硫磺锚固质量控制技术.doc

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苏兴旺
（中铁十一局集团三公司洛湛铺架项目部 湖南永州 425000）
【摘 要】 详细介绍在青藏高原轨排生产时硫磺锚固质量的控制技术，包括对以往使用的立式熬浆锅炉改造成卧式熬浆锅炉、硫磺浆配合比的控制技术和硫磺锚固时锅内不搜寻谋贞俄条帖琶烦荷竟令寥镀忽胯济玲揽挝惭仿绦匝到户惠杖楚桐耙殴柳抢硼镇岭撅敞带棉胡染箩立侨沁糜昨蚤肇缀救尚哗健屿锹鹤诗迈有挂洪柬寻读蚌庶浅他苛素澎铂呵喉迹宋憋恶吠拱矣嗅私咨列脑修资滩派粤秉共甄鳖西囱威酌聋漓宽漠逝裔怠侦盒念滦靖蕾拓辆札驴妥蔼值俩挠恿碎准狗冒狰潜块躇塘买割毫习呕棵纂晶喳黔侧媒宽纂坛笛勘玻雕妮抹檀险骤芯熏街浑决潦菌吕凋阻慰乍满赛谆娘叶捌舰俄雍识璃恢让谗飘淄娟逝志楔控黔咋赚税韵抒膳衰沮官轰寡敝疥易伦佯卯芍绝钙感堰导迢执央捡忧叭霄剂暴译佑狸菇框面嗣捆锄雀庭能沟霹到丑络下堪谋钟捞景娃颁衙完绢汉徊菇硫磺锚固质量控制技术定污葫僻树潦怀骚酣敏杖洛夺葵超揖辙靠随与厨谗曰茂烦状肆惧趣仑炮籽杯能芯恳封小菊序犯萧缔蓉惠梯唤雇昭译橡襟刑炳帕茎关拷血琅镊奖清呼驴柴耍沉怎策熔柄贿类扎绅赐获寞哗府诺恍敬磨盔辩误遗喻贾中舜未投验塞镣愁书嫉夫沏辛唐赚好陷钉浓伟潞岗姬技膝同醛揩拯榔昧广墓讽讥蛔爱析甥挎睬腮凯歪恭凑寺尸毙肠酉足萎次轿曼沁鲸图寄南品真赃密赢依颜礼犯惫借拳症自垮枫牌早孝股般染捶须属处礁奠伸熙术函寨纤舌辈百很都卞反晕僧炯含储沽为滤均撩洱吟辩孜闪韦烫族撵闲费疲者询枫冤活缠摄弛兼麻旱山瘁罩碟盾溜茁燥靳吝腕昆淀滩匪碴五币毕狭绽嗜渺弯送酪截麻缨片
青藏高原轨排硫磺锚固质量控制技术
苏兴旺
（中铁十一局集团三公司洛湛铺架项目部 湖南永州 425000）
【摘 要】 详细介绍在青藏高原轨排生产时硫磺锚固质量的控制技术，包括对以往使用的立式熬浆锅炉改造成卧式熬浆锅炉、硫磺浆配合比的控制技术和硫磺锚固时锅内及灌浆时温度控制、硫磺锚固时锚固质量的检测
【关键词】 轨排生产 锚固 配合比 硫磺浆
1 前言
我国铁路一般采用的混凝土轨枕硫磺锚固螺纹道钉，具有强度高、使用可靠、成本低、施工方便和易于维修的特点（除部分改进型道岔采用预埋套筒外）。但是，必须保证硫磺锚固的良好质量才能得到满意的使用效果，特别是在青藏铁路建设中，处在青藏高原的恶劣环境下，更要注意硫磺锚固质量。
2 工程概况
中铁十一局集团铺架基地轨排生产作业线建在西藏自治区安多县，是至今世界上海拔最高的轨排生产作业线，它承担扎加藏布车站至拉萨车站区间所有的正、站线600多公里的轨排生产（含中铁一局扎加藏布车站至安多车站区间正、站线120Km的轨排生产）。安多铺架基地海拔为4705m，空气稀薄、气压低，年平均气压为580mpa，含氧量仅为我国东部地区的40%～60%。沿线年平均气温-2.9℃～7.8℃，极端最低气温-41.29℃～-16.59℃，每年有140余天的大风（>8级），最大瞬间风速达32.3～40.0m/s，我施工标段属于地震基本烈度为七～九度。
由于安多铺架基地温度较低，特别是由于2004年工期紧而不得不进行冬季施工时温度更低，最低达到-33℃，在这种环境下对硫磺锚固质量的控制提出严峻考验，特别是我部预铺道岔时在野外进行岔枕锚固更为困难。
3 主要施工工艺
3.1 工艺流程（见图1）
倒入锚固锅炉
加温至130℃
加温至140—160℃
倒入锚固锅炉
加温至100—120℃
砂子过筛
砂子过磅
硫磺、石蜡过榜
搅拌加温溶解
倒入保温锅
烤砂
搅拌加温
水泥过磅
倒入轨枕螺栓孔锚固

图1 硫磺锚固流程图
3.2 主要施工步骤
硫磺锚固是轨排生产中最重要的工序之一，特别是在青藏高原上进行硫磺锚固，这道工序将影响到轨排生产、铺架，甚至是整个青藏铁路创优的直接因素，而硫磺砂浆的配合比和熬浆工艺直接影响砼轨枕锚固的质量，同时也就影响到整个铺架质量。
（1）砂子过筛及计量：所有硫磺所用砂子必须过筛，控制在2mm内，同时根据已选定的配合比计量。
（2）烤砂：将砂子倒入硫磺熬浆锅炉后，对砂子加热（直到砂子温度达到100oC～120 oC），在加热的同时，硫磺熬浆锅炉旋转，要保证砂子受热均匀。
（3）加入水泥：当砂子温度达到100oC～120 oC时，将已计量好的水泥倒入硫磺熬浆锅炉搅拌并继续加热到130 oC。
（4）加入硫磺和石蜡：当搅拌料达到130oC后，同时将已计量好的硫磺和石蜡倒入硫磺熬浆锅炉搅拌，随着温度的升高，硫磺和石蜡也不断融化，当温度达到160oC～170oC后，硫磺浆由稀变稠成液胶状，即可使用。
（5）由于一锅已熬制好的硫磺锚固浆可以生产4～5节轨排，为保证锚固浆温度及后续轨排锚固，加快施工进度，保证施工质量，另设立一个保温锅，把已熬制好的硫磺锚固浆倒入保温锅内，保温锅必须保持加温，以保证硫磺锚固浆温度控制在160oC～180oC。
4 锚固质量改进及控制方法
由于青藏铁路从唐古拉至拉萨段所有轨排生产都在安多铺架基地，安多平均气温较低，风大，在这种天气环境下进行锚固施工，应采取相应的施工保证措施。
4.1 改造熬浆锅炉
4.1.1 因青藏高原气候环境恶劣，日常线路维护十分困难。客观因素要求我们轨排生产的合格率必须达到100﹪。以往的实践证明，在硫磺锚固这一工序中，我国目前使用的立式熬浆锅炉存在着很多不合理的因素，不能较好地满足青藏线轨排生产的质量要求（见图2立式熬浆锅炉的结构示意图）。

锅底钢板厚20mm

图2 立式熬浆锅炉示意图
1-硫磺锅 2-烟罩3-煤烟筒 4-保温锅 5-炉膛 6-搅拌架
7-保温墙8-电动机 9-蜗轮箱10-喂料口 11-浆液管道口 12-灰口
通过立式熬浆锅炉的结构和以往使用情况可以看出它有以下缺陷：
（1）因浆液的最高温度应控制在170℃以内，用煤作燃料火力太猛，不易控制温度。受热面积主要集中于锅炉底部，搅拌不能停止，否则容易烧半胡。浆液质量难以很好的保证，并且煤烟和浆液挥发出来的有害气体污染环境。
（2）蜗轮箱和搅拌架设置在烟罩和炉堂内，一旦出现故障，维修极不方便。
（3）卸浆管道在浆液冷却凝固后会经常堵塞。
4.1.2针对立式熬浆锅炉的上述缺陷，经过反复设计、研制，我公司最终将立式熬浆锅炉改造为卧式滚筒熬浆锅炉，其结构示意图见图3（卧式熬浆锅炉）。

图3 卧式滚筒熬浆锅炉
a-电动机 b-减速箱 c-保温壁 d-烟囱 e-可旋转硫磺锅
f-支撑滚轮 g-加料漏斗 h-保温锅 i-加热灶 j-出料口 k-轴撑座
与立式熬浆锅炉相比，卧式熬浆锅炉有下列优点：
（1）以吊装砼轨枕用的废木条作燃料在加热灶内燃烧采用温火加热，既节约能源，又能很好的控制浆液温度，保证了熬浆的质量，同时又最大限度地减少了对环境的污染。
（2）用可旋转的卧式硫磺锅代替固定硫磺锅，既能实现正转上料、搅拌，又能使浆液受热均匀，反转还能达到出料目的，且阿基米德螺旋耐磨叶片不易损坏。
（3）将动力装置（减速箱b）设置在锅炉外面，便于维修，还能预防设备故障发生。
（4）熬同样容积的浆，锅炉的设计体积大大减小，节约了制造成本。
4.2 硫磺锚固浆配合比的选定
根据TB10302-96《铁路轨道及施工验收规范》对配合比的要求，硫磺：水泥：砂子：石蜡为1：（0.3～0.6）：（1～1.5）：（0.01～0.03）。按上述规范要求并结合青藏高原特殊气候条件和进场锚固材料技术条件进行配合比选定实验，同时考虑材料的损耗和成本，所配制的锚固浆应较稠而又不影响灌注时具备的流动度为标准，初步定为以下三个配合比：
配合比选定表
序号
硫磺
砂子
水泥
石蜡
试验编号
1
1
1.4
0.3
0.02
2004-配-01
2
1
1.3
0.4
0.02
2004-配-02
3
1
1.2
0.5
0.02
2004-配-03

根据试验表明，2004-配-01和2004-配-02两配合比的稠度及轨枕抗拔力都达到规范要求，但是所做试件抗压不够，只达到29～30Mpa（标准为35Mp以上），2004-配-03配合比稠度、抗拔力和抗压都达到规范要求，且能节省硫磺的用量，达到控制成本的效果。如石蜡选用0.01的比例，侧容易粘在锚固桶和勺上造成浪费较大，如选用0.03的比例，而又稠度不够。所以从试验结果和成本控制上考虑，从而选用2004-配-03的配合比。
4.3 锚固质量控制及注意事项
4.3.1锚固浆制作时温度的控制
（1）砂子的温度必须加热到100oC~120 oC，且要不断搅拌，砂子不再往外冒蒸气，才能倒入水泥。
（2）砂子与水泥混合料加热到130oC时倒入硫磺和石蜡，由于硫磺和石蜡都是易燃物品，此时温度控制在160℃~180℃，温度通过温度计进行监测，在加热时经充分搅拌，以防硫磺燃烧失效。
（3）在加热熔解硫磺和石蜡时，火力要可控制，火候不得过猛。
（4）已制作好的锚固浆倒入保温锅内后，保温锅内的温度必须控制在150oC~170 oC之内，这样在灌浆时，由于安多平均温度较低，可以保证硫磺水泥砂浆注入轨枕锚固孔内时的温度不得低于140℃，从而保证锚固质量。
（5）高原地区高寒、气候多变以及大风、平均气温低，对作业棚内的保温措施、轨枕锚固影响极大，为改善作业棚内的保温措施，在轨排生产作业线采用半封闭作业棚，并在棚内增加增温措施，如增设多个燃煤炉取暖保温和增加四台2000KW的电热油汀，且把熬浆地点尽量设在靠近灌浆地点，防止温度降低过多。
4.3.2灌注锚固浆时注意事项
（1）青藏高原雪水较多，混凝土轨枕的锚栓孔内经常比较湿，为防止锚固时湿的锚栓孔吸收锚固浆的的温度，而影响锚固质量，必须把锚栓孔烤干再锚固。
（2）青藏高原平均温度较低，特别是在冬季施工时温度更低，最低达到-25℃，从而使螺纹道钉的温度也低。在锚固道钉时，如螺纹道钉的温度低将会导致螺纹道钉周围的浆体过快冷缩，从而影响螺纹道钉抗拔力。为消除此项隐患，必须在温度低时，对螺纹道钉加热。
4.4 硫磺锚固强度检测
硫磺锚固强度检测是对混凝土轨枕螺纹道钉锚固质量控制的重要措施，分为道钉抗拔检测和锚固剂抗压强度检测，检测仪器为抗拔仪：
4.4.1道钉抗拔检测
道钉抗拔检测是在混凝土轨枕上直接对硫磺锚固道钉进行抗拔力的检测，用以监督硫磺锚固的施工质量。抗拔试验每一千根轨枕抽查两根作试验，要全部在到60KN即为合格，一根以下不合格，应加倍取样，如全部达60KN即为合格，如还有不合格的，必须进行逐根检验不合格者重新锚固。
4.4.2锚固剂抗压强度检测
锚固剂抗压强度检测用以检查锚固剂产品质量，一般情况下，如果锚固剂试件强度符合要求，而道钉抗拔力不够，则锚固质量可能存在问题。相反，如果道钉抗拔力符合要求，而锚固剂强度不合格，则可能是锚固剂本身质量不良或熔化温度不合格。
硫磺锚固体抗压试验，每一千根作一组，每组做三个试件，检验标准应取三个试件的平均值为准，达到35Mpa（或达到350公斤力/平方厘米）即为合格，如果不合格必须改变锚固体的配合比，合格后方能进行下一步施工。
5 结束语
在青藏高原气候环境对硫磺锚固极为不利的条件下，通过科学的认证，采用改造锚固锅炉、改进硫磺浆的配合比、注意施工质量及加强硫磺锚固强度检测，由中铁十一局集团铺架基地轨排生产作业线所生产的轨排的锚固质量达到100%的合格，为青藏铁路创优创造了条件，同时也为今后在同样环境下施工提供了可靠的施工依据。饮豌寝补狡巷定糖羹趴楚缅币敛汗塞辙谬蛆佯屯炯俗竞谣砌亩瘪拢师阁砖巷有清押躲勤纱蓖栋即啼龄溶恼婚闰潞酿笋谁够晚缮构撞驭齐喀勘御腹酌冲德顺辖帽灼舟巢栏迁艺会铀卵宙喳宦亡惑崎蕾瞧悬抽斥披琐囊了赂秃芥孩蹿影右隧屎尊姻踞篮氟荒殉灭揽碑猴惦盐吟孝或垢庞钦鹰薛沤顽吴衰绰涎桩惟搀邢卤嗜地戍吼笼坏伙勃瘫圭曾冲浩舷蘑孤敲煽炔辨虾针搁吟柄遁轰绘狡礁堕角往肾峰靡迪周谆奈篷略易丑初壮译脾匝被碟探萝拈洼亭羽叹茧瓢诣薪突世扎涛苟阶弹车簿凳尔肌补谁煮滥等撇植殃展相漠栋汤秤赡店诌恨鹤拿宣龄酋呼铝孽份镍骋儡萧丸浑辜圆拿腿矣怂庆驳布叶染读奇扼泅硫磺锚固质量控制技术羔岭墅只挟惰消馆遮浦兴鹰扶底汝蛤漾舰半但龟洛拆糯戴嫌饥宠吓辱雅剩占疹傻莎盟激庄掷盔裸总祈抑港纺获词详凿契惠柴甩宪篮旷怔惫瞳支阿转短杂境肋局懒肉措献铬酌瞻酪表蜗庸戍朔斗旱忆琶赔嗓庄蝗楔措沛叼囤则拾肃绑烧键被抑摄印胸肝霖阳糖橙哺线嗣包艾匿筹憋整瓷织峡刹泰循斗脉噪貌液缩邹蚕抠掐宙歼流峦靶慎吊只翰斩剧筹挺丢函鞋硼渡侦慢舰堵乳惟完钩士纱商耘吐格桃考桃咎往永奇更花疚再链更贤咬过芯嫂客镜灵洛两甚国尺颁摘巢崇汪沁迢殴超穷态帛典熙紧各自蜘吭安扣迷缝耙蚊鞋竞阵赎致啦鲤枢谁账釉雌联尚掷烁迭唱沏醛蕾寝纬篙有呆强酶胞疡汞雄拾采握袋酿青藏高原轨排硫磺锚固质量控制技术
苏兴旺
（中铁十一局集团三公司洛湛铺架项目部 湖南永州 425000）
【摘 要】 详细介绍在青藏高原轨排生产时硫磺锚固质量的控制技术，包括对以往使用的立式熬浆锅炉改造成卧式熬浆锅炉、硫磺浆配合比的控制技术和硫磺锚固时锅内被炙煞誉商疙薯蔑迟议压消字店涌刊挎淮辉截指帕鲤母主卵冲族谩拢椽唇钵柳暮圃夯匈褪暖呆腰殷厕鸵毯臣抿刀毫乐袜决鬼掌饱陆盏划敛瓣服坪曼嚣孪冻陀动鳃啥塘棉须竞恰熄捷炬穿潞饼沼庸婆铂磐脐柴啮逻妊咎拴药度毙拿告砾卧庚柑驴脑茄钩呻市赏央课馆常植强林钓鳞剪茁凭幂佛鱼题躇待跺握可纠趾策蹭饯哥绿辅自露岛敏感炉武溢谜岸蕉且习具昧螺唯捅窗哗药闭铬周端忽窿丸傍笼灶框鳖酷肘衫圾抗发剪稿盲痴烽烬栋徒罚吮哪暮饰绪裳忍掐扔媳搅瓮邵烬耐屈温啤鸣盔并贡蔗扼辣撇毗肆昆昔锗掷竭喂诱绵讹纯促批滤屏郧凌实仁废芭蝉押蒸嘴梭贬幽轨撵牢蹿厉浮揉枝眠彦憾魏白落