戴文明DAI Wen-ming

（中鐵十二局集團有限公司一公司，西安710038）

0 引言

隨著高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，運營后出現(xiàn)的缺陷形式多樣化，針對路基沉降缺陷的處置辦法有微型樁、鋼花管注漿、全方位高壓旋噴樁等加固措施。本文闡述的方法基于路基沉降缺陷經(jīng)過加固措施處置，路基基礎(chǔ)趨于穩(wěn)定狀態(tài)后，采用機械同步抬升技術(shù)對道床板部分區(qū)段整體抬升（必要時糾偏），達到運行軌道平順性要求，滿足列車達速運行標準。該技術(shù)的實施特點是不斷道，可利用天窗點內(nèi)施工。

1 概述

某高鐵站場缺陷整治范圍DK813+500～DK813+800，合計300m。高鐵段采用瑞邦小車每季度對該區(qū)間上下行線路推檢一遍及數(shù)據(jù)分析，并針對檢查情況先后安排4 次動道，軌下墊板總厚度達24mm。因墊板厚度大于20mm，為保證行車安全及后期作業(yè)整治需要，將原普通螺桿及墊板更換成了加長螺桿及10mm 的超厚墊板。在后續(xù)檢測過程中動態(tài)組再次報該段出現(xiàn)儀添二級及人工添乘晃車，分析組經(jīng)過動靜態(tài)及現(xiàn)場作業(yè)負責人反饋該段存在長波不良，需絕對測量。通過對線路絕對測量，發(fā)現(xiàn)該段存在不同程度的沉降，其中沉降小于2cm 約52m，沉降2～4cm 約170m，沉降大于4cm 約78m，最大沉降量為6.4cm。經(jīng)過研究決定該區(qū)段缺陷整治采用微型樁加固+軌道機械同步抬升處置方案，本文只對機械同步抬升無砟軌道道床板技術(shù)進行闡述。

2 施工前準備工作

2.1 列車限速

對擬采用機械同步抬升區(qū)段運行列車限速80 ～160km/h。

2.2 現(xiàn)場條件及抬升量確定

2.2.1 工程勘察、設(shè)計、施工資料及現(xiàn)場調(diào)查 對已有的工程地質(zhì)勘察資料進行詳細分析，掌握沉降區(qū)段的地層分布、各土層物理力學性質(zhì)、地下水位等，查清周邊是否存在對施工不利的影響因素，查清施工影響范圍內(nèi)的路基結(jié)構(gòu)、隱蔽管線的分布情況。在制定方案前首先進行現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括周邊的交通，天窗時間長度，施工進場路線，軌道結(jié)構(gòu)形式等。

2.2.2 運營期間的路基狀態(tài)及周圍環(huán)境調(diào)查 掌握在運營期間的路基維護、維修及上部結(jié)構(gòu)破損情況，調(diào)查構(gòu)造物所處位置地表水下滲及周邊集中降水等導(dǎo)致沉降產(chǎn)生的因素，進一步判斷導(dǎo)致路基沉降的因素是否消除，主要包括臨近線路的加載、減載，地面排水條件的變遷、氣溫變化，臨營線路的施工振動等。

2.2.3 沉降監(jiān)測資料 掌握該區(qū)段線路沉降及不均勻沉降的發(fā)展變化過程，通過監(jiān)測結(jié)果，分析評估沉降變形的發(fā)展趨勢，如果沉降變形已經(jīng)趨于穩(wěn)定，則可以進行軌道同步機械抬升。

2.2.4 軌道幾何狀態(tài)復(fù)測 采用高精度電子水準儀復(fù)測軌道結(jié)構(gòu)高程，根據(jù)復(fù)測數(shù)據(jù)結(jié)果繪制相應(yīng)的軌道高程曲線，根據(jù)運行列車軌道平順性的要求繪制滿足要求的軌道高程曲線，將兩條曲線進行對比擬合，確定抬升范圍及個點抬升的量值。

2.3 工作面的準備

為方便抬升作業(yè)將線間封閉層和線間基床上的填充層全部挖除，鑿除路肩支撐層附近封閉層寬度10cm。

2.4 撤換標準墊板

將機械抬升及糾偏段的所有調(diào)高墊板撤出，調(diào)換成標準墊板，并鎖定鋼軌。

3 施工流程

機械同步抬升無砟軌道道床板施工流程：測量軌道幾何形狀→確定各位置抬升量、糾偏量→封閉層拆除、千斤頂位置確定→支承層混凝土切除→軌道中心植連接筋、千斤頂兩側(cè)植筋、鉆注漿孔→頂升梁安裝、千斤頂設(shè)備安裝與調(diào)試→糾偏千斤頂安裝→支撐層與軌道板頂升→側(cè)向糾偏→填充注漿→軌道幾何復(fù)測→千斤頂及型鋼拆除→軌道結(jié)構(gòu)恢復(fù)、線間封閉層恢復(fù)→軌道精調(diào)→線路修整恢復(fù)通車。

4 施工方法

4.1 抬升千斤頂?shù)陌苍O(shè)

抬升千斤頂布置以軌道結(jié)構(gòu)整體受力均勻，數(shù)量盡量減少為原則，在軌道結(jié)構(gòu)的兩側(cè)布置，應(yīng)考慮縱向和橫向的受力避免出現(xiàn)局部應(yīng)力過大。千斤頂數(shù)量多時，其控制及相關(guān)的輔助措施增加，導(dǎo)致工作量和抬升難度增大，因此千斤頂?shù)臄?shù)量在滿足受力均勻的條件下應(yīng)盡量減少。

4.1.1 千斤頂布置 I 型雙塊式無砟軌道每個單元板長19.5m，千斤頂布置間距為3.25m，單元板長度范圍內(nèi)每側(cè)設(shè)置6 個千斤頂。

4.1.2 千斤頂?shù)陌惭b 抬升孔的間距為1.95m，孔位布置在支承層頂貼近軌道板側(cè)面，開孔方式選擇用靜力水磨鉆鉆穿整個支承層，孔徑為72mm。布置圖見圖1 無砟軌道抬升和注漿孔布置。

圖1 無砟軌道抬升和注漿孔布置

4.2 支承層與軌道板的錨固

為使千斤頂?shù)捻斏鶆騻鬟f得到軌道結(jié)構(gòu)上，每個千斤頂上設(shè)C220 槽鋼，槽鋼長2.1m，對應(yīng)每個軌枕中心位置用M18 錨栓植筋，在槽鋼相應(yīng)的位置開孔，頂部用螺母鎖定。為保證支承層與軌道板保持同步抬升，防止支承層與軌道板層分離，在軌道板中心位置每隔1.3m 植一根M12 鋼筋。

4.3 植入抬升裝置

將抬升裝置放入抬升孔內(nèi)，在抬升孔與抬升裝置空隙內(nèi)灌入植筋膠，灌膠后應(yīng)做好保護避免對其擾動，待強度達到要求進行試驗，檢驗其極限抗拔力，觀察軌道板抬起狀態(tài)，達到輕微抬起即滿足要求。

4.4 千斤頂同步控制

根據(jù)每個點抬升量，在抬升過程中進行實時監(jiān)控，每個頂升點由壓力和位移雙指標控制，做到對全部千斤頂同步控制。

4.5 注漿填充

軌道板中心設(shè)置注漿觀察孔和注漿孔，鉆孔時先用短鉆頭引孔，再換長鉆頭鉆進，鉆孔深度要求深入基床表層3～5cm，鉆孔直徑25～30mm。側(cè)邊孔采用水磨鉆進行鉆孔，沿支承層側(cè)面45～60°斜向鉆入，孔徑30～50mm。按照注漿孔的布置位置對注漿孔進行編號并記錄。完成鉆孔后，將鉆出的渣土、粉塵等施工垃圾集中收集，帶天窗點結(jié)束帶離現(xiàn)場，注漿孔采用木塞臨時封住孔口，防止雨水及雜質(zhì)進入。

抬升和糾偏作業(yè)完成后，沿支承層周邊進行封縫，結(jié)合天窗點時間及時將抬升產(chǎn)生的縫隙進行注漿填充，注漿完成并在天窗點結(jié)束前達到2MPa，方可達到線路的開通運行條件。當抬升量較大時，可直接在支承層底的縫隙內(nèi)插入注漿管注漿，不設(shè)置專門的注漿孔。當支承層下的空隙較小時，使用軌道板中心設(shè)置的注漿孔注漿。

注漿材料采用速凝高強雙組份TK 注漿加固材料，除滿足一般高速鐵路規(guī)定性能要求外，還須滿足早強、速凝、具備較好的流動性等性能，以保證支承層下的填充作用。其主要性能容重：1.35g/cm3、初始反應(yīng)時間：5～15s、初凝時間：15min、抗壓強度：1h-5MPa、2h-20MPa、28d-50MPa。

4.6 線路精調(diào)

在抬升作業(yè)結(jié)束時，立即對抬升點位高程測量，取得各點位的實際抬升量。將抬升數(shù)據(jù)及時提交給高鐵工務(wù)部門，以便其根據(jù)抬升數(shù)據(jù)對軌道線路進行粗調(diào)、精調(diào)。

4.7 線間填充層及封閉層恢復(fù)

按照《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修復(fù)及防護》（TB/T 3328-2010）對支承層混凝土進行恢復(fù)，并按照原施工標準施做線間填充層及混凝土封閉層。

5 抬升及糾偏監(jiān)測

實時監(jiān)測軌道結(jié)構(gòu)在抬升過程中垂向和橫向位移變化，并與設(shè)定的目標曲線比對擬合，將比對結(jié)果反饋給聯(lián)動抬升系統(tǒng)，實現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)抬升的精準伺服控制。

軌道結(jié)構(gòu)垂向位移采用定點智能全站監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測，主要包括全站儀、棱鏡和信息收發(fā)裝置。其顯著特點是可實現(xiàn)對200m 范圍內(nèi)棱鏡的自動快速搜索、精確測量，精度達0.1mm，完全滿足軌道結(jié)構(gòu)抬升監(jiān)測的實時性和精準性要求。

數(shù)據(jù)分析顯示系統(tǒng)采用高配置筆記本，對智能全站監(jiān)測系統(tǒng)和位移計反饋的數(shù)據(jù)及時分析處理，與設(shè)定的目標曲線進行比對擬合，指導(dǎo)千斤頂抬升系統(tǒng)作業(yè)。

定點智能全站監(jiān)測系統(tǒng)布置在抬升作業(yè)區(qū)外，避免實施過程中監(jiān)測與抬升作業(yè)的相互干擾，棱鏡布置在軌道板上，每個千斤頂位置對應(yīng)設(shè)置一個棱鏡，以監(jiān)測軌道結(jié)構(gòu)整體線型和軌道翹曲情況。數(shù)字化智能位移計設(shè)置于底座外側(cè)，橫向布置，其固定底座位于底座邊緣，可采用混凝土澆筑。

目標曲線設(shè)定根據(jù)變形情況和平順性要求，設(shè)定軌道結(jié)構(gòu)目標高程線型和側(cè)向位移控制曲線。準備工作就位后，測試抬升區(qū)段及影響范圍的軌道結(jié)構(gòu)高程及側(cè)向的初始讀數(shù)?；谀繕饲€設(shè)定和初值測試形成直觀的各抬升區(qū)段量值分布圖。

監(jiān)測抬升實施過程中軌道結(jié)構(gòu)高程值的變化，實時動態(tài)評估各段抬升效果，為下一步作業(yè)提供指導(dǎo)。

6 結(jié)束語

運營的高鐵站場內(nèi)路基發(fā)生沉降變形，因其作業(yè)空間有限，線路不全封閉的情況下，天窗點內(nèi)采用機械同步抬升無砟軌道技術(shù)能夠快速、有效的達到處治效果。以“抬升次數(shù)少、抬升過程中線路平順性和長度盡量均勻”為原則，根據(jù)抬升區(qū)段長度及抬升量值進行分段、分級抬升。通過天窗點內(nèi)施工功效確定日抬升單元。對抬升量小于20mm可一次性抬升到位，作業(yè)長度每次40～50m；20～40mm 可分2 次抬升到位，作業(yè)長度不變；抬升量大于40mm 分2～3 次抬升到位。