摘要：廣州地鐵四號線在國內(nèi)城市板式道床軌道施工中首次采用預(yù)制混凝土板式道床、ZH砂漿填充墊層工藝。根據(jù)四號線日常養(yǎng)護作業(yè)中出現(xiàn)的病害，本文從分析病害發(fā)生的原因入手提出對策，對現(xiàn)有的檢修提出完善意見，依據(jù)病害整治原則，制定病害整治方案，確保運營安全。

　　關(guān)鍵詞：板式道床病害 病害成因 對策 整治辦法

　　Abstract: Guangzhou subway line 4 is first to adopt concrete plate track bed, ZH mortar pad filling process. According to 4 lines daily maintenance work appears in the disease, this paper analyzes the cause of the disease occurs with countermeasures put forward, the existing proposed opinions perfect maintenance, according to the regulation principle disease, formulate disease treatment scheme to ensure safe operation.

　　Key Words: late track bed disease causes disease countermeasures to control

　　中圖分類號：U449.7 文獻標識碼：A 文章編號：

　　廣州地鐵四號線在高架線上采用板式軌道結(jié)構(gòu)，全長60.37km，線路狀況為最小曲線半徑為300 m、相應(yīng)超高設(shè)置120 mm。橋面鋪設(shè)32mm厚C50的ZH砂漿層，ZH砂漿層上鋪設(shè)200mm厚C40預(yù)制混凝土板式道床，ZH砂漿層兩側(cè)鋪設(shè)自粘防水卷材，上部為50~60mm厚纖維混凝土防水層,軌道板與橋梁面用4個抗剪銷連接，抗剪銷為鋼材質(zhì)，Φ30@260，其中深入到橋面以內(nèi)部分為20mm。近些年四號線存在板式道床裂縫等現(xiàn)象，較重的出現(xiàn)道床下部砂漿層與橋面結(jié)合位松脫，上部道床與襯邊混凝土結(jié)合位出現(xiàn)剝離。常見病害主要為抗剪銷被拔出、混凝土防水層與道床板開裂、支撐層(ZH砂漿層)裂損造成道床板與支撐層局部剝離等三種病害。

　　1、 板式道床病害形成的原因分析及對策：

　　1.1 受力因素分析

　　從力學受力分析，現(xiàn)階段板式道床有兩種主要的形式，分別為博格板式形式以及日本新干線A型板式。現(xiàn)有公開文獻上獲知A型板式道床開裂剝離情況較少，后者的板式軌道由由60 kg /m 鋼軌、彈性分開式扣件、軌道板、乳化瀝青水泥砂漿、混凝土凸形擋臺及混凝土底座等部分組成。兩者最大的不同為抵擋道床板縱向以及橫向位移的裝置分別為抗剪銷和凸型擋臺。引用高耀耀以及高增增的文章，兩種板式無碴軌道的力學對比分析：同等條件下，采用抗剪銷的博格板式軌道比采用擋臺的A型板式軌道承受了橫向力大了一倍。易造成支撐層(ZH砂漿層)橫向裂損，道床板與支撐層局部剝離，同時較大的橫向力也容易造成施工中有缺陷的抗剪銷失效(如鉆的抗剪銷孔不夠豎直或者插入抗剪銷時未能豎直插入，以及抗剪銷與砂漿的結(jié)合性不良)。抗剪銷的失效降低了板式道床抵抗橫向位移的能力，加重了道床板與支撐層的剝離程度。

　　對策：橫向道床阻力是保持軌道穩(wěn)定、防止無縫線路脹軌跑道的重要因素，運營期間已無法對現(xiàn)有板式道床的結(jié)構(gòu)進行更改，建議對抵抗橫向位移能力較差的板式道床適當增設(shè)抗剪銷數(shù)量，增加道床橫向力的能力。

　　1.2 板式道床結(jié)構(gòu)的影響

　　從結(jié)構(gòu)分析，板式道床中的支撐層為ZH砂漿，無配筋，在列車持續(xù)荷載沖擊振動下, 無配筋ZH砂漿結(jié)構(gòu)更易發(fā)生裂損破壞。

　　對策：施工中建議ZH砂漿層增加鋼纖維，在不影響灌注ZH砂漿的情況下，提高ZH砂漿層的整體性以及抗剪性。

　　1. 3施工工藝的影響

　　施工工藝流程：四號線板式道床施工中, 采用吊車布板、軌板聯(lián)調(diào)的工藝工法施工板式軌道，施工工藝：結(jié)構(gòu)移交、橋面清理→板式道床軌道基標測設(shè)→卸鋼軌、扣配件→道床板的預(yù)制、運輸及鋪設(shè)→→軌道位置調(diào)整→鉆設(shè)抗剪銷孔→關(guān)模→軌道位置檢查調(diào)整→灌注ZH砂漿。

　　該工藝為先鋪設(shè)道床板以及鋼軌定位完成后在從道床板頂部的2處漿孔灌注ZH砂漿。為了保證ZH砂漿的密實度，所采用的措施為在線路縱坡最高處緊靠道床板底板位置預(yù)留2個觀察孔，并在線路縱坡最低處緊靠橋面位置預(yù)留2個排水孔，通過觀察來確定。該措施易造成距灌注砂漿孔距離較遠的支撐層正中央以及四周砂漿密實度不足，在支撐層(ZH砂漿)易形成欠密實區(qū)域。

　　對策：增加灌漿孔數(shù)量，可以考慮關(guān)模時沿道床四周預(yù)留布設(shè)灌漿斜孔，斜向道床內(nèi)側(cè)，深至橋面板處，以降低支撐層內(nèi)空隙，提高密實度。

　　1. 4 施工質(zhì)量的影響

　　從施工過程分析，存在未能對下層橋面進行充分的鑿毛，浮渣去除、粉塵清除以及橋梁與道床板兩層結(jié)構(gòu)施工間隔時間較長，ZH砂漿未能充分保證流動性， ZH 砂漿強度未達到5MPa便拆除油頂和斜撐。

　　對策：充分鑿毛，并用高壓水槍清洗，清楚粉塵，嚴格執(zhí)行施工流程。

　　1. 5施工中鋼軌的伸長引起裂縫

　　在施工過程中， 先將鋼軌精確定位和扣件擰緊，然后灌注ZH砂漿，在白天作業(yè)時因為高架段陽光直射外界溫度比較高，鋼軌的溫度發(fā)生急劇升高，鋼軌伸長，此時ZH砂漿正處于初凝狀態(tài)無法抵抗這種變形應(yīng)力也可能導致內(nèi)部開裂。

　　對策：盡可能避免在高溫時間作業(yè)，對軌溫較高時采取措施適當降溫。

　　1. 6 鋼軌爬行帶動道床板縱向位移

　　在日常養(yǎng)護維修過程中，除溫度變化引起外，由于養(yǎng)護質(zhì)量不到位，鋼軌扣件扣壓力不足、軌底空吊、軌向軌道幾何尺寸不達標，在列車運行時車輪作用在鋼軌上鎖產(chǎn)生的縱向水平力引起軌道爬行，有時甚至帶動施工質(zhì)量較差的道床板一同移動。

　　對策：加強養(yǎng)護質(zhì)量，確保扣件扣壓力滿足要求，杜絕軌底空吊，及時整改軌向幾何尺寸不達標的情況。

　　1.7 水以及列車振動的影響

　　水是引起道床病害的重要因素，是造成翻漿冒泥和道床破損的重要因素，查閱資料，水在小于0.1mm的裂縫內(nèi)，仍然會有4-1.0秒的流速。諸如上述幾點因素造成道床板與支撐層(ZH砂漿)連接處、ZH砂漿層內(nèi)部產(chǎn)生不穩(wěn)定性，如果因為排水不暢等因素造成道床內(nèi)積水，在列車長期行駛動荷載作用下，道床上下振動形成抽吸現(xiàn)象，造成水災(zāi)空隙中反復沖刷，帶走了混凝土內(nèi)骨料以及ZH砂漿，使得空間逐漸剝離并且惡化，形成了更大的空隙，形成道床板內(nèi)部的病害，局部道床下部砂漿層與橋面結(jié)合位出現(xiàn)松脫造成移位。

　　對策：增強或者加強排水設(shè)施，發(fā)現(xiàn)裂縫及時處理。

　　引起板式道床病害的因素很多，不僅僅有施工上的，也有設(shè)計上的，同時也要加強于橋房專業(yè)的合作，橋梁基礎(chǔ)下沉、梁縫拉寬同樣會造成軌道板病害。加強橋梁檢測數(shù)據(jù)的共享，及時檢測橋梁基礎(chǔ)下沉，梁縫拉寬情況，確保設(shè)備狀態(tài)良好。

　　2、 板式道床預(yù)防措施及整改方案

　　現(xiàn)階段國內(nèi)地鐵檢修模式多以人工巡檢為主，普通的巡道工巡檢以及工班的日常保養(yǎng)對于僅是數(shù)毫米最多厘米級混凝土裂縫,靠人眼從外表上難以發(fā)現(xiàn)，更難發(fā)現(xiàn)道床內(nèi)部的不密實、裂損乃至空洞。

　　2.1 預(yù)防措施

　　為了保證板式道床的正常工作狀態(tài)，應(yīng)對板式道床進行定期檢查觀測，及早準確的檢測發(fā)現(xiàn)問題及時補修，需對現(xiàn)有維規(guī)進行補充細化、優(yōu)化。

　　1)檢查板式道床表面尤其是道床與襯邊混凝土結(jié)合位以及是否出現(xiàn)裂縫，記錄裂縫寬度、長度及形狀，并跟蹤記錄是否持續(xù)發(fā)展。寬度在0.5mm以下且無發(fā)展的，多為混凝土收縮或者溫度變化引起，一般不會形成病害，但是對板式道床整體性、防水性造成影響。

　　2)檢查道床有無拱起或者下沉現(xiàn)象，并跟蹤記錄是否有發(fā)展。變化量可通過扣件以及軌下膠墊進行調(diào)整(不超過規(guī)范要求)，未持續(xù)發(fā)展，一般不會造成影響。

　　3)檢查排水系統(tǒng)是否通暢，是否有淤塞，及時進行清理。

　　4)采用地質(zhì)雷達法進行年檢，檢測混凝土結(jié)構(gòu)層間裂隙、層內(nèi)不密實或空隙、各混凝土層的破損或破裂及鋼筋缺失和錯位此類病害(缺陷)。現(xiàn)廣州地鐵一號線等隧道結(jié)構(gòu)檢測中已多處采用了地址雷達法，檢測效果良好。建議試行按照3 km /h速度進行檢測，對不低于45cm深度范圍內(nèi)的病害進行檢測，識別道床板、軌道板內(nèi)諸如空隙、鋼筋、含水等病害，準確掌握板式道床狀況。檢測速度, 3 km /h。15 ns時窗, 主要考慮對45 cm 左右深度范圍內(nèi)病害的檢測, 能夠有限識別出道床板、軌道板內(nèi)諸如空隙、鋼筋、含水等病害。30 ns時窗, 主要考慮對1至5m 深度范圍內(nèi)病害的檢測, 能夠有效檢測出支撐層內(nèi)部、支撐層與級配碎石間的病害(缺陷)。

　　2.2 整治方案

　　四號線板式道床處于高架段，年降雨較多，需做好道床防水措施。根據(jù)板式道床的傷損情況，制定不同的病害整治方法，如表面涂膜法、灌漿加固處理法。

　　2.2.1 表面涂膜法

　　裂縫寬度在0.5mm以下的細微裂縫，采用防水涂料如環(huán)氧樹脂進行涂膜覆蓋，起到封閉裂縫和防水作用，防止裂縫進一步發(fā)展。裂縫寬度大于0.5mm時，沿著裂縫方向?qū)⒒炷�土鑿成U型槽，采用環(huán)氧樹脂補平，達到封閉裂縫的目的。該法僅對淺層裂縫有效果，無法深入到深層次內(nèi)。

　　2.2.2灌漿加固處理法

　　通過表面涂抹法無法處理的，以及采用地質(zhì)雷達法檢測出支撐層等內(nèi)部空隙甚至空洞等病害，采用灌漿加固處理法。該法已在四號線低涌~東涌上行ZDK40+090處樁號490、493部位道床得到應(yīng)用。采用灌漿加固處理法務(wù)必做好道床檢測措施，監(jiān)測工作分灌漿前、灌漿中、灌漿后三個過程進行，當監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)道床抬動變形量超過允許的變形范圍，則應(yīng)立即停止灌漿，并打開灌漿管卸壓，直至道床恢復正常。

　　結(jié)論： 本文分析了四號線板式道床裂縫等病害在設(shè)計、施工中存在的問題，由于運營后裂縫發(fā)展加上列車重復振動以及水的侵蝕，裂縫逐漸擴大形成病害。裂縫的存在降低了道床板的承載力，降低了板式道床整體的耐久性、抗?jié)B性，也影響到美觀和使用壽命，必須及時加以整治。本文提出了一些日常檢修的完善措施，并提出了一套病害整改的辦法。

　　參考文獻：

　　1、 王菁 廣州地鐵4號線板式軌道墊層ZH砂漿受力分析 鐵道標準設(shè)計 2007

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　　3、 高文虎 廣州地鐵4號線高架段板式道床鋪設(shè)應(yīng)用 鐵道標準設(shè)計 2007