王浩宇

（深圳地鐵運營集團有限公司，廣東深圳518000）

0 引言

地鐵軌道交通是城市交通網(wǎng)絡(luò)的骨架，其承擔(dān)了大部分公交客流量，連接著城市不同功能區(qū)域，因此確保地鐵的絕對安全運營對維持城市高效運行有重要意義[1]。地鐵等軌道交通局部道床上拱會直接影響軌道的正常幾何形位，嚴(yán)重危及行車安全，是亟須搶修治理的病害之一[2]。賀錦美基于某地鐵隧道所處的地理位置、巖層分布特點、施工工法和地下水等因素，從工程水文地質(zhì)角度分析了道床隆起的原因，并提出類似工程施工的優(yōu)化建議。杜茂金闡述了地下線軌道交通道床隆起事故的危害性，從水文地質(zhì)、施工因素及結(jié)構(gòu)受力等方面分析了道床隆起的原因，并提出了道床隆起搶險流程及方案。王堯浩分析了莞惠城際礦山法隧道無砟道床隆起病害的成因，通過打孔泄壓、填充注漿、植筋錨固等治理措施成功治理了隆起病害，確保了列車運營安全。

1 病害概況

某地地鐵運營部門現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，某區(qū)間上行K12+335附近自2020年7月起軌道標(biāo)高逐步上升，并于2021年8月1日出現(xiàn)局部6m范圍內(nèi)較明顯道床上拱現(xiàn)象，最大道床上拱值8mm，導(dǎo)致上行軌道高低值超保養(yǎng)限值，現(xiàn)場工作人員進行了累計最大10mm扣件墊高作業(yè)。運營部門組織橋隧、軌道、測量等相關(guān)專業(yè)人員進行現(xiàn)場專項調(diào)查與測量。經(jīng)軌道專業(yè)現(xiàn)場軌檢測量核查，該區(qū)間上行K12+335道床上拱點附近軌道左股鋼軌最大高低值16mm，右股鋼軌最大高低值15mm，上行K12+260—K12+370范圍內(nèi)其他軌道幾何狀態(tài)軌距值在-1～2mm，水平值在0～2mm，無三角坑，方向平順。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)間上行K12+335道床上拱段附近設(shè)置有變形縫，該變形縫對應(yīng)道床有明顯裂紋及脫空，且結(jié)構(gòu)縫前后10m范圍內(nèi)水溝同樣存在開裂、破損情況，見圖1。為解決道床上拱問題，現(xiàn)場嘗試采取鉆孔排水泄壓臨時搶修方案，在現(xiàn)場不同位置的道床上分別鉆取4個φ14mm的泄水孔，最大深度700mm（該處道床厚400mm，底板厚1100mm），但均未出現(xiàn)任何出水情況。為確保地鐵運行安全，在該區(qū)段病害未得到有效治理前，采取臨時限速30km/h的措施。

圖1 現(xiàn)場水溝和道床結(jié)構(gòu)縫破損情況

2 監(jiān)測數(shù)據(jù)

道床上拱區(qū)域位于明挖區(qū)間且靠近車站尾端，該車站為換乘車站，且換乘線路正處于建設(shè)階段。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，在既有車站和區(qū)間受施工影響范圍內(nèi)布置了許多沉降變形監(jiān)測點，于是調(diào)取了車站結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)和軌道變形監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.1 車站結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)

車站范圍自動化監(jiān)測以換乘節(jié)點為中心，縱向監(jiān)測長度為160m，布設(shè)監(jiān)測斷面22個，換乘區(qū)域內(nèi)斷面間距為5m，換乘區(qū)域外斷面間距為10m，每個斷面布設(shè)5個監(jiān)測點，其中道床布置3個監(jiān)測點，兩側(cè)側(cè)墻布置2個監(jiān)測點，如圖2所示。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，南北兩側(cè)的基坑開挖卸載、運營線和換乘線連接段拆除地下連續(xù)墻和主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻，引起地鐵運營線軌道局部變形較大。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，從2021年7月—2021年8月中旬，上、下行線里程K12+333.4附近的監(jiān)測點數(shù)據(jù)都有不同程度的起伏，從2021年9月下旬至今，該變化趨勢已相對穩(wěn)定。

圖2 車站自動化監(jiān)測斷面圖

2.2 軌道變形監(jiān)測數(shù)據(jù)

第三方監(jiān)測單位根據(jù)要求，利用原CPIII控制網(wǎng)對DK12+120—DK12+550范圍內(nèi)的軌面標(biāo)高進行了數(shù)據(jù)采集。根據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)與原設(shè)計軌面標(biāo)高對比，上行線ZDK12+212.846—ZDK12+243.817、ZDK12+318.864—ZDK12+345.613范圍內(nèi)的軌面高程上拱值較大（超過4mm），最大上拱量17mm（ZDK12+335.663處），如圖3所示。

圖3 軌道變形監(jiān)測數(shù)據(jù)

3 成因機理分析

在建工程基坑開挖或支護措施施工不當(dāng)，往往容易引起周邊已有建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降和變形[3]。該換乘車站及明挖區(qū)間的地質(zhì)條件及周邊環(huán)境復(fù)雜，且存在部分軟土和人工填土，在建換乘線施工緊鄰地鐵運營線，南北兩側(cè)的基坑開挖卸載、運營線和換乘線連接段拆除地下連續(xù)墻和主體結(jié)構(gòu)墻，引起地鐵運營線軌道局部隆起變形較大。依據(jù)在建換乘線施工進度情況、車站和軌道變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，換乘線與運營線連接段結(jié)構(gòu)已完成剛性連接，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示運營線道床上拱情況已趨于穩(wěn)定，可組織開展道床破損病害整治和線路調(diào)坡等治理工作。

4 治理方案

軌道結(jié)構(gòu)需要直接承受、傳遞列車荷載并引導(dǎo)列車運行，是軌道交通運營的基礎(chǔ)[4]。因此，對其進行治理時應(yīng)遵循以下原則：第一，待結(jié)構(gòu)沉降或隆起穩(wěn)定，方可進行軌道結(jié)構(gòu)整治；第二，整治后軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)有較強的整體性，具有牢固、穩(wěn)定、耐久、均衡等特性，以確保列車安全、平穩(wěn)和舒適運行；第三，整治后軌面標(biāo)高應(yīng)盡量恢復(fù)原設(shè)計標(biāo)高；第四，整治后應(yīng)預(yù)留一定的扣件調(diào)高量，便于后期的正常運營、維修[5]。

4.1 道床結(jié)構(gòu)加固

4.1.1 變形縫防水處理

為避免底板變形縫大量漏水，應(yīng)對底板變形縫進行堵漏處理。將底板變形縫內(nèi)中埋式止水帶內(nèi)側(cè)的密封材料清理干凈，并用高壓清水洗凈，用壓縮空氣吹干。間隔500mm插入φ14注漿管，槽口與管壁間采用速凝無機堵漏材料封填，待封口材料達到標(biāo)準(zhǔn)強度后，通過注漿管向變形縫內(nèi)注入高彈性無收縮密封注漿材料（硅烷改性聚醚密封膠，簡稱MS密封膠），當(dāng)相鄰注漿管溢出漿液時停止注漿，換到下一個注漿管繼續(xù)注漿，直到全部注漿管完成注漿，需注意注漿壓力不得大于0.2MPa。

4.1.2 道床與主體結(jié)構(gòu)連接

在道床兩軌道間布設(shè)兩排錨桿，錨桿為φ22鋼筋，橫向間距1000mm，縱向間距1190mm。鉆孔深850mm，孔徑φ30mm，錨入底板混凝土內(nèi)550mm。錨桿斷面如圖4所示。在整治范圍內(nèi)，用電鉆在軌道內(nèi)側(cè)鉆孔，孔徑30mm，成孔后采用PVC管將錨固劑藥包頂送入底部，然后抽出PVC管，各節(jié)錨固劑藥包均按此方法送入。最后插入φ22螺紋鋼筋，鋼筋長750mm，位置居中，上、下兩端保留50mm保護層。

圖4 錨固平面和斷面示意圖

4.1.3 整體道床與底板間灌漿加固

在道床鋼軌間共布注漿孔3排，梅花形布置，并避開錨桿設(shè)置位置?？咨?50mm，橫向間距1000mm，縱向間距500mm，孔徑32mm，采用早強灌漿料封孔埋管，如圖5所示。采用重力灌漿方式，將漿料灌注至道床底部空隙，估算漿體體積，確保備料充足，一次灌滿。實際灌注體積數(shù)量不應(yīng)與計算值產(chǎn)生過大誤差，以免施工過程中缺漿。灌漿時應(yīng)從中心部位向四周灌注，從周邊間隙觀察到灌漿材料全部灌滿方可停止灌漿。待漿料強度達到20MPa后，檢查是否有漏漿處，必要時對漏漿處進行補漿。

圖5 注漿孔布置示意圖

4.2 軌道狀態(tài)調(diào)整

根據(jù)第三方測量單位提供的軌面實測高程數(shù)據(jù)，上行線ZDK12+326.594—ZDK12+340.267范圍內(nèi)的軌道高低值，最大軌面上拱量為17mm，最大軌道高低超標(biāo)16mm（10m弦）。基于目前問題段軌面呈現(xiàn)局部上拱現(xiàn)象，可通過更換高度更低的扣件降低問題段的實際軌面標(biāo)高?？蓪⑦\營線上拱區(qū)域YDK17+01—YDK17+840段的扣件更換為改進型減振扣件，該扣件與問題段既有扣件的減振等級、性能參數(shù)及釘孔距等接口均一致，而安裝高度僅為49mm，可較問題段既有扣件（標(biāo)準(zhǔn)安裝高度為63mm）降低14mm軌面高度，如圖6所示。

圖6 扣件組裝圖

5 結(jié)論

結(jié)合某地鐵運營線某區(qū)間局部道床上拱病害的現(xiàn)場情況，以及車站和軌道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，掌握了病害成因并制定了科學(xué)合理的治理措施，主要結(jié)論及后續(xù)施工建議如下：

第一，運營線地鐵車站和軌道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)較好地反映了換乘線接駁施工過程中結(jié)構(gòu)物的沉降變形情況，為運營線局部道床上拱病害成因機理分析提供了直接、可靠的依據(jù)。

第二，車站結(jié)構(gòu)南北兩側(cè)的基坑開挖卸載、運營線與換乘線連接段拆除地下連續(xù)墻和主體結(jié)構(gòu)墻，是引起地鐵運營線軌道發(fā)生局部較大隆起變形的主要原因。

第三，制定了道床結(jié)構(gòu)加固和軌道狀態(tài)調(diào)整兩階段治理方案，可為后續(xù)開展現(xiàn)場施工治理提供有力保障。

第四，施工治理過程中應(yīng)嚴(yán)格控制灌漿工藝，在實現(xiàn)道床、結(jié)構(gòu)加固的前提下，保證灌漿后不引發(fā)道床二次上拱。

第五，軌道狀態(tài)調(diào)整過程中應(yīng)嚴(yán)格按照地鐵運營部門相關(guān)軌道幾何形位管理辦法，細化軌道狀態(tài)調(diào)整現(xiàn)場施工作業(yè)指導(dǎo)書。