施昌勇

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100176）

整體道床具有整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、線路平順和表面整潔美觀等優(yōu)點(diǎn)，與碎石道床相比可減少維修工作量50%～70%[1],因此，近年來，整體道床得到了大量應(yīng)用。但是整體道床的施工要求很高，一旦發(fā)生線路路基病害就很難養(yǎng)護(hù)。傳統(tǒng)整治方法是將基礎(chǔ)重新澆筑，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)鐵路交通運(yùn)輸影響大，并且遇隧道這種施工環(huán)境受限，大型設(shè)備無法進(jìn)入的情況，更是難上加難。所以如何有效處理整體道床基礎(chǔ)下沉是工程建設(shè)單位和設(shè)備維護(hù)單位關(guān)心的重點(diǎn)、難點(diǎn)和焦點(diǎn)問題，針對(duì)整體道床的病害整治，許多學(xué)者進(jìn)行了探索[2-4]。鐘貞榮等[5]探討了整體道床病害產(chǎn)生的原因，以化學(xué)灌漿法對(duì)整體道床病害進(jìn)行了整治。許新樁等[6]針對(duì)小棕溪隧道整體道床病害，采用加固型TGRM 水泥基特種灌漿料進(jìn)行了整治，達(dá)到了很好的效果。蘭建[7]對(duì)道床病害的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，通過采用壓注新型雙組份聚氨酯膨脹材料體積膨脹量來控制道床的整體抬升高度。

文章通過永壽梁隧道整體道床抬升加固工程，探討注漿抬升技術(shù)在整體道床病害整治中的應(yīng)用。

1 概況

1.1 工程概況

位于西平鐵路蒿店至太裕區(qū)間的永壽梁隧道，自蒿店車站引出，于蔡家山溝左岸山坡進(jìn)洞，穿越永壽梁后，在太裕河右岸陡坡溝口進(jìn)洞，上跨銀武高速公路，然后設(shè)太裕車站。鐵路等級(jí)為國鐵Ⅰ級(jí)鐵路，旅客列車設(shè)計(jì)行車速度為120km/h;電力牽引。永壽梁隧道設(shè)計(jì)為兩座相對(duì)平行的單線隧道，除兩端洞口曲線段外，Ⅰ、Ⅱ線線間距為35m。Ⅱ線隧道起訖里程K91+502.5～K108+657.5，長17154.92m（短鏈4.08m）。隧道內(nèi)縱坡，自西安端設(shè)計(jì)-9‰、-11‰、-6‰的單面下坡。

1.2 病害情況

工務(wù)段日常檢查，發(fā)現(xiàn)永壽梁隧道多處出現(xiàn)整體道床下沉和翻漿冒泥病害，局部水溝產(chǎn)生裂紋，因此需要盡快采取措施進(jìn)行整治。其中上行102+000～102+011 處，左軌膠墊厚度達(dá)到26mm，超墊16mm；右軌膠墊厚度達(dá)到40mm，超墊30mm。通過電子水準(zhǔn)儀對(duì)此段整體道床水平情況進(jìn)行測(cè)量，最大沉降值近50mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出沉降標(biāo)準(zhǔn)控制值。左、右軌沉降曲線如圖1 所示。

圖1 左、右軌沉降曲線

2 病害整治

2.1 整治方案

為了徹底解決整體道床下沉、翻漿冒泥病害，我們與各單位進(jìn)行多次討論，最終確定采用以下方案進(jìn)行整治：

1）采用JC 高聚物抬升注漿材料進(jìn)行道床抬升；將JC 高聚物抬升注漿材料注入整體道床填充層，通過控制注漿工藝，確保JC 高聚物注漿材料按照策劃的時(shí)間和密度進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡過程產(chǎn)生膨脹力從而達(dá)到抬升的目的。

2）采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)病害段進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)結(jié)合檢測(cè)結(jié)果，確定注漿加固的位置和深度，在整體道床抬升后，再采用TGRM 水泥灌漿料對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的不密實(shí)、空穴區(qū)段進(jìn)行二次注漿加固。

2.2 注漿抬升

2.2.1 原理

通過注漿抬升專用設(shè)備將高聚物發(fā)泡材料注入道床下部填充層或鋪底層，利用材料發(fā)泡膨脹產(chǎn)生的抬升力，多次、分區(qū)域?qū)嵤┨?，注漿過程要控制抬升高度，確保原軌道結(jié)構(gòu)在抬升過程中受力均勻，最終使原結(jié)構(gòu)恢復(fù)到墊板可調(diào)范圍。抬升原理如圖2 所示。

圖2 注漿抬升原理示意圖

2.2.2 注漿抬升順序

注漿抬升工藝實(shí)施主要分為三個(gè)階段：前期準(zhǔn)備階段、抬升實(shí)施階段、抬升后恢復(fù)階段。抬升施工，應(yīng)多次、分區(qū)域進(jìn)行（如圖3 所示），紅色為下沉曲線，綠色為抬升后的曲線，編號(hào)為抬升順序。

圖3 注漿抬升順序示意圖

3 注漿抬升施工

1）準(zhǔn)備工作。注漿抬升施工之前，以標(biāo)準(zhǔn)墊板替換軌下調(diào)高墊板并擰緊扣件，并調(diào)試設(shè)備。

2）線路測(cè)量。對(duì)需要注漿抬升施工段落的線路高程進(jìn)行測(cè)量。先在抬升施工的線路旁建立高程基準(zhǔn)點(diǎn)，具體數(shù)量根據(jù)施工段落的長度而定。高程基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)穩(wěn)定的地面，并對(duì)高程基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)應(yīng)具有唯一性。

測(cè)點(diǎn)編號(hào)完成后，采用DINI03 型精密電子水準(zhǔn)儀（精度為±0.3mm/km、最小讀數(shù)0.01mm）對(duì)需抬升的段落線路各承軌臺(tái)高程進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)應(yīng)保證板面上測(cè)量點(diǎn)處的潔凈。測(cè)量的段落應(yīng)包括抬升線路前后的搭接范圍。

3）注漿孔位置的標(biāo)識(shí)。根據(jù)線路高程測(cè)量結(jié)果，按照線路平順性要求，并結(jié)合軌道扣件系統(tǒng)的調(diào)整范圍，確定線路各個(gè)支承塊的抬升高度和抬升點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)各注漿點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)和編號(hào)。注漿點(diǎn)分中間注漿點(diǎn)和兩側(cè)注漿點(diǎn)，分別用“L”“M”“R”表示左側(cè)、中間、右側(cè)注漿點(diǎn)。

4）鉆孔。采用電錘鉆進(jìn)行鉆孔。鉆孔時(shí)，先用較短鉆頭進(jìn)行鉆孔，再用較長鉆頭進(jìn)行鉆孔，直至鉆至檢測(cè)深度。鉆孔完成后，應(yīng)及時(shí)清理、收集鉆出的粉塵，防止污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并應(yīng)采用玻璃膠或木塞對(duì)注漿孔進(jìn)行臨時(shí)封閉，防止水及雜質(zhì)進(jìn)入。

5）安裝注漿管及注漿作業(yè)。注漿管由內(nèi)管、外管、橡膠管、螺母、墊片及帶有單向閥的注漿嘴組成，不同孔深對(duì)應(yīng)選用不同長度的注漿管，注漿管露出注漿孔長度在15cm 左右。

先將封閉注漿孔的玻璃膠清理干凈，將注漿管插入注漿孔中，用大力鉗夾住注漿管的外管，然后用扳手?jǐn)Q注漿管上部的螺母，使外管擠壓橡膠管使橡膠管產(chǎn)生膨脹，從而封堵注漿孔，防止?jié){液沿著注漿管外壁上冒。

注漿前，將注漿抬升區(qū)段內(nèi)軌下的調(diào)高墊板拆除，并將軌道扣件重新擰緊。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核各點(diǎn)的注漿抬升量。

單次抬升量擬定為10mm，當(dāng)抬升量超過10mm時(shí)，應(yīng)分多次進(jìn)行抬升。在進(jìn)行二次抬升時(shí)，應(yīng)在第一次所施工的段落抬升、填充全部完成后進(jìn)行，二次抬升應(yīng)在原先的抬升孔或注漿孔上重新鉆孔、安裝注漿管進(jìn)行注漿。

在注漿的過程中，采用2 臺(tái)精密電子水準(zhǔn)儀對(duì)板面左右兩側(cè)高程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，達(dá)到預(yù)定抬升量后停止注漿作業(yè)。抬升高度應(yīng)考慮注漿材料的膨脹性能，預(yù)留5mm 左右的抬升量。

6）施工過程監(jiān)控、測(cè)量。施工前測(cè)量。對(duì)順坡段測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，校正本次抬升量，最終確定本次抬升目標(biāo)高程。

過程控制。進(jìn)行左右股道高程監(jiān)控，以最低點(diǎn)高程為停止目標(biāo)。相鄰軌道，進(jìn)行靠近注漿點(diǎn)側(cè)高程及水平位移監(jiān)控，并作為停止注漿抬升控制目標(biāo)之一。

下道前測(cè)量。測(cè)量施工段測(cè)量點(diǎn)高程，進(jìn)行本次順坡匯總，并分析本次順坡效果。

順坡點(diǎn)抬升高度達(dá)到預(yù)定值，動(dòng)停點(diǎn)位測(cè)量板端受抬升影響而產(chǎn)生的高程變化，只要其中一個(gè)條件達(dá)到即停止施工進(jìn)行原因分析。

按照既定的抬升方案注漿抬升施工完畢后，對(duì)該施工段落的所有承軌臺(tái)高程進(jìn)行測(cè)量。若不滿足要求，進(jìn)行再次抬升施工。

7）注漿抬升后回填壓漿。結(jié)合抬升前地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果，注漿完成并對(duì)注漿孔封堵之后，針對(duì)不密實(shí)部位進(jìn)行回填壓漿?；讐鹤GRM 特種灌漿料進(jìn)行回填加固,隧底壓漿施工工藝及工程技術(shù)要求:（a）壓漿材料采用TGRM 特種灌漿料；（1）注漿應(yīng)從線路中心向兩側(cè)進(jìn)行；（c）預(yù)先打孔，作為排淤口用；（d）漿液配比：水灰比=0.4～0.6:1（重量比）；（e）注漿壓力：0.2～0.5MPa，壓漿時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力，并設(shè)專人監(jiān)控線路，確保線路不會(huì)因壓漿而抬高；（f）壓漿孔位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況局部適當(dāng)調(diào)整。

4 效果分析

永壽梁隧道整體道床通過注漿抬升施工，整體道床板板面、軌面基本達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，下沉基本消失；基底加固注漿使不密實(shí)、空穴段得到有效治理。整體道床抬升前、后下沉量對(duì)比如圖4 和圖5 所示。

圖4 左軌抬升前、后沉降量對(duì)比曲線

圖5 右軌抬升前、后沉降量對(duì)比曲線

由圖4 和圖5 可以看出，用注漿法對(duì)沉降變形過大的整體道床進(jìn)行抬升施工，部分點(diǎn)位的抬升高度可達(dá)50mm，抬升施工后各測(cè)點(diǎn)的值與設(shè)計(jì)高程的差值縮小，最大差值控制在±5mm 以內(nèi)，使得軌面達(dá)到預(yù)定標(biāo)高。因此，注漿法抬升整體道床的施工方法可行、可靠。

5 結(jié)語

永壽梁隧道整體道床下沉、錯(cuò)臺(tái)等病害區(qū)段通過注漿抬升施工，使得軌面基本達(dá)到預(yù)定標(biāo)高，取得了較好的效果。隧道整體道床板抬升施工后，對(duì)基礎(chǔ)底部采用TGRM 特種灌漿料進(jìn)行加固注漿，填充了由于抬升而產(chǎn)生的空隙，起到了加固基礎(chǔ)的作用，隧道道床基礎(chǔ)的不密實(shí)、空穴病害也得到了有效的治理，起到了加固基床的作用，進(jìn)而防止抬升后再次產(chǎn)生下沉病害。

注漿抬升施工，不但能夠完美解決整體道床基礎(chǔ)下沉、基礎(chǔ)不密實(shí)的空穴，作業(yè)靈活并降低病害整治成本，將施工對(duì)鐵路造成的影響降到最低。