采用化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法与流程

本发明属于高速铁路养护维修领域，具体地说，涉及一种处理混凝土底座板的伸缩缝的施工方法。

背景技术：

经过多年的高速铁路建设，我国已经建成了世界上规模最大的高速铁路网。高速铁路普遍采用板式无砟轨道，我国的京沪、京石武、京津、津秦、哈大、沪宁、沪杭、宁杭等高速铁路均采用板式无砟轨道结构，而连接上海和南京的沪宁高速铁路客用专线的正线全长300.329km，其中江苏境内长266.68km，上海境内长32.05km，是目前我国乃至世界上标准最高、里程最长、运营速度最快的城际高铁。沪宁客运专线设计采用crts-i型板式无砟轨道，轨道结构上部为预应力轨道板、ca砂浆灌注层及钢筋混凝土底座板(简称混凝土底座板)，下部基床为级配碎石表层及ab填料底层。

然而，在沪宁客运专线的使用过程中发现，在动车通过时，部分地段的混凝土底座板与基床级配碎石表面结合部有浆状物被挤出，且雨天尤为明显，且个别混凝土底座板局部有吊空现象，如不尽快整治可能会危及沪宁客运专线的运行品质。

通过现场踏勘和分析发现，无砟轨道板的这种病害位置主要出现在钢筋混凝土承重层与碎石碾压层结合部，由此可以推断出，病害原因是碾压碎石层碾压不紧实导致自身强度不高，加之水的侵入，在高速铁路动应力作用下一方面造成了基床级配碎石层细骨料的自身泥浆化，另一方面骨料被软化后加速了泥浆化的发展，从而引起基床病害。此外，由于相邻的钢筋混凝土底座板之间的伸缩缝之间采用的是防水性能很差的普通纤维板填充，因此相邻的钢筋混凝土底座板之间的伸缩缝也是密闭不严，另外，混凝土底座板侧边与路肩表面混凝土封闭层之间也存在缝隙，从而使得外部的水更容易渗入基床内部。

中国专利申请公开第104404844a号揭示了一种板式无砟轨道结构充填层离缝修复加固方法，该方法包括：步骤1：在充填层离缝区域轨道板面垂直钻孔；步骤2：在轨道板面钻孔位置进行锚固；步骤3：对于充填层离缝区域进行注浆修复。然而该专利公开的修复加固方法具有以下缺点和不足：(1)、该方法需要对轨道板面的钻孔位置进行锚固；(2)、该方法只是公开了对结构充填层离缝的修复加固，而未揭示/建议相邻的钢筋混凝土底座板之间的伸缩缝、以及混凝土底座板侧边与路肩混凝土封闭层之间存在的缝隙的封闭加固，因此无法避免外部的水再次渗入基床内部；(3)更未揭示/建议如何导引排出充填层离缝中的水。

因此，提供一种可有效密封钢筋混凝土底座板之间的伸缩缝、以及混凝土底座板侧边与路肩混凝土封闭层之间存在的缝隙，从而避免外部的水再次渗入基床内部的处理混凝土底座板的伸缩缝的施工方法成为业内急需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种采用特种化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法，以有效密封钢筋混凝土底座板之间的伸缩缝、以及混凝土底座板侧边与路肩混凝土封闭层之间存在的缝隙。

为了实现上述目的，本发明提供了一种采用特种化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法，包括：(1)、采用地质雷达对路基病害段的混凝土底座板进行探测，确定伸缩缝存在缝隙的目标混凝土底座板；(2)、分别向目标混凝土底座板与相邻两端的混凝土底座板之间的伸缩缝灌注化学浆以封闭目标混凝土底板的两端；以及(3)、分别向目标混凝土底座板与两侧路肩混凝土封闭层之间的缝隙灌注化学浆以封闭目标混凝土底板的两侧。

可选择地，在步骤(1)中，可采用美国gssi公司的地质雷达sir20主机和400mhz天线对现场进行测线布置，以探测路基病害段的混凝土底座板。

可选择地，在步骤(2)和(3)中灌注的化学浆的固化时间为5～15分钟，其具有高温不软化、低温不开裂、防腐蚀、粘结性强、伸缩率大、液态灌浆后自然凝固成型的特点。优选地，化学浆包含异氰酸酯50～70重量份、聚醚15～25重量份、增塑剂3～15重量份、泡沫稳定剂1～5重量份、以及表面活性剂0.5～1.5重量份。

更优选地，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4，-二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯；聚醚为二官能度或三官能度的低分子量聚醚多元醇，分子量为200～5000，羟基值为40～600mgkoh/g；增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二辛酯；泡沫稳定剂为聚烷烃硅甲烷；表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮或吐温80。

可选择地，步骤(2)包括：(2-1)、在伸缩缝位置两侧中部横向水平钻孔至凸台处，以形成一水平钻孔；(2-2)、清除水平钻孔上部的伸缩缝位置中填充的纤维板和碎屑；以及(2-3)、向水平钻孔的一侧灌注化学浆后，向水平钻孔的另一侧继续灌注化学浆，以封闭目标混凝土底板的两端。

优选地，在步骤(2-1)中，水平钻孔的直径为60～65毫米。

更优选地，水平钻孔的直径为63mm。

步骤(3)包括：(3-1)、分别在目标混凝土底座板两侧于路肩混凝土封闭层上，沿目标混凝土底座板纵向间隔斜钻若干个缝隙封闭孔，以斜向插至缝隙，缝隙封闭孔的角度范围为40～50度；以及(3-2)、通过缝隙封闭孔向缝隙中灌注化学浆，以封闭目标混凝土底板的两侧。

优选地，路肩混凝土封闭层位于混凝土底座板外侧约25cm处，沿着混凝土底座板纵向每20～30cm斜向钻孔径约6～10cm的缝隙封闭孔。更优选地，缝隙封闭孔的直径为8cm。

可选择地，还包括步骤(5)：在路肩混凝土封闭层下设置用于引排渗入基床中的水的盲管排水系统。

优选地，步骤(5)包括：(5-1)、分别在目标混凝土底座板的两侧于路肩混凝土封闭层下开设排水槽，排水槽中设有若干条引排水盲沟；(5-2)、在引排水盲沟内放置至少一个pvc排水管，每个pvc排水管的管壁上间隔交错设有透水孔，使用透水土工布包裹每个pvc排水管；排水槽内底部采用水泥砂浆抹面，排水槽内填满有中粗砂，排水槽顶部采用素混凝土封闭；以及(5-3)、将每个pvc排水管穿过路肩电缆槽并引至路基外。

可选择地，在步骤(5-1)中，在对应于混凝土底座板的伸缩缝和吊空区域处，开设排水槽，在吊空区域严重处，可间隔1～2m便设置引排水盲沟。

可选择地，在步骤(5-2)中，pvc排水管管壁每隔5～10cm便进行交错打透水孔。

本发明的有益效果是：(1)、通过分别向目标混凝土底座板的两端的伸缩缝以及目标混凝土底座板两侧的缝隙内灌注化学浆，不仅封闭了相邻混凝土底座板之间的伸缩缝以及混凝土底座板与路肩混凝土封闭层之间的缝隙，防止水再次侵入基床；(2)、增设了盲管排水系统，从而进一步将渗入基床中的水引排至路基外；(3)、灌注的化学浆具有高温不软化、低温不开裂、防腐蚀、粘结性强、伸缩率大、液态灌注后自然凝固成型的特点，其伸缩率可达30％以上，填充的伸缩缝伸缩量大于10毫米。

附图说明

图1示出了板式无砟轨道的结构图。

图2示出了本发明的采用特种化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法的流程图。

图3示出了根据本发明一种实施方式的灌注封闭伸缩缝的处理示意图。

图4示出了根据本发明一种实施方式的缝隙封闭孔的结构分布示意图。

图5示出了根据本发明一种实施方式的混凝土底座板伸缩缝处引排水盲沟的剖面图。

具体实施方式

接下来参照附图具体描述本发明的采用特种化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法。

请参照图1，本发明的板式无砟轨道为crts-i型，轨道结构上部为预应力轨道板100、ca砂浆灌注层200、钢筋混凝土底座板300，下部为基床400，混凝土底座板300的两侧设有路肩表面混凝土封闭层500，相邻的混凝土底座板300之间存在有伸缩缝310。

作为一种非限制性实施方式，本发明的采用特种化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法如图2所示，首先，在步骤s1中，采用地质雷达对路基病害段的混凝土底座板进行探测，确定伸缩缝存在缝隙的目标混凝土底座板300。接着，在步骤s2中，分别向目标混凝土底座板与相邻两端的混凝土底座板之间的伸缩缝灌注化学浆以封闭目标混凝土底板的两端。最后，在步骤s3中，分别向目标混凝土底座板与两侧路肩混凝土封闭层之间的缝隙灌注化学浆以封闭目标混凝土底板的两侧。

作为一种非限制性实施方式，在灌注封闭相邻混凝土底座板300之间的伸缩缝时，请参照图3，首先在伸缩缝310位置的两侧中部横向水平钻孔至凸台处，从而形成水平钻孔320，在清除水平钻孔320上部的伸缩缝310位置中填充的纤维板和碎屑后，便开始向水平钻孔320的一侧灌注化学浆，然后再向水平钻孔320的另一侧继续灌注化学浆，直至整个伸缩缝310灌注饱满，从而封闭整个伸缩缝310。

作为另一种非限制性实施方式，如图4所示，在混凝土底座板300外侧约25cm处的路肩混凝土封闭层500上，沿着混凝土底座板300纵向每25cm斜向钻孔径约8cm的缝隙封闭孔510，斜度以40～50度为宜。在用角磨机、钢丝刷打磨清理污物及软弱层，并用高压风冲洗干净缝隙封闭孔510后，向缝隙封闭孔510中灌注化学浆，不仅可以封闭裂隙，防止日后水侵入基床400，而且还可以确保混凝土底座板300底部空间的密封。

在本发明中，化学浆的初凝时间5～10分钟，15分钟后即可达到灌胶强度要求。具体成分为包含：50～70重量份异氰酸酯、15～25重量份聚醚、3～15重量份增塑剂、1～5重量份泡沫稳定剂以及0.5～1.5重量份表面活性剂。其中，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4，-二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯；聚醚为二官能度或三官能度的低分子量聚醚多元醇，分子量为200～5000，羟基值为40～600mgkoh/g；增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二辛酯；泡沫稳定剂为聚烷烃硅甲烷；表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮或吐温8。

在封闭所有孔隙之后，需要增设引排水系统来排出基床400内残余的水。请参照图5，在目标混凝土底座板的两侧，于所述路肩混凝土封闭层500下开设排水槽700，在吊空区域严重处，可间隔1m便设置引排水盲沟，在引排水盲沟内放置pvc排水管710，pvc排水管710的管壁每隔5cm便进行交错打透水孔，并使用透水土工布包裹pvc排水管710。排水槽700内底部采用水泥砂浆720抹面，将排水槽700内填满中粗砂730，排水槽700顶部采用素混凝土740封闭。

对于经过本发明提供的采用特种化学浆处理混凝土底座板伸缩缝的施工方法处理后的轨道板，再经过基床填充注浆后的实验效果，首先，未处理的无砟轨道板的道心的波形比较杂乱，而处理后的无砟轨道板的道心的波形则很平顺，另外，未处理的无砟轨道板的轨道板测线存在空洞，而处理后的无砟轨道板的轨道板测线在灌浆后则填充饱满。

另外，对比施工前后的动检车波形图进行了对比，分析轨道检测的波形变化情况可以看出，注浆后轨道在列车动载作用下波形明显改善，施工后的区段上下行轨面高低有改善趋势，施工前轨面高低偏差较大处在施工后动检车检查峰值减小明显。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。此外所揭示的各种参数可以根据具体使用条件在本发明所公开的范围内适当选取。此外所揭示的各个施工步骤也可以根据具体使用条件适当地增减或调整顺序。