中铁一局集团新运工程有限公司 陕西咸阳 712000
摘要：在全国地铁建设日新月异，我国地域广泛，且地质复杂，聚氨酯固化宽枕板道床就是一种应用于地质断层的兼顾有砟轨道起道方便以及无砟轨道运营维修量少等优点的一种特殊轨道形式，在乌鲁木齐地铁一号线作为科研项目首次在地铁轨道工程中应用，其核心技术为道床碎石道砟的聚氨酯固化技术，此技术直接关系到轨道最后的质量以及列车运行的平顺性、稳定性。
关键词：地下线聚氨酯固化
1工程特点及难点
聚氨酯固化道床在具有道砟胶固化道床保持轨道几何形位能力强、极大降低有砟道床养护维修工作量的同时，还具有良好的弹性，且当线路出现或其他病害导致基础沉降、上拱或出现较大位移量时，轨道结构可以快速、便捷修复。
乌鲁木齐城市轨道交通1号线穿越瞬时空间大变形的活动断层区域为国内地铁工程尚属首次，无规范、规程可循，也没有相关工程实例和经验可供借鉴。而且作为聚氨酯固化道床技术最为关键的环节就是聚氨酯的固化，如操作不当，直接严重影响轨道质量。
2工艺原理、施工工艺流程及操作要点
道床施工完毕后，通过在道砟之间注入两种胶体，胶体相互发泡反应，形成聚氨酯聚合物，聚合物将道砟充分的粘结稳定固化形成具有一定的强度稳定性的整体。现场通过工艺性试验参数测试、胶体储存、洞内运输、注胶、保压、轨道监控量测等环节，完成注胶固化施工。
3现场聚氨酯固化施工技术
（1）注胶材料准备
胶体材料储存：在铺轨基地采用设立现场储料棚的形式保存聚氨酯材料。储料棚可采用电暖气加热保温的方法，温度控制在15—20度。另外根据需要加设保温棉被等辅助手段，以利于聚氨酯材料的保护。
催化剂与清洗剂可与聚氨酯材料存放在一个储料棚里，但需要分开存放，并做好隔离及防火措施。
柴油因其易爆等缺陷，由当地加油站提供，本场站不设柴油保存空间。基地利用现有活动板房建立保温棚，聚氨酯材料采用保温棚内安置电暖气措施保温，同时加盖保温棉被进一步控制温度。安排人员定时检查保温棚温度及材料温度，保证材料温度状态正常。
基地保温棚总面积应不小于200m2，能满足同时存放40吨材料的堆放。
（2）胶体冬季运输保温措施
材料运输距离较远且受北方冬季影响，聚氨酯及其他材料在运输过程中需要考虑保温问题。材料以桶装为主要保存方法，因此可采用保温车运输的方式。施工现场的保温则由聚氨酯浇注设备的储料系统完成，该系统配备保温设备。
（3）道床预热烘干
轨道几何尺寸满足碎石道床验收标准后方开始进行浇注施工。浇注之前要对以下材料性能进行检测，数据合格后方可投入使用。
采用专用的烘干除湿系统进行道床烘干和除湿操作，达到聚氨酯浇注所需要的干燥程度。烘干作业目的是使道床上下表面达到干燥状态，且其内部湿度低于30%。为了确保道床的烘干效果，采取烘干前检测、烘干后检验的技术措施。
（4）浇注工艺流程
采用在轨道车上加配重材料的方式进行保压（配重需保证每处轴重达到3t，保压时间30分钟含浇注时间）达到聚氨酯固化所需要的保压压力，严格按工艺试验确定的配比、浇注体量、浇注时间、保压压力等参数进行浇注。
（5）注胶前准备
施工前的准备工作包括固化效果检验、设备运行情况检查、固化材料性能调试、扒砟并设置导流槽、浇注工艺确定等。
①设备运行情况检查。每天浇注前，检查浇注设备移动定位是否准确，确认准确定位后方可进行浇注。
②固化材料性能调试。每天浇注前，对材料的温度进行控制，并取样进行固化材料的起发时间、表干时间、密度等性能测试，合格后方可进行浇注施工。
③扒砟及设置导流槽。每天浇注前，需将表层道砟扒至轨道板底。利用钢钎打孔方式设置浇注导流槽。
④浇注工艺确定。对已固结的道床进行开挖检验（有条件的情况下），检查道床的固化深度、截面尺寸、充盈效果，以及时调整改进、确定浇注工艺。
质量控制要点：浇注工艺确定。
⑤浇注孔清理。浇注孔在进行浇注前应及时清孔，并去除底部的泡沫板，防止碎石渣或者其他污染物影响浇注质量(见图6.3.2-2)。
浇注孔注胶
（6）浇注作业
浇注作业主要包括设备检查、材料添加、原材料高压循环、浇注、清理浇注头等工序。
①浇注前轨面原始测量
浇注前需用电子水准仪完成原始轨面标高的实测，记录详细、齐全，为后续的轨面是否上浮做评定依据。
②现场参数确定：检查确认储料罐内原材料充足，原材料温度、混合压力、混合比例等各项参数设定至符合施工要求状态，各管路无泄漏，机构运行正常；其次，将小型浇注设备移动到浇注工位，将浇注头复位回到原点；接着，启动按钮对原材料进行内部循环，将原材料加热到设定温度，输入浇注点控制参数，然后，将旋钮打到自动位置，启动按钮，按照浇注顺序开始自动浇注，浇注完毕后及时清理浇注头上的残留液体，并将浇注小型浇注设备移动至下一工位，准备下一工位浇注。
③点位确定：由于乌鲁木齐地铁聚氨酯固化道床设计为全断面浇注，结合聚氨酯固化材料的单点扩展形态。考虑轨道板的实际尺寸，预实现全断面浇注，除了在轨道板上4个注浆孔进行注浆外，在轨道板四周还需设置32个浇注点，且外侧浇注点对应道床也要设置导流槽。固化道床浇注工点位置如图6.3.2-5所示，浇注时按照先中间再周围浇注的原则进行浇注，中间浇注点按照①②③④的顺序浇注，周围浇注点也按照浇注顺序进行浇注，周围浇注点按照半包围形式进行浇注，另外一边在相邻板进行浇注时再进行浇注。浇注点位及浇注量需经现场试验确定和修正。曲线地段应根据不同超高值，对各孔位浇注量进行调整。
固化道床浇注工点位置及顺序
④各点位浇注量、时间确定
其中点位1、2浇注时间控制在70±5；点位3、4浇注时间控制在45±5；点位5—28浇注时间控制在15±1；点位29—36浇注时间控制在5±2；
整板总浇注时间控制在606±20（秒）；整板总浇胶体总量控制在162±5kg。
铺设宽枕板前，在对应板上四个浇注孔位置处的表层碎石上设置四个导流槽，直径约12cm，深度为面砟带厚度。导流槽内的道砟或碎泡沫板必须清除干净，以免影响浇注效果。
⑤轨道保压措施
除了浇注车辆本身的重量具有一定的保压作用，还需制作保压轨道小车，小车上可以通过增加承载物确保保压重量，保压小车配重后荷载不小于轴重2吨，保压轨道小车在浇注车辆前方5米左右位置，确保浇注板块不会发生上浮现象。
⑥浇注顺序
为了减小浇注过程中胶体反应产生的膨胀内力，对整板浇注采用分部位浇注，分别是先浇注前后板缝道砟，之后完成两侧浇注孔浇注，再完成中间两个浇注孔浇注，最后完成板左右两侧道砟浇注固化，实践证明方法得当，八大浇注固化未发生轨面上浮现象。
⑦浇注后沉降观测
在道砟槽一侧埋设观测桩，并在对称的钢轨下方宽枕板上做好标记点，安排专人每天进行观测记录，连续观测一周。
4结束语
聚氨酯固化宽枕板道床作为一种应对地铁地质断层的新型轨道形式，其核心技术在于聚氨酯固化后，如何控制轨面的稳定性，文章阐述了如何控制注胶发泡反应过程中轨道在胶体膨胀内力作用下仍然保持轨道稳定性，不发生轨道上浮或是不均匀沉降的问题，本文提出了详细且有针对性的的说明，使得工程质量易于控制，在地铁地质断层段的轨道设计、施工中具有较大推广价值，可为类似工程提供参考依据。
贺建锋（1978），男，工程师，中铁一局集团新运工程有限公司，2015年07月毕业于西安交通大学，工学学士。
论文作者:贺建锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/15
标签：聚氨酯论文; 轨道论文; 材料论文; 胶体论文; 时间论文; 地铁论文; 断层论文; 《防护工程》2018年第30期论文;