黨國棟

摘 要：無砟軌道結(jié)構(gòu)病害嚴(yán)重威脅鐵路的安全使用，加強(qiáng)無砟軌道的病害檢測，提高無砟軌道病害的修復(fù)速度，研究適宜的無砟鐵道修復(fù)技術(shù)，是目前有關(guān)部門需要考慮的關(guān)鍵問題，因此本文就鐵路隧道內(nèi)無砟軌道結(jié)構(gòu)病害檢測與快速修復(fù)技術(shù)展開探究，并總結(jié)出鐵路隧道內(nèi)無砟軌道結(jié)構(gòu)病害的檢測技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)及切實(shí)有效的快速修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；無砟軌道；病害檢測；快速修復(fù)；技術(shù)

近年來，高速鐵路數(shù)量的增加，使我國各領(lǐng)域的發(fā)展均得到顯著提升，無砟軌道作為高速鐵路應(yīng)用最為廣泛的鐵道技術(shù)，在高速鐵路發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。使用年限的不斷增加，導(dǎo)致無砟軌道存在的問題日益增多，結(jié)構(gòu)病害在諸多問題中尤為嚴(yán)重，做好病害的檢測與修復(fù)，無疑是保障無砟軌道安全使用所需要研究的主要的問題。

1 無砟軌道病害現(xiàn)狀

在長期的使用過程中，縉云山隧道結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性勢必受到影響，同時特殊的地形地貌使隧道內(nèi)部的部分區(qū)域，出現(xiàn)了一定程度的沉降，給隧道的使用埋下安全隱患?？N云山隧道主要以幾何尺寸結(jié)構(gòu)為支撐的主體，該結(jié)構(gòu)可有效的減少外部壓力的影響，但在近年來的維修過程中，幾何尺寸結(jié)構(gòu)近乎變形，原有的結(jié)構(gòu)已無法保持，究其原因是列車在高強(qiáng)度的運(yùn)行過程中，不斷地對下層土基層施壓，導(dǎo)致出現(xiàn)下層下沉與翻漿冒泥的現(xiàn)象，而如要對該情況進(jìn)行維修，則需要長時間的停止縉云山隧道的使用，從地基開始進(jìn)行重新的施工鋪設(shè)工作?？N云山隧道中的混凝土裂縫噴水現(xiàn)象也極為嚴(yán)重，主要由隧道結(jié)構(gòu)病害引起，結(jié)構(gòu)病害的存在，促使基巖與道床板出現(xiàn)嚴(yán)重的脫空，道床板內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)與外側(cè)結(jié)構(gòu)同時出現(xiàn)縱向的裂縫，由于失去了原有的固定力，道床開始急劇下沉，與原有混凝土結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)空洞結(jié)構(gòu)，在列車通過期間，受到外部壓力的擠壓，即出現(xiàn)了該問題。隧道裂縫噴水的問題，嚴(yán)重影響軌枕的安全性，導(dǎo)致其成為軌道使用的潛在危險。

2 病害修復(fù)技術(shù)

2.1 病害整治原則

2.1.1 快速修復(fù)

無砟軌道的車輛運(yùn)行流量較高，中途間歇時間較短，難以完成無砟軌道的維修工作，如強(qiáng)行進(jìn)行無砟軌道的修復(fù)，則必須停止列車的運(yùn)行，進(jìn)而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。如無法將無砟軌道的維修在夜間進(jìn)行，便要求維修人員，在極短的時間內(nèi)完成無砟軌道的維修工作，以保證列車的安全順利運(yùn)行。

2.1.2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)修復(fù)

道床是軌道結(jié)構(gòu)的支撐體，在修復(fù)過程中，要盡量避免對道床的影響，應(yīng)將幾何尺寸與墊板的維修，調(diào)控在可控的范圍內(nèi)進(jìn)行。在軌道與路基結(jié)構(gòu)上，應(yīng)在確保其能夠正常使用的情況下，進(jìn)行維修。如在維修過程中，難以確保軌道與路基的正常使用，應(yīng)及時的對相關(guān)部位做加固處理，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

2.1.3 排水溝治理

排水溝的治理，應(yīng)在軌道結(jié)構(gòu)修復(fù)的過程中進(jìn)行，一方面可以減少維修成本，降低多次作業(yè)的可能性。另一方面，也降低了排水溝治理對軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

2.1.4 注意事項(xiàng)

在維修與治理過程中，要及時的降低對周邊環(huán)境的影響，尤其在主要住宅區(qū)域，要從光線、噪音等方面，降低影響。病害治理前，應(yīng)制定周密的修復(fù)與治理計(jì)劃，并提供良好的施工環(huán)境與條件，確保施工人員的人身安全，從而保障施工的整體質(zhì)量。

2.2 病害整治與修復(fù)方法

2.2.1 基底換填

隧道在長期使用過程中，難免受到地下水的影響，主要的受損部位是基底結(jié)構(gòu)，軌道板在正常情況下，不會受到地下水的任何影響，因而即不需要進(jìn)行軌道板的更換，只需要穩(wěn)定基底結(jié)構(gòu)，進(jìn)行基底的換填作業(yè)。首先要將基底的上層結(jié)構(gòu)與軟弱層結(jié)構(gòu)從基底中清除，其次要進(jìn)行混凝土的灌注操作，該方法對于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高軌道使用的安全性有著重要作用，但該方法也存在著施工工藝不完善的缺陷。

2.2.2 整體軌道板維修

在軌道板出現(xiàn)病害問題時，對軌道的使用影響較大，修復(fù)時間較長，維修期間需禁止任何列車的通行與使用。其操作流程主要是將存在病害的階段，進(jìn)行鑿除與清理，清理工作應(yīng)包括基底部位，如基底未出現(xiàn)病害問題，則不需要進(jìn)行深度的清理。反之則應(yīng)及時的進(jìn)行加固，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，也可采取增設(shè)仰拱的方式，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在清理工作完成后，需要在第一時間進(jìn)行灌注工作，以提高灌注材料的強(qiáng)度。

2.2.3 加強(qiáng)或增設(shè)排水設(shè)施

在受地下水影響較為嚴(yán)重的隧道中，應(yīng)及時的加設(shè)排水設(shè)施，加強(qiáng)隧道的排水能力，防止水對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕。在排水設(shè)施的增設(shè)中，需要將地表水的排水與地下水的排水進(jìn)行有效的區(qū)分。在設(shè)備增設(shè)前，需要對翻漿冒泥的位置深度進(jìn)行測量，對翻漿冒泥的數(shù)量數(shù)據(jù)要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，從而制定出符合標(biāo)準(zhǔn)的排水設(shè)施增設(shè)計(jì)劃，以便合理的進(jìn)行排水設(shè)施的增設(shè)，避免排水系統(tǒng)的浪費(fèi)。

2.2.4 增加扣件的可調(diào)變形量

無砟軌道扣件是固定軌道的主要部件，增加扣件的可調(diào)變形量，使扣件受到的軌道壓力與振動力的影響大大降低。在調(diào)整過程中，需要將其控制在適宜的范圍內(nèi)，如果超過標(biāo)準(zhǔn)，則對軌道的使用產(chǎn)生安全問題，如若未能超過標(biāo)準(zhǔn)，則達(dá)不到增加扣件可調(diào)變形量的預(yù)期效果，使其效果大打折扣。

2.3 病害整治與修復(fù)技術(shù)

2.3.1 灌注水泥漿

灌注水泥漿需要使用液壓及氣壓設(shè)備，通過增加對縫隙內(nèi)部的壓力，擠壓出其中的水、空氣及其余雜質(zhì)，從而到達(dá)修復(fù)的目的，該方法修復(fù)強(qiáng)度較高，在后期的使用過程中，結(jié)構(gòu)不易損壞，并具有一定的防水與防滲透性，從而降低了翻漿冒泥的可能性，保障了隧道內(nèi)無砟軌道系統(tǒng)的安全使用。

2.3.2 軌道板裂紋病害修復(fù)

通常情況下，在軌道板出現(xiàn)裂紋病害的情況下，為防止問題的進(jìn)一步加深，均采用軌道板更換的方式，但成本相對較高，容易造成不必要的資源浪費(fèi)，因此需要采用修復(fù)技術(shù)，對軌道板進(jìn)行修復(fù)，不僅節(jié)省的成本，更能夠節(jié)約資源的使用。在修復(fù)的第一階段，要進(jìn)行表面及縫隙的清理工作，相關(guān)材料的準(zhǔn)備也需要同步進(jìn)行（鋼絲刷、真空吸塵器、熱風(fēng)機(jī)、毛刷等是主要材料）。第二階段進(jìn)行裂紋的修復(fù)，對存在裂紋的位置，進(jìn)行首次的涂刷工作，要在開闊的空間內(nèi)進(jìn)行。

2.3.3 軌道板灌漿孔病害修復(fù)

軌道板灌漿孔病害并不常見，因而修復(fù)的流程也相對較為固定，應(yīng)采用水泥纖維砂漿及納米荷葉表面劑，同樣需要通過噴涂的方式，進(jìn)行修復(fù)。前期先要進(jìn)行清理工作，對灌漿孔進(jìn)行系統(tǒng)的清理，其次要進(jìn)行表面的涂刷工作，在涂刷過程中，要注意首先使用基底界面劑進(jìn)行涂刷，而后在使用納米荷葉表面劑。軌道板灌漿孔病害修復(fù)需要的主要工具有手錘、刨刀、毛刷、吸塵器等。

2.3.4 板間接縫破損病害修復(fù)

該病害的修復(fù)，需要采用具有高強(qiáng)度的混凝土復(fù)合材料，通過填補(bǔ)擠壓的方式，對其內(nèi)部存在的雜質(zhì)進(jìn)行排除，并將混凝土符合材料有效的補(bǔ)充在病害部位。需要技術(shù)人員，首先進(jìn)行噴涂基底界面劑，提高混凝土材料的融合性，其次要進(jìn)行模板的布置工作，最后進(jìn)行材料的填補(bǔ)與修復(fù)，在此期間，手錘、刨刀、吸塵器、毛刷、抹子等是主要使用的修復(fù)工具。

2.3.5 砂漿層離縫病害修復(fù)

砂漿層存在的病害修復(fù)工作流程較為簡單，但施工難度較大，如操作不夠規(guī)范，則對無砟軌道其余系統(tǒng)的正常使用產(chǎn)生影響，因此在該病害的處理過程中，應(yīng)格外注意細(xì)節(jié)問題的處理。需要的材料主要是硅樹脂膠，根據(jù)離縫的大小，要在施工前，進(jìn)行表面整形的設(shè)計(jì)，然后對離縫進(jìn)行清理與封堵工作，在確保封堵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，進(jìn)行灌注與修復(fù)工作，最后進(jìn)行表面整形與封閉。

2.4 檢查與維護(hù)

無砟軌道的病害檢查，可采用鋼板尺及米尺等工具，對容易產(chǎn)生病害的部位，進(jìn)行詳細(xì)的檢查，外部的觀察與測量，是判斷其是否存在病害問題的關(guān)鍵，對相關(guān)人員的工作經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)水平是巨大的考驗(yàn)。相關(guān)運(yùn)營單位，要制定定期檢查與維護(hù)的計(jì)劃，對存在問題的部分，要在最短的時間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)盡量避免對列車正常運(yùn)行造成影響。

3 效果檢驗(yàn)

3.1 注漿前后動力性能測試

在無砟軌道的使用過程中，軌道變形極為常見，所以需要定期進(jìn)行維修工作，以避免其產(chǎn)生不必要的安全問題?，F(xiàn)代的修復(fù)技術(shù)雖然較為完善，但仍需要對修復(fù)的效果進(jìn)行檢驗(yàn)，從而加強(qiáng)修復(fù)的可靠性。

3.1.1 傳感器埋設(shè)

基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇是測試的關(guān)鍵，根據(jù)無砟軌道設(shè)計(jì)的不同，要求基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇要在距離水平方向測點(diǎn)相對較遠(yuǎn)的位置，以提升測試的效果。作為重要的分析數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇要充分的考慮到脫空與裂縫的問題，隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)壞損的程度，也對數(shù)據(jù)的結(jié)果產(chǎn)生影響。

3.1.2 結(jié)果分析

貨物列車的壓強(qiáng)較大，在通過存在有脫空位置的隧道時，其高強(qiáng)度的振動與壓力，迫使其中的積水一涌而出，在裂縫的兩側(cè)，也有不同程度的積水。軌道加固有效的將其中的積水與雜物排除在外，避免了水等雜質(zhì)對隧道系統(tǒng)侵蝕。

3.2 注漿前后物探測試

目前大部分的隧道填充，均采用高強(qiáng)發(fā)泡樹脂進(jìn)行加固。在進(jìn)行加固前需要對加固位置的詳細(xì)情況進(jìn)行了解，一般采用雷達(dá)進(jìn)行軌枕板混凝土的檢測，同時結(jié)合基巖脫空裂痕的數(shù)據(jù)，制定修復(fù)方案。在完成填充加固后，可進(jìn)行雷達(dá)探測信息數(shù)據(jù)的對比，進(jìn)而判斷出填充加固的效果。

結(jié)果分析：

雷達(dá)探測信息較為詳細(xì)的表露出隧道存在的問題，軌道板密實(shí)度嚴(yán)重降低，脫空位置碎裂也極為嚴(yán)重，是雷達(dá)探測結(jié)果得出的最為嚴(yán)重的問題，需要在第一時間進(jìn)行隧道系統(tǒng)的加固作業(yè)。

3.3 原位探測

3.3.1 軌道板抬升

軌道板與基巖的脫空，導(dǎo)致其進(jìn)一步沉淀，軌道板的結(jié)構(gòu)整體發(fā)生下沉，因而需要充分的利用脫空的縫隙，通過注入高壓發(fā)泡樹脂，對其形成沖壓作用，使軌道板逐漸上升。由于脫空部位分布較為復(fù)雜，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠均勻，容易給軌道板的抬升造成一定的難度，所以在高壓發(fā)泡樹脂注入前，要進(jìn)行系統(tǒng)的清理工作，為后期的填充與抬升，準(zhǔn)備好充分的空間。

3.3.2 現(xiàn)場取芯

現(xiàn)場取芯對流程標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)苛，在施工工作開始前夕，要進(jìn)行系統(tǒng)的取樣工作，取樣位置，應(yīng)隨機(jī)選擇在加固點(diǎn)進(jìn)行取樣，取樣要求在5處加固點(diǎn)同時進(jìn)行。一般情況下在軌道板與基巖脫空空間較小的位置，進(jìn)行高強(qiáng)度發(fā)泡樹脂的填充，正常的填充厚度為1-6mm，需根據(jù)其化學(xué)組分，進(jìn)行現(xiàn)場取芯工作。

結(jié)束語

隨著時間的推移，無砟軌道的超期高強(qiáng)度使用，促使問題不斷凸顯，縉云山隧道是我國首個經(jīng)全面修復(fù)試驗(yàn)的無砟軌道，其總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)的技術(shù)，均適用于不同種類及多個地區(qū)的無砟軌道，為后期各地區(qū)的無砟軌道修復(fù)與保養(yǎng)，提供了寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。無砟軌道中存在的問題較多，需要修復(fù)人員對出現(xiàn)的每一個問題進(jìn)行仔細(xì)的探究，進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合區(qū)域?qū)嶋H情況的無砟軌道病害的檢測與處理方案。

參考文獻(xiàn)

[1]郭福強(qiáng)，胡通海，彭宇，王蕾.高鐵無砟軌道隱患無損排查技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（05）.