RH―118型螺旋道釘錨固劑施工新工藝

1、RH118型螺旋道釘錨固劑施工新工藝摘要：文章針對目前鐵路施工中硫磺錨固存在的抗拔 力不高、需熬制、施工前準備工作比較繁瑣、不安全環(huán)保等 問題，選擇螺旋道釘錨固劑 RH-1 1 8在侯馬北工務段侯月線 29.9530.75km等地點進行錨固施工，施工后進行的跟蹤測 試證實螺旋道釘錨固劑具有早期強度高、抗拔力強、絕緣性 能符合標準的優(yōu)點。關(guān)鍵詞： RH-1 1 8型；螺旋道釘；錨固劑；施工新技術(shù)；鐵路施工 文獻標識碼： A中圖分類號： U213 文章編號： 1009-2374（2016）18-0091-03 DOI：目前，國內(nèi)鐵路混凝土軌枕螺旋道釘?shù)腻^固一般采用硫磺水泥錨固劑。它是由硫磺、水泥、

2、砂以及石蠟經(jīng)過高溫熬 制而成，具有價格便宜、固化速度極快等特點。但在長期的 使用過程中，它也逐步暴露出污染大、操作不方便、抗拔力 有限（一般抗拔力小于 70kN）等缺陷，有的國家甚至因為環(huán) 保原因禁止其使用。不僅如此，硫磺水泥錨固劑經(jīng)過高溫熬 制后直接使用，大量的熱能瞬間積聚于軌枕預留孔內(nèi)而難以 擴散，由此導致其內(nèi)表面產(chǎn)生大量的微裂紋，從而增大了拉 拔螺栓時軌枕混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞的可能。而且硫磺會在空 氣中氧化生成硫酸，這會對道釘和錨固界面產(chǎn)生腐蝕，嚴重 時甚至在列車荷載作用下發(fā)生道釘斷裂，影響行車安全。此 外，硫磺水泥錨固劑在冷卻固化時會有收縮，造成錨固力不 強等問題，特別是對搶修時水鉆鉆出

3、的光滑內(nèi)表面孔洞的錨 固效果很差。近年來， 樹脂類的錨固劑也開始見諸報道， 如環(huán)氧樹脂、 聚氨酯樹脂等。這類錨固劑固化快、錨固力強，但對界面潔 凈度要求很高。搶修時一般會使用水鉆等工具進行鉆孔操作， 會在所鉆出來的孔中殘留有大量水泥漿和積水，即使馬上進 行清孔操作，也很難達到樹脂類的錨固劑對黏接界面要求的 潔凈度和潤濕度。另外，這類材料的價格昂貴，難以大面積 推廣使用。針對硫磺水泥錨固劑和樹脂類錨固劑在實際應用中存 在的問題，水泥基錨固劑開始成為新的研究方向。其綜合了 硫磺錨固劑和樹脂類錨固劑的優(yōu)點，如價格低、無污染、施 工便捷、對界面要求較低等。但是其固化速度太慢，一般要 1 天以上才能固化

4、并有一定強度，這對鐵路施工十分不利， 特別是不能滿足高速鐵路在日常維護中須搶修施工的需求。據(jù)測算，高速鐵路每天維修和搶修的時間窗口只有區(qū)區(qū) 5h 左右， 而后就要開放交通。 而分攤到錨固操作的時間往往 只有 2h 左右，一般水泥類材料根本來不及固化并達到螺旋 道釘錨固時抗拔強度大于 60kN 的要求。除此之外，水泥基錨固劑一般還存在絕緣性不好的問題。這會導致聯(lián)絡(luò)信號減 弱或丟失，從而影響鐵路的安全運營。RH-118型螺旋道釘錨固劑是在對以上幾種錨固劑進行 全面綜合評估比較的基礎(chǔ)上，開發(fā)的一種價格低廉、節(jié)能環(huán) 保、對界面要求較低且施工便捷、 固化速度快、 初期強度高、 后期強度不倒縮的水泥基錨固

5、劑。 RH-118型螺旋道釘錨固劑 早期強度高，抗拔力強，增加多種絕緣成分，絕緣性能高， 潮濕電阻達到3M Q以上，錨固后道釘之間的電阻達到 5M Q 以上，遠高于標準要求的 0.12M Q。目前已在侯馬北工務段、 原平站南京地鐵、大西線、宿淮線、鶴壁工務段試用，效果 很好，深受現(xiàn)場歡迎。1 施工概況本項目于 2013 年 4 月 26 日應用于侯月線 29.95 公里處 至侯月線 30.75 公里處的軌枕螺旋道釘錨固施工，共計錨固 了 800m 線路， 總計錨固了 1340 根軌枕。 施工較硫磺錨固安 全、便捷，施工進度明顯快于硫磺錨固，施工人員更愿意使 用螺旋道釘錨固劑進行錨固施工。2 施

6、工方法(1)地施工一般采用正錨施工法，其流程：散枕堵 孔-灌漿-插釘-修理釘孔面；(2)錨固前，將砼枕預留孔內(nèi)雜物清理干凈，螺旋道釘上的附著物也應清理干凈并干燥；( 3)預留孔底部應封堵嚴實，以防漏漿，錨固漿由枕面倒入后，應立即將螺旋道釘左右旋轉(zhuǎn)緩慢垂直插入定位，灌漿時預留孔不易過滿，以免漿液溢出過多，造成浪費；（ 4）錨固漿面應與承軌槽面平齊，溢出的應在凝固后鏟平整齊，并 回收余料；（5）錨固好的螺旋道釘應垂直于承軌槽面，歪斜 不得大于 2°；（ 6）螺旋道釘軸線應與預留孔軸線重合，偏 差不得大于2mm； （7）道釘圓臺底應高出承軌槽面 02mm , 螺旋道釘?shù)目拱瘟Σ坏眯∮?60

7、kN。拌合 漿料灌入 固化圖13 注意事項RH-118 型道釘錨固劑是以干粉料形式包裝的砂漿，采用25kg 密封紙袋進行包裝。使用時，只需加凈水拌合均勻后， 直接灌入軌枕孔洞中，然后旋入道釘即可。3.1 在現(xiàn)場攪拌施工中應注意3.1.1 為保證最佳使用效果， 適宜水灰比為 0.125 0.15。 即使用時，每袋錨固劑需加 3.125 3.75kg 凈水進行攪拌。 采用機械攪拌時，建議加水3.125kg;現(xiàn)場手工攪拌時，則建 議加水 3.75kg。3.1.2 攪拌時間不宜過長，控制在 10min 以內(nèi)，此時錨 固劑的施工性和錨固效果均處于最佳值。3.1.3 每個軌枕孔洞，錨固劑的建議用量為400

8、500g，以達到錨固要求為準，可根據(jù)具體情況對用量進行調(diào)整嚴禁使用未拌合均勻或處于初凝狀態(tài)下的錨固劑； 配制好的砂漿應在 20min 內(nèi)施工完畢；錨固過程中保證道釘 與軌枕孔壁之間填充密實；保證正確的水灰比，避免過干或 過稀。3.2 跟蹤監(jiān)測3.2.1 查看道釘是否松動，與線路上硫磺錨固的情況進 行對比。3.2.2 跟蹤線路信號是否正常，是否有信號減弱或丟失， 間接檢查線路的絕緣性。3.2.3 測試現(xiàn)場道釘?shù)目拱螐姸龋c現(xiàn)場抽查的硫磺錨 固道釘?shù)目拱螐姸冗M行對比。3.2.4 收集錨固后線路運行中的總過車量和總貨運量數(shù) 據(jù)，計算每單位貨運量的道釘損壞量，并與以前硫磺錨固的 數(shù)據(jù)進行對比。 重點檢

9、查彎道，坡道等易損壞 地段的道釘松動、損壞情況。檢查線路上的道釘有無在使用后偏離中心的現(xiàn)象， 但要注意排除錨固操作時的固定不準的情況。4 施工工藝4.1 工藝流程工藝流程如圖 2 所示：4.2 施工步驟 硫磺錨固劑的施工直接影響混凝土軌枕錨固的質(zhì)量，分為硫磺錨固漿熬制和螺旋道釘?shù)腻^固兩步來進行。4.2.1 硫磺錨固漿熬制。 （ 1）砂子過篩及計量：所用砂 子必須過篩，粒徑控制在 2mm 內(nèi)，同時根據(jù)已選定的配合 比計量；（ 2）烤砂：將砂子倒入硫磺熬漿鍋爐后，對砂子加 熱（直到砂子溫度達到 100C120C）,在加熱的同時，硫 磺熬漿鍋爐旋轉(zhuǎn)，要保證砂子受熱均勻；（ 3）加入水泥：當砂子溫度達

10、到100C120C時，將已計量好的水泥倒入硫磺 熬漿鍋爐攪拌并繼續(xù)加熱到130C； （4）加入硫磺和石蠟：當攪拌料達到130 C后，同時將已計量好的硫磺和石蠟倒入 硫磺熬漿鍋爐攪拌，隨著溫度的升高，硫磺和石蠟也不斷融 化，當溫度達到160 C170 C后，硫磺漿由稀變稠成液膠狀， 即可將其倒入軌枕螺栓孔進行錨固操作；（ 5）把已熬制好的硫磺錨固漿倒入保溫鍋內(nèi)，保溫鍋必須保持加溫，以保證硫 磺錨固漿溫度維持在 160C180C，方便施工。4.2.2 螺旋道釘?shù)腻^固。 （ 1）錨固前，軌枕預留孔內(nèi)雜 物和螺旋道釘上黏附物應清除干凈。螺旋道釘應干燥，其溫 度宜保持0 C以上；（2）錨固方法宜采用反錨

11、，螺旋道釘用 模具定位。錨固漿從枕底注入孔內(nèi)，凝固后翻正脫模。正錨 時，預留孔底部應堵塞緊密，嚴防漏漿，錨固漿從枕面注入 孔內(nèi)后，螺旋道釘應立即左右旋轉(zhuǎn)緩慢垂直插入定位。硫磺 水泥錨固漿注入孔內(nèi)時的溫度不得低于130 C,并應防止離析，一孔一次灌完。灌漿深度應比螺旋道釘插入孔內(nèi)的長度大 20mm 。錨固漿頂面應與承軌槽面齊平，溢出的殘渣凝固 后應鏟除整平； （3）螺旋道釘應與承軌槽面垂直，歪斜不得 大于 2°。道釘中線與承軌槽面的交點，偏離預留孔中心不 得大于 2mm ，道釘圓臺底應高出承軌槽面， 但不得大于 2mm 螺旋道釘?shù)目拱瘟Σ坏眯∮?0kN。5 施工進度5.1 施工情況侯月

12、線施工共錨固了800m，參與施工人數(shù)7人，錨固時間15h,錨固軌枕1340根，每人每天可以錨固軌枕102根；用去錨固劑 2.2 噸，平均每根軌枕錨固劑用量是1.7kg。5.2 錨固劑用量測算對 RH-118 型錨固劑的使用情況進行了統(tǒng)計，統(tǒng)計情況 見表 2：由表 2 中的數(shù)據(jù)可知，計算損耗在內(nèi)，平均錨固一根軌 枕需要消耗 1.70kg HG-1 錨固劑，即每個孔洞需要 425g。5.3 RH-118 型錨固劑與硫磺水泥施工進度比較 采用該錨固劑進行現(xiàn)場錨固操作，其施工進度與硫磺水 泥對比情況見表 3：6 錨固施工后現(xiàn)場性能測試6.1 抗拔力檢測測試現(xiàn)場，對 RH-1 1 8錨固劑使用 1h、1

13、 天、3天、1 個 月后道釘?shù)目拱瘟M行了隨機抽檢。每組抽檢 7 個，對硫磺水泥錨固的抗拔力也進行了隨機抽檢，抽檢情況如表4、表5 所示：隨機抽檢結(jié)果表明，采用 RH-118 錨固螺旋道釘后道釘 抗拔力很高， 1h 抗拔力超過 70kN，1 天抗拔強度達到 90kN 以上， 3 天抗拔強度超過 100kN，1 個月抗拔力達到 150kN， 遠大于硫磺錨固道釘?shù)目拱瘟?。更重要的是，這反映出RH-118錨固劑的強度在逐漸增大，并沒有出現(xiàn)倒縮。6.2 傳輸信號監(jiān)測 線路傳輸信號正常，沒有信號減弱或丟失，表明用錨固 劑新工藝施工的軌枕絕緣性正常，符合使用要求。6.3 道釘偏離中心及損壞情況統(tǒng)計從表6中

14、可以看出，使用錨固劑RH-118,在荷載的作用 下不會發(fā)生道釘偏離中心或損壞情況，優(yōu)于硫磺水泥錨固劑。7 效果 螺旋道釘砂漿錨固劑克服了傳統(tǒng)硫磺水泥錨固劑抗拉 拔力有限，后期強度發(fā)生倒縮的問題，特別是使用后絕緣性 能良好。根據(jù)侯月線測試結(jié)果，本項目所開發(fā)的錨固劑 1h 抗拔強度超過 70kN， 1 天抗拔強度達到 90kN 以上， 3 天抗 拔強度超過100kN，1個月抗拔強度達到150kN。而硫磺水 泥錨固道釘?shù)目拱螐姸纫话悴怀^70kN，后期強度更是只有5070kN不等。由此表明，采用該錨固劑錨固的道釘，其抗拔強度遠遠高于硫磺水泥錨固，且強度不倒縮。解決了一般 水泥基錨固劑存在的絕緣性差的

15、問題，為水泥基錨固劑的發(fā) 展、應用和推廣奠定了良好的基礎(chǔ)。超快超強道釘錨固劑由 水泥基錨固劑發(fā)展而來，從根本上避免了傳統(tǒng)硫磺水泥錨固 的諸多不足之處。螺旋道釘砂漿錨固劑為一種超早強、微膨 脹的有機和無機復合錨固砂漿，具有抗拔力強、絕緣性好、 安全環(huán)保等優(yōu)點。加水拌合即可使用，操作簡單，施工方便 快捷。經(jīng)侯月線上行 K29.95K30.95試鋪表明，軌枕道釘錨 固牢固，未出現(xiàn)松動或損壞；扣件絕緣性能正常，符合使用 要求。成果達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，并通過太原鐵路局技術(shù)鑒 定。進一步跟蹤觀測使用情況，積累經(jīng)驗，逐步推廣使用。8 現(xiàn)場應用情況RH-118水泥砂漿道釘錨固劑替代傳統(tǒng)熬制出的硫磺砂漿錨固劑進

16、行軌枕錨固，取得了以下現(xiàn)場經(jīng)驗：8.1 此法操作安全 用此新材料、新工藝錨固，消除了提前 2h 支鍋點火熬 制硫磺砂漿，消除了因為硫磺受潮或攪拌不均勻而帶來的炸 鍋危險，消除了熬制硫磺砂漿時刺鼻嗆人的硫磺煙熏味對人 體的傷害，消除了硫磺砂漿出鍋時150 C的高溫對人體灼傷的威脅。8.2 此工藝流程操作快捷、簡單 工人只需按照如下步驟來進行即可：首先，嚴格按既定 的水灰配合比反復攪拌均勻；其次，人工將砂漿塞入螺栓孔插入立螺栓；最后，清除掉立螺桿周圍多余的砂漿，以防其 凝固后不易清除。8.3 該工藝效果良好砂漿在1015min完全凝固，經(jīng)現(xiàn)場測定，強度達到甚 至超過用硫磺砂漿錨固出的效果。9 不足之處9.1 凝固時間比用硫磺砂漿慢 凝固時間比用硫磺砂漿慢，立螺栓易傾斜，而硫磺砂漿一般 2min 內(nèi)就完全凝固，此道釘錨固劑則需要10 15min利用錨固支架進一步解決該問題。9.2 攪拌后剩余的料及錨固時剃下的料不能二次重復使用攪拌后剩余的料及錨固時剃下的料不能二次重復使用， 只能作廢， 而硫磺錨固劑可以再次熬制使用。 鑒于該種情況， 應加強施工工藝質(zhì)量的進一步控制，提高用料數(shù)量的準確性， 減少浪費。10 結(jié)語RH-118型錨固劑錨固后道釘抗拔力高、后期強度不倒縮、絕緣性能優(yōu)、質(zhì)量穩(wěn)定、施工便捷、安全環(huán)保，為鐵路混