石武水泥乳化沥青砂浆施工技术(技术创新)1

石武SWQZ-7标段无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工技术----------段福安、李进、刘英博概述石武客运专线（河南段）SWZQ-7标段CRTSII型板式无砟轨道工程是公司第一次进入我国高铁施工的核心领域－轨道工程的施工，是公司又一次向铁路领域施工的跨越。水泥乳化沥青砂浆作为CRTSII型板式无砟轨道的重要组成部分，该层结构施工的成败决定了整个无砟轨道系统的成败，其配置技术新、敏感性强、操作工艺复杂、质量要求高，施工难度大。为推动公司在无砟轨道技术上的进步，石武项目部结合SWZQ-7标段CRTSII型板式无砟轨道工程于2010年3月开展了“无砟轨道技术创新”活动。经过近8个月的技术创新攻关，初步建立了具有自主技术体系、适应我国高铁建设实际的板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆技术体系，实现了科研成果的工程化转化，积累了水泥乳化沥青施工的工程实施经验。现将成果向各位领导汇报如下：新旧施工工艺对比一、水泥乳化沥青砂浆的施工性能总结和施工配合比设计体系旧工艺：按照德国博格公司、或其它如京津城际、武广高铁等项目的既有施工经验进行施工性能总结和理论配合比设计。新工艺：2010年3月初通过与乳化沥青砂浆国家重点实验室-中南大学乳化沥青砂浆实验室及干粉料、乳化沥青原材料供应厂家安徽中铁、砂浆车生产厂家三一重工等单位在道下试验段及正线先导段的施工中不断进行试验总结，结合不同气温下水泥乳化沥青砂浆的施工效果和其施工性能，得出最优理论配合比和适应不同温度条件下的施工配合比体系。图1外方专家来我项目部交流图2中南大学邓德华教授等来我项目部正线先导段进行指导和经验交流新旧施工工艺对比灌注工艺摘图图3砂浆流动度试验图4砂浆扩展度试验图5砂浆含气量试验图6砂浆灌注试验新旧施工工艺对比图7道下试验直线图8道下试验曲线图9正线灌注直线图10正线灌注曲线采用设计后的砂浆配合比揭板后效果二、水泥乳化沥青砂浆的搅拌工艺旧工艺：采用砂浆车自有的搅拌程序,不强调加料顺序，匀速搅拌，搅拌出的成品砂浆气泡较多。新工艺：通过与中南大学乳化沥青砂浆实验室及干粉料、乳化沥青原材料供应厂家安徽中铁、砂浆车生产厂家三一重工等单位在道下试验段及正线先导段的施工中的总结得出改变加料顺序及控制搅拌速度来减少砂浆中的气泡含量及加强砂浆的匀质性。具体为：加料顺序：先加入乳化沥青和水，低速搅拌；再加入减水剂和消泡剂；随后加入干料。搅拌速度：低速搅拌时加入干料，搅拌器的转速以干料加入时干料粉末能立刻均匀分散到液体中，避免形成凝聚为宜。为避免干料不均匀的分散到液体中或沉淀到容器底部，提高搅拌器转速，但也不宜过高，以免引入过多的空气。干料全部加新旧施工工艺对比入并搅拌均匀后，将搅拌器的转速降到砂浆虽然还在动，但是空气不会被搅入砂浆的状态。新旧施工工艺对比图11未做改进时较为容易出现的砂浆不良搅拌状态图12改进工艺后良好的砂浆搅拌状态新旧施工工艺对比图13未做改进时较为容易出现的砂浆不良搅拌状态图14改进工艺后良好的砂浆搅拌状态三、水泥乳化沥青砂浆施工的润湿工艺旧工艺：采用旋转式喷头，分别从三个灌注孔的位置对板腔进行润湿。有局部位置润湿不到位，有局部位置容易发生积水现象。新工艺：采用高压水枪对板腔进行清洗和预湿，预湿后用土工布将积水擦除，，并及时用浸湿的土工布将灌注孔和观察孔覆盖严实，防止水份挥发。板腔润湿程度应使底座板面和轨道板底面吸水接近饱和且表面无积水。根据现场施工温度的不同确定板腔润湿时间，板腔润湿到位，效果明显。新旧施工工艺对比图15未作改进时的板腔润湿用旋转喷头图16未作改进时的板腔润新旧施工工艺对比图17未作改进时的板腔润湿效果图新旧施工工艺对比图18改进后的板腔润湿图18改进后的板腔润湿新旧施工工艺对比图19改进板腔润湿后良好的灌注效果四、水泥乳化沥青砂浆施工的封边工艺旧工艺：采用博格公司或京津城际相同的砂浆封边方法。在砂浆灌注完成后需将封边砂浆凿除，既浪费又容易对桥面造成污染，同时也容易发生封边砂浆侵入板腔的现象。新工艺：纵向采用带孔角钢配合无纺土工布进行封边，横向封边采用一定宽度的海面条扣压木楔块完成。此方法投入小并可以周转使用，立模完成后即可灌浆，节约施工时间，同时拆模后的观感好，也不易发生封边材料侵蚀板腔的现象。新旧施工工艺对比图20未改进时的砂浆封边效果图21未改进时的砂浆封边效果新旧施工工艺对比图22改进后的封边效果图23改进后的封边效果群众性技术创新参与度群众性技术创新参与度以上四条工艺革新项目为石武项目部所有参建职工，在道下试验段、正线先导段和日常的水泥乳化沥青砂浆灌注施工中，结合现场实际施工情况，发挥聪明才智，总结出的工艺革新和优化，其群众参与性高，并且已经在SWZQ-7标三个作业区63.7km的无砟轨道施工现场得到了全面的推广。同时以上四条工艺革新项目还被建设单位及咨询单位作为标准化施工项目在全线的无砟轨道施工中进行推广。推广情况及实施效果推广情况目前以上4条工艺革新以全面在石武项目SWZQ-7标三个作业区63.7km的无砟轨道施工现场得到了全面的推广。同时以上四条工艺革新项目还被建设单位及咨询单位作为标准化施工项目在全线的无砟轨道施工中进行推广。实施效果一、水泥乳化沥青砂浆的施工性能总结和施工配合比设计体系。根据与中南大学在全线14个无砟轨道参建单位进行了统计和调查，在没有进行水泥乳化沥青砂浆配合比体系优化前，劣质砂浆拌制频率为2%，优化后的劣质砂浆拌制频率基本可以杜绝，SWZQ-7标全线19000余块轨道板灌注任务，按照2%的频率，每块轨道板的砂浆灌注的材料费约为6000元进行计算，约可节约直接成本：19000块×2%×6000元/块=2280000元推广情况及实施效果二、水泥乳化沥青砂浆的搅拌工艺与砂浆车生产厂家三一重工、南方路基公司及乳化沥青及干粉料供应厂家安徽中铁共同在全线14个无砟轨道参建单位进行调查和统计，改进后的乳化沥青搅拌工艺，约可提高成品砂浆灌注成功率3%。按照SWZQ-7标19000余块板的施工任务来计算，约可节约直接成本：19000块×3%×6000元/块=3420000元三、水泥乳化沥青砂浆施工的润湿工艺与中南大学在其它参建单位及我标段道下试验段及正线先导段及日常施工中的统计，在改进润湿工艺后成品砂浆的合格率可以提高3.5%。按照SWZQ-7标19000余块板的施工任务来计算，约可节约直接成本：19000块×3.5%×6000元/块=3990000元推广情况及实施效果四、水泥乳化沥青砂浆施工的封边工艺如采用原工艺每榀梁约使用封边砂浆2.62方，按照目前价格每方封边砂浆的价格约为500元，SWZQ-7标共1879孔梁，约节约材料费用：2.62方/孔×500元/方×1879孔=2461490元同时在砂浆灌注完成后需将封边砂浆进行凿出、清理，据统计每榀梁约耗费人工费用约为300元，SWZQ-7标共1879孔梁，约节约人工费费用：300元/孔×1879孔=563700元共可节约直接成本：2461490元+563700元=3025190元故以上四条工艺革新合计可节约直接成本：3420000元+3990000元+2461490元+3025190元=12715190元项目应用前景近年随着我国高速铁路建设步入快车道，作为高铁核心技术领域的无砟轨道建设也进行了跨越式的发展。CRTSII型板式无砟轨道作为高铁无砟轨道中技术最为成熟、应用前景最为广阔的无砟轨道类型，在未来的高铁建设中必然会得到大面积的推广和应用，所以无砟轨道施工技术的人才储备更显得尤为重要。我国未来无砟轨道建设任务时间紧、任务重、加之水泥乳化沥青砂浆敏感性强，许多单位都没有成熟的经验，为了确保无砟轨道工程质量，进一步开拓公司在铁路施工领域的技术深度，石武项目在承建SWZQ-7标无砟轨道任务伊始，便组织成立了无砟轨道施工技术攻关小组，通过近8个月的技术攻关，不但取得了具有自主技术体系的技术成果和工艺革新，更为公司储备了一定数量了无砟轨道技术人才，为公司下步在高铁施工领域的大发展打下坚实的基础。谢谢各位领导一直以来对石武项目的关心和支持！