CN104480815B - 一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法 - Google Patents
一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法，该方法主要包括清理、封闭、设置注浆口、离缝注浆及清边处理工序，具体为：先清理砂浆离缝周围灰尘、杂质，然后对离缝区域进行封闭，并设置注浆口，在待修补区域轨道板四角安放千分表，通过双组份自混合注浆机与压力注浆管连接后，依次向注浆口注入双组分注浆材料，当与该注浆口距离大于轨道板宽度的注浆口出浆后，更换下一注浆口继续注浆，直至整个水泥乳化沥青砂浆离缝区域灌注饱满；最后切除注浆软管，打磨封闭材料，即可完成修补。该技术具有工艺简单快速、修补效率高、可实现天窗时间内快速修补等特点，适用于单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝修补。
Description
技术领域
本发明属于高速铁路工务养护维修领域，具体涉及一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法，尤其涉及一种在运营期天窗时间内即可完成并达到通车要求的单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法。
背景技术
单元板式无砟轨道结构已在我国高速铁路建设中成功应用，广深港、哈大客专、沪宁城际等均采用单元板式无砟轨道。单元板式无砟轨道由轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、混凝土支承层/底座板、凸型挡台及其周围填充树脂等部分组成。水泥乳化沥青砂浆充填层作为轨道板和底座板之间的调整层，是单元板式无砟轨道结构的重要组成部件，主要起到调整、支撑、承力和传力的作用，并可为轨道提供适当的刚度和弹韧性，在承受列车冲击时起到一定的减振作用。水泥乳化沥青砂浆的服役状态好坏，综合反映为无砟轨道的平顺性和舒适性，并直接影响轨道结构的耐久性以及列车运行的安全性。
单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆灌注在砂浆袋中，外侧为圆弧形，仅有侧面少部分为可见部分，大部分结构部位不可见，其层状特性决定了砂浆层的伤损修补难度大的特点，同时水泥乳化沥青砂浆相对轨道板和底座板或支承层强度较低，承受列车疲劳荷载和不同层状结构之间的相互约束作用，露天服役的水泥乳化沥青砂浆承受温度场、流体场等多场耦合的作用，属于无砟轨道结构中的薄弱部位，容易出现伤损病害。高速铁路无砟轨道“天窗修”的作业制度决定了砂浆伤损修补只能在夜间作业，也给养护维修提出了更高的要求，决定了单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝修补的复杂性和特殊性。
在单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆伤损的修补技术方面，还仅仅处于尝试摸索阶段，尚无有效的快速修补方法。现有技术中施工工艺种类单一，配套机具过于简单，无法满足砂浆不同劣化形式和劣化程度的修补需求，并且未区分纵联板式和单元板式这两种截然不同的轨道结构形式，不具有实际操作性，不适用于我国单元板式结构水泥乳化沥青砂浆的快速修补。
针对现有技术的不足，本发明提出一种适用于单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补技术。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种工艺简单快速、修补效率高、可实现天窗时间内完成修补的单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法。
技术方案：为了实现以上目的，本发明提供了一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法，该方法主要包括清理、封闭、设置注浆口、离缝注浆及清边处理工序，具体为：先清理水泥乳化沥青砂浆离缝周围灰尘、杂质，然后对离缝区域进行封闭，并设置注浆口，在待修补区域轨道板四角安放千分表，通过双组份自混合注浆机与压力注浆管连接后，依次向注浆口注入双组分注浆材料，当与该注浆口距离大于轨道板宽度的注浆口出浆后，更换下一注浆口继续注浆，直至整个水泥乳化沥青砂浆离缝区域灌注饱满；最后切除注浆软管、打磨封闭材料进行清边处理，即可完成修补作业，所述封闭是在离缝区域嵌填聚乙烯泡沫材料、刮涂2-5mm快速固化的柔性密封材料、喷涂自发泡材料中的一种。
所述柔性密封材料为快速固化的单组份非下垂型硅酮密封材料，聚氨酯密封材料中的一种，自发泡材料为闭孔型聚氨酯泡沫材料，聚苯乙烯泡沫中的一种。
所述设置注浆口是通过压力注浆管直接插入封闭材料的方式完成，设置在水泥乳化沥青砂浆与轨道板板底或底座/支承层界面上，压力注浆管为内径2～4mm的聚氨酯耐压管。
所述双组份聚氨酯注浆材料两组分比例为1∶1，注浆材料固化时间小于30min，粘度小于100mPa·s，2h拉伸强度大于15MPa，断裂伸长率大于5％，粘结强度大于3MPa。
所述双组份自混合注浆机采用具有分割-移位-重新汇合作用的阶梯状或螺旋状静态混合单元实现双组份材料的高效自动混合。
所述注浆是向双组份自混合注浆机中分别加入双组份聚氨酯注浆材料的不同组份，注浆机按照规定配比自动分配两组份材料，经由混合单元混合后直接通过压力注浆管依次向注浆口注入注浆材料，注浆压力不高于0.1MPa。
所述灌注饱满的判定是与该注浆口距离大于轨道板宽度的注浆口出浆后，更换下一注浆口继续注浆，直至待修补区域轨道板四角安放的千分表读数一旦变化，立即停止注浆。
本发明所述方法，适用于单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补，亦适用于具有层状结构的混凝土结构离缝修补，可以实现天窗时间内的快速修补，确保无砟轨道平顺性、耐久性和运营安全性，保证轨道结构在设计年限内安全服役具有重要的社会意义。
有益效果：本发明提供的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法，经过多次现场修补应用发现，相对现有方法具有以下优异的性能：
(1)修补装备轻便化、智能化，无需现场计量，避免计量误差；
(2)无需钻孔，不对轨道板及砂浆层造成结构破坏；
(3)选用快速固化的柔性密封材料或自发泡材料直接封闭离缝，施工便利；
(4)选用双组份聚氨酯注浆材料，渗透性能好、易灌注饱满、固化速度快、粘结强度高，可满足天窗时间修补的需求；
(5)通过静态混合单元实现材料的自动混合，配比精确，同时解决了可工作时间与固化速度的矛盾，从而保证了修补过程的简单高效；
(6)灌注饱满判定方法科学合理，有效预防修补对轨道结构造成二次破坏，保证运营安全；
(7)修补效率高、修补效果内实外美，具有长效耐久性。
具体实施方式
一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修补方法，该方法主要包括清理、封闭、设置注浆口、离缝注浆及清边处理工序，具体为：先高压空气清理水泥乳化沥青砂浆离缝周围灰尘、杂质，并将离缝区域嵌填聚乙烯泡沫材料后，再在离缝表面刮涂2-5mm快速固化的柔性密封材料或喷涂自发泡材料，聚苯乙烯泡沫进行封闭。然后通过内径2～4mm的聚氨酯耐压管直接插入封闭材料的方式设置注浆口，注浆口设置在水泥乳化沥青砂浆与轨道板板底或底座/支承层界面上，注浆口设置间距为65cm。在待修补区域轨道板四角安放千分表，记录初始值。将双组份自混合注浆机与压力注浆管连接后，向双组份自混合注浆机中分别加入双组份聚氨酯注浆材料不同组份，注浆机按照规定配比自动分配两组份材料，经由具有分割-移位-重新汇合作用的阶梯状或螺旋状静态混合单元双组份自混合注浆机依次向注浆口注入注浆材料，实现双组份材料的高效自动混合。当与该注浆口距离大于轨道板宽度的注浆口出浆后，更换下一注浆口继续注浆，整个注浆过程中注浆压力不高于0.1MPa，当注浆压力高于0.1MPa时立即停止注浆，最后切除压力注浆管，打磨封闭材料，即可完成修补。为防止注浆过程中轨道板发生位移，在离缝待修补区域轨道板角安放的位移监测装置，在注浆过程中，一旦发现轨道板出现位移，立即停止注浆。
本发明无需对轨道板进行清洗，直接采用高压空气清理砂浆离缝周围灰尘、杂质即可。
本发明采用快速固化的单组份非下垂型硅酮密封材料，聚氨酯密封材料或闭孔型聚氨酯泡沫材料，聚苯乙烯泡沫进行封闭，可实现离缝区域的彻底封堵，具有固化速度快，使用方便，不流挂，易施工的特点，尤其适用于倒角等不规则区域和轨道板端处封闭，不易漏浆。
本发明注浆口设置通过压力注浆管直接插入封闭材料的方式完成，并设置在水泥乳化沥青砂浆与轨道板板底或底座/支承层界面上，不对轨道板及砂浆层造成结构破坏。
本发明选用双组份聚氨酯注浆材料，两组分比例为1∶1，注浆材料固化时间小于30min，粘度小于100mPa·s，2h拉伸强度大于15MPa，断裂伸长率大于5％，粘结强度大于3MPa。具有粘度低渗透性能好、易灌注饱满、固化速度快、粘结强度高，可满足天窗时间修补的需求等特点。
本发明采用的双组份自混合注浆机具有分割-移位-重新汇合作用的阶梯状或螺旋状静态混合单元以实现双组份材料的高效自动混合，配比精确，无需现场计量，同时解决了可工作时间与固化速度的矛盾；无需制浆设备现场制浆，具有修补装备轻便化、智能化，避免因计量误差影响修补效果，从而保证了修补过程的简单高效。
本发明改变了传统以浆体溢出或注浆压力升至0.5MPa作为注浆终点的判定方法，前者可能导致浆液未灌满整个伤损区域，后者压力过大会导致轨道板上浮，改变轨道几何尺寸，对运营安全造成威胁。本发明采用在离缝待修补区域轨道板角安放千分表，对轨道板位移进行有效监测，该方法科学合理，压力控制科学。有效预防离缝修补对轨道结构造成二次破坏，保证运营安全。
Claims (7)
1.一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：该方法主要包括清理、封闭、设置注浆口、注浆及完成修复工序，具体为：先清理水泥乳化沥青砂浆离缝周围灰尘、杂质，然后对离缝区域进行封闭，并设置注浆口，在待修复区域轨道板四角安放千分表，通过双组份自混合注浆机与压力注浆管连接后，依次向注浆口注入双组分注浆材料，当与该注浆口距离大于轨道板宽度的注浆口出浆后，更换下一注浆口继续注浆，直至整个水泥乳化沥青砂浆离缝区域灌注饱满；最后切除注浆软管，打磨封闭材料，即可完成修复，所述封闭是在离缝区域嵌填聚乙烯泡沫材料，刮涂2-5mm快速固化的柔性密封材料，喷涂自发泡材料中的一种，所述千分表是一种防止注浆过程中轨道板发生位移的位移监测装置，有效预防离缝修复对轨道结构造成二次破坏，保证运营安全。
2.根据权利要求1所述的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：所述柔性密封材料为快速固化的单组份非下垂型硅酮密封材料，聚氨酯密封材料中的一种，自发泡材料为闭孔型聚氨酯泡沫材料，聚苯乙烯泡沫中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：所述设置注浆口是通过压力注浆管直接插入封闭材料的方式完成，设置在水泥乳化沥青砂浆与轨道板板底或底座/支承层界面上，压力注浆管为内径2～4mm的聚氨酯耐压管。
4.根据权利要求1所述的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：所述双组份聚氨酯注浆材料两组分比例为1∶1，注浆材料固化时间小于30min，粘度小于100mPa·s，2h拉伸强度大于15MPa，断裂伸长率大于5％，粘结强度大于3MPa。
5.根据权利要求1所述的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：所述双组份自混合注浆机采用具有分割-移位-重新汇合作用的阶梯状或螺旋状静态混合单元实现双组份材料的高效自动混合。
6.根据权利要求1所述的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：所述注浆是向双组份自混合注浆机中分别加入双组份聚氨酯注浆材料的不同组份，注浆机按照规定配比自动分配两组份材料，经由混合单元混合后直接通过压力注浆管依次向注浆口注入注浆材料，注浆压力不高于0.1MPa。
7.根据权利要求1所述的一种单元板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆离缝快速修复方法，其特征在于：所述灌注饱满的判定是与该注浆口距离大于轨道板宽度的注浆口出浆后，更换下一注浆口继续注浆，直至待修复区域轨道板四角安放的千分表读数一旦变化，立即停止注浆。
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