杜永輝

【摘 要】以南昆鐵路K595+770-+805路基下沉病害為研究對(duì)象，在充分調(diào)查和分析其路基下沉病害特征的基礎(chǔ)上，采用鋼花管和TGRM水泥基特種灌漿料注漿加固技術(shù)對(duì)沉陷下沉的路基病害進(jìn)行整治，表明既有鐵路軟土路基采用這種方法加固是有效地，能夠?qū)Φ鼗浫醭料?、路堤填方沉降等各種路基病害進(jìn)行有效整治，進(jìn)而使得鐵路軌面沉降和高低不平順的問(wèn)題得到有效解決，不破壞路基、工程費(fèi)用較低、施工速度較快，能保證列車(chē)行車(chē)安全。

【關(guān)鍵詞】路基病害；鋼花管；TGRM水泥基特種灌漿料；注漿技術(shù)；加固

一、前言

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致鐵路軌面沉降以及高低不平順的原因有很多，例如路基（路堤）填方沉降導(dǎo)致開(kāi)裂變形、軟弱地基沉降等多種病害都可導(dǎo)致鐵路軌面沉降以及高低不平順。

本文針對(duì)南昆鐵路K595+770-+805填方路基下沉病害進(jìn)行分析。該段路基為填方路堤，路堤填方高度5～8米，位于原生緩坡地段，在k595+800-+820路堤填方處原有小溝谷匯水，鐵路建設(shè)時(shí)在k595+812設(shè)有1-1.0米蓋板箱涵，涵洞凈空1.6米，全長(zhǎng)11.65米。在連續(xù)降雨情況下，線路部分路肩發(fā)生下沉外擠，最大下沉量16cm。分析原因，該段線路路基施工時(shí)采用就地取土方式，原地質(zhì)情況為粉砂質(zhì)泥巖，填料為粘土，屬C類(lèi)填料。因土質(zhì)回填不密實(shí)，在連續(xù)降雨情況下，地表水通過(guò)粘土層下滲后匯積于路堤下方原生粉砂質(zhì)泥巖，造成粉砂質(zhì)泥巖遇水軟化，承載力降低，在列車(chē)作用下導(dǎo)致路基產(chǎn)生下沉外擠病害，嚴(yán)重威脅到列車(chē)運(yùn)行安全。

二、采用鋼花管和TGRM水泥基特種灌漿料技術(shù)加固路基

1.鋼花管注漿技術(shù)。

鋼花管注漿就是從鉆孔之中將鋼花管埋入到需要進(jìn)行加固的路基地層之中，并通過(guò)鋼花管進(jìn)行注漿。通過(guò)壓力作用讓漿液均勻進(jìn)入到路基填方土體之中，在土體中形成以鋼花管為核心的樁體，并在樁體的外部土體顆粒之間形成具有較高抗剪強(qiáng)度的網(wǎng)狀漿脈復(fù)合體，并將原來(lái)的土體擠壓緊密，最后凝結(jié)在一起，使得路基整體的抗滑以及抗壓能力都得到有效改善，增強(qiáng)路基強(qiáng)度。

2.TGRM水泥基特種灌漿料性能。

路基加固通常選擇既有鐵路運(yùn)營(yíng)天窗點(diǎn)施工，對(duì)注漿加固材料的選擇要求比較高，需要滿足快速恢復(fù)通車(chē)條件，本案例選擇了TGRM水泥基特種灌漿料，TGRM水泥基特種灌漿料是一種無(wú)毒環(huán)保和高耐久性的無(wú)機(jī)復(fù)合材，在引發(fā)劑和促凝劑作用下，在極短時(shí)間內(nèi)聚合成立體空間結(jié)構(gòu)，填充空隙、包裹土體顆粒，將土顆粒與土顆粒及土顆粒與土團(tuán)顆粒聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，改善土體和地基性能，提高土體和地基強(qiáng)度及防滲性能。其性能可通過(guò)以下指標(biāo)反映：

（1）早強(qiáng)性

由以上數(shù)據(jù)可以看出材料的初凝和終凝的間隔時(shí)間很短。當(dāng)材料凝結(jié)之后，硬化反應(yīng)發(fā)生迅速，并在十分鐘之內(nèi)快速發(fā)展，在30min齡期字內(nèi)形成高強(qiáng)度。

由表2可以看出在水灰比0.4的情況下，從加水開(kāi)始算起，30min試體的抗壓強(qiáng)度已達(dá)到10 MPa。這為工程搶修、限時(shí)施工等問(wèn)題創(chuàng)造了材料基礎(chǔ)。

（2）耐久性能高。在通過(guò)270次凍融循環(huán)之后其強(qiáng)度仍然保持了95.0%，同時(shí)整個(gè)試件未出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，輪廓完整，表明TGRM水泥基特種灌漿料的抗凍融性能非常好，滿足要求。

（3）防滲性能高。具有較好的防滲性能，加壓到3MPa時(shí)試件滲水平均高度僅4～5cm。

3.鋼花管注漿加固設(shè)計(jì)。

結(jié)合本段路基屬于路堤，路堤下方原土為粉砂質(zhì)泥巖，填料為粘土的情況。本段路基加固采用斜花管注漿方法。如圖1所示：

注漿加固確定以下注漿參數(shù)：

（1）每米注漿量的大小：每米注漿深度水泥用量為100～120㎏。

（2）注漿孔徑、孔距、排距：孔徑為Φ42mm，孔距為1.0 m，排距0.6m。

（3）注漿水灰比：0.6：1～0.8：1。

（4）注漿壓力：0.5MPa～1.0 MPa。

（5）注漿孔深度：2.0～3.0 m。

（6）注漿流量：10～100L/min。

（7）注漿加固的有效影響半徑：0.8m～1.5m。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)和缺陷情況，采取動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法。

4.鋼花管和TGRM水泥基特種灌漿料注漿施工工藝。

（1）注漿工藝流程

放線定位→鉆孔→安裝注漿管→拌制漿液→注漿→質(zhì)量檢查→恢復(fù)線路外觀

（2）注漿施工

1）測(cè)量放線定位。在經(jīng)過(guò)基本整平的場(chǎng)地之上，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的要求，測(cè)放出注漿孔孔位，然后做出相應(yīng)標(biāo)記，要求孔位誤差控制在2cm之內(nèi)。并沿著鉆孔的位置開(kāi)挖出溝槽，以便于將注漿的時(shí)候從孔中所排出的水分以及矛將都能夠得到及時(shí)地排出，確保施工場(chǎng)地的整潔、干燥。

2）鋼花管制作。鋼花管采用Φ42×3.0mm鋼管制作，應(yīng)能承受3.0 MPa壓力。端部焊接成錐尖形，尾部采用螺口與三通連接，管壁上制作出漿孔，按梅花型布置，間距為20～30cm，孔徑Φ6mm。

3）鉆孔及安裝鋼花管。在鐵路路肩采用Φ60mm鉆頭按設(shè)計(jì)傾角鉆孔，孔深進(jìn)入設(shè)計(jì)地層2～3 m，再將Φ42mm鋼花管安裝于孔內(nèi)，如遇塌孔，采用振動(dòng)錘把鋼花管打入設(shè)計(jì)地層。

4）配制漿液及注漿。注漿液采用TGRM水泥基特種灌漿料水泥漿，水灰比為0.6：1～0.8：1。攪拌機(jī)采用葉片式機(jī)械攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速不小于200轉(zhuǎn)/分鐘，保證漿液連續(xù)均勻拌制，攪拌時(shí)間不低于5分鐘，不宜大于90分鐘，出漿口設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)對(duì)漿液過(guò)篩，在用注漿泵按照設(shè)計(jì)壓力0.5MPa～1.0 MPa泵送壓注。

過(guò)程中及時(shí)分析對(duì)比相鄰注漿孔的注漿流量、注漿壓力、注漿量、鐵路軌面水平和高程變化等參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)的變化評(píng)定注漿效果，再結(jié)合注漿施工現(xiàn)場(chǎng)鐵路軌面和路基情況，及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)，保證鐵路線路、路基和行車(chē)安全。

5.加固整治效果。

南昆鐵路某段橋涵結(jié)合部路基加固處理以前，該段鐵路軌面的沉降及高低不平順問(wèn)題相當(dāng)突出，路基嚴(yán)重下沉，最大下沉量16cm，道床實(shí)際高度達(dá)0.9～1.3m，工務(wù)部門(mén)投入大量的人力、物力、財(cái)力并采取了多種常規(guī)治理形式對(duì)路基病害進(jìn)行整治，經(jīng)常性的起道和抬道維修養(yǎng)護(hù)，該段路基沉降依舊嚴(yán)重、頻繁，對(duì)行車(chē)安全構(gòu)成極大威脅。

在經(jīng)過(guò)加固處理之后，通過(guò)對(duì)該路段的路基沉降觀測(cè)資料的分析以及鐵路柜面的幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)最大沉降為13mm，路基沉降收斂趨于穩(wěn)定，與設(shè)計(jì)要求相符。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)南昆鐵路K595+770-+800路基下沉病害加固工程實(shí)例，表明采用鋼花管和TGRM水泥基特種灌漿料注漿技術(shù)加固，可有效整治路堤填方沉降（開(kāi)裂、變形），解決鐵路軌面沉降和高低不平順問(wèn)題，加固鐵路軟土路基是有效的、可行的方法。和其他的方法相比，這種方法沒(méi)有土方施工工作量，也不會(huì)對(duì)路基破壞，并且工程費(fèi)用較低、施工速度快，施工時(shí)也不需要中斷列車(chē)運(yùn)行，還可以確保證列車(chē)行車(chē)安全。

參考文獻(xiàn)：

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