围岩结合处要做好施工缝的防水、止水处理。 2）道床板施工前做好隧底裂缝处理工作。无砟轨道施工前应对整个隧道进行全面排查（尤其是单线隧道），对检查发现的裂缝问题进行分类，并制定相应的处理方案，确保裂缝问题处理到位。同时做好支承层的凿毛工作，确保新旧混凝土粘合到位。
3）严格控制道床板混凝土施工质量。首先严格控制施工配合比，根据施工实际情况及时调整，在满足泵送的条件下，混凝土的坍落度越小越好，并做好各项检测和试验。其次是做好混凝土的搅拌、运输与浇筑过程的控制，防止施工中出现离析和泌水现象。第三模板施工也非常重要，要严格控制模板的高度和平顺性，特别是道床板底部与隧道底板结合部要密贴，一旦控制不到位极易出现烂根现象，进而产生裂缝。第四混凝土浇筑完成后，应根据季节施工特点控制入模温度，及时进行养护和收面施工。最后严格按照设计和规范要求做好伸缩缝和施工缝的留置和处理工作，进而消除道床板的裂缝现象。 3.2.2 裂缝处理方法
1）正确选择注浆材料。应选择强度高、耐久性强、低黏度和低收缩的注浆材料，收缩大的材料需多次复灌，不但成本高，而且复灌成功率较小。目前普遍做法是根据现场裂缝和渗水原因情况分析，裂缝的宽度、深度及混凝土结构特点，选择适宜的浆材，确定注浆的压力，保证连续稳定的注浆压力，这是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键。