作者單位：武漢比鄰工程技術(shù)有限公司，武漢430061

作者簡(jiǎn)介：梅海軍，男，工程師。

摘要：隨著無(wú)砟軌道設(shè)備年限及通過(guò)總質(zhì)量的增加，設(shè)備存在自然老化?？?、貨、動(dòng)車(chē)混跑，通過(guò)量大且貨車(chē)的軸重增大，使得無(wú)砟軌道出現(xiàn)病害并迅速發(fā)展。同時(shí)，軌道板存在溫度梯度引起的板端翹曲、軸向溫度荷載導(dǎo)致的軌道板伸縮、砂漿層灌注不飽滿、列車(chē)動(dòng)力荷載及基礎(chǔ)不均勻沉降、下雨時(shí)雨水長(zhǎng)期沖刷等原因容易造成無(wú)砟軌道支承層與路基基床表層混凝土翻漿冒泥、路基面空洞下沉、離縫傷損等病害。為解決這一問(wèn)題，研究了隧道內(nèi)軌道板離縫注漿填充施工方法，通過(guò)定期進(jìn)行病害整治，可以保證列車(chē)運(yùn)行的安全。

關(guān)鍵詞：無(wú)砟軌道；病害整治；離縫注漿填充；快速維修

1引言

無(wú)砟軌道病害包括無(wú)砟軌道板下水泥瀝青乳化砂漿層破損外擠、支承層與路基基床表層混凝土翻漿冒泥、路基面空洞下沉、離縫傷損等。由于鐵路天窗維修對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)或軌道板進(jìn)行大修更換的時(shí)間有限制，為了保證正常運(yùn)輸秩序，會(huì)先采用錨筋、砂漿袋填充、限位、壓緊等輔助措施進(jìn)行注漿填充，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)過(guò)渡整治。

本文以實(shí)際工程為例，介紹隧道內(nèi)軌道板離縫注漿填充施工方法，可為實(shí)現(xiàn)無(wú)砟軌道“狀態(tài)修、高可靠、少維修”提供借鑒。

2工程概況

2.1項(xiàng)目概況

某線上行線是某樞紐引入工程，其中有全長(zhǎng)13.137 km的試驗(yàn)段，2006年建成開(kāi)通；下行線有兩段為無(wú)砟軌道綜合試驗(yàn)區(qū)段，全長(zhǎng)5.353 km，2009年開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，最高允許速度為160 km/h。

區(qū)段主要為板式、框架板式、雙塊式和岔區(qū)的長(zhǎng)枕埋入式無(wú)砟軌道。其中板式無(wú)砟軌道分為現(xiàn)澆板式無(wú)砟軌道、減振板式無(wú)砟軌道、縱連板式無(wú)砟軌道、Ⅰ型板式無(wú)砟軌道、平板式無(wú)砟軌道；框架板式無(wú)砟軌道分為普通框架板式無(wú)砟軌道、預(yù)應(yīng)力框架板式無(wú)砟軌道、框架縱連板式無(wú)砟軌道；雙塊式無(wú)砟軌道分為普通雙塊式無(wú)砟軌道、雙塊式Ⅲ型無(wú)砟軌道、雙塊式Ⅱ型無(wú)砟軌道。

2.2病害類(lèi)型及產(chǎn)生原因

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，試驗(yàn)段無(wú)砟軌道的主要病害有三種：一是部分無(wú)砟軌道板下水泥瀝青乳化砂漿層破損外擠，如圖1所示；二是無(wú)砟軌道支承層與路基基床表層混凝土翻漿冒泥，路基面空洞下沉，如圖2所示；三是雙塊式軌枕與道床板離縫、脫離，如圖3所示。

針對(duì)上述病害進(jìn)行調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的主要原因如下：

（1）設(shè)備年限及通過(guò)總質(zhì)量逐年增加，設(shè)備自然老化劣化。

（2）無(wú)砟軌道客、貨、動(dòng)車(chē)混跑且通過(guò)量大，尤其是貨車(chē)軸重大，使得試驗(yàn)段病害大量產(chǎn)生并迅速發(fā)展。

（3）軌道板溫度梯度引起板端翹曲，軸向溫度荷載導(dǎo)致軌道板伸縮，砂漿層灌注不飽滿，列車(chē)動(dòng)力荷載及基礎(chǔ)不均勻沉降等原因都會(huì)造成離縫傷損，在雨水長(zhǎng)期的沖刷下形成一系列的軌道病害，對(duì)列車(chē)的安全運(yùn)行造成了極大的安全隱患，因此應(yīng)定期進(jìn)行病害整治，保證無(wú)砟軌道的安全性。

3整治思路

考慮到病害地段積水嚴(yán)重，無(wú)法確定基礎(chǔ)變形是否穩(wěn)定，現(xiàn)階段不具備開(kāi)展軌道徹底整治的條件，但由于病害地段線路線形超限，板下脫空導(dǎo)致道床不穩(wěn)定，為了保證列車(chē)運(yùn)行安全，建議對(duì)病害地段軌道進(jìn)行臨時(shí)過(guò)渡整治。作為軌道病害整治過(guò)渡方案，旨在增強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及耐久性，為之后徹底整治預(yù)留條件，因此不對(duì)軌道結(jié)構(gòu)體系做重大調(diào)整或改變。

軌道臨時(shí)整治的總體思路為：

（1）針對(duì)道床板與回填層間離縫脫空病害，采取“灌注袋支撐”的方式增強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，后期徹底整治時(shí)可將砂漿袋移出。

（2）針對(duì)軌面線形不良，擬采取“扣件精調(diào)”的方式恢復(fù)線路平順性。

（3）路基翻漿病害整治及雙塊式軌枕與道床板離縫、脫離整治，施工前后不限速。

（4）水泥瀝青乳化砂漿破損整治，施工期間，當(dāng)日封鎖開(kāi)通后，施工地段限速60 km/h至下次封鎖前；施工結(jié)束后，開(kāi)通首列限速60 km/h，以后限速80 km/h，120 km/h各不少于24 h，其后恢復(fù)正常速度。

（5）鄰線限速：復(fù)線施工地段，線間距小于5 m處所，施工時(shí)鄰線限速60 km/h。

4整治方案

以“盡量減少無(wú)砟軌道整治次生病害、維持無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)整體性”及“確保線路行車(chē)安全”為原則，對(duì)整治區(qū)段無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)整治。

施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→回填層植入錨筋→離縫清理→放置灌注袋→設(shè)置臨時(shí)壓緊裝置→注漿填充→限位→拆除臨時(shí)壓緊裝置→設(shè)置橫向限位塊（軌道板）→軌道精調(diào)。

4.1施工準(zhǔn)備

4.1.1確定整治范圍

具體整治實(shí)施范圍由工務(wù)段、施工單位現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)工務(wù)部門(mén)養(yǎng)護(hù)維修需求最終確定。施工期間軌道保持原有標(biāo)高，待施工完成后統(tǒng)一對(duì)整治段軌道精調(diào)。

4.1.2調(diào)査軌道電路、應(yīng)答器等站后設(shè)施

施工前應(yīng)對(duì)軌道電路、應(yīng)答器等站后設(shè)施進(jìn)行調(diào)查，并制定臨時(shí)過(guò)渡方案，確保施工期間各相關(guān)設(shè)施不被損壞。施工后按相關(guān)專(zhuān)業(yè)要求恢復(fù)各設(shè)施。

4.1.3應(yīng)急保障方案

施工單位應(yīng)配合運(yùn)營(yíng)部門(mén)制定應(yīng)急保障方案，有針對(duì)性地制定脹軌跑道、鋼軌重傷、鋼軌折斷等故障預(yù)防和處置預(yù)案。強(qiáng)化應(yīng)急處置能力，及時(shí)做好安全保障，確保施工期間不影響行車(chē)安全和作業(yè)安全。

4.1.4安全防護(hù)

施工單位應(yīng)按規(guī)定與設(shè)備管理單位簽訂安全協(xié)議，作業(yè)時(shí)應(yīng)通知相關(guān)單位配合，施工單位和運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)按相關(guān)管理辦法進(jìn)行安全防護(hù)。

4.1.5人員組織

組織施工人員辦理各類(lèi)進(jìn)場(chǎng)手續(xù)，進(jìn)行技術(shù)交底及安全教育培訓(xùn)。

4.1.6機(jī)具材料準(zhǔn)備

（1）將施工材料及設(shè)備分次倒運(yùn)至臨時(shí)存放區(qū)。

（2）調(diào)試高強(qiáng)混凝土的配合比并驗(yàn)證，對(duì)場(chǎng)外各工序銜接及設(shè)備工效進(jìn)行驗(yàn)證。

（3）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行扣件預(yù)松復(fù)緊試驗(yàn)并更換失效扣件及損壞鐵墊板。

（4）鋪設(shè)供電線路，安裝配電箱（需提供滿足30 kW功率設(shè)備的使用）。

4.1.7道床疏通排水

對(duì)要整治的軌道板排水溝及軌道板側(cè)肩現(xiàn)澆混凝土表面的明水進(jìn)行疏通引流，必要時(shí)在排水溝上側(cè)設(shè)置集水坑進(jìn)行人工抽水引流。

對(duì)要整治的軌道板排水溝及軌道板側(cè)肩現(xiàn)澆混凝土流水進(jìn)行仰拱面出水點(diǎn)封堵，在整治范圍兩側(cè)仰拱填充面設(shè)置攔水坎，并在攔水坎上開(kāi)孔，設(shè)置100 mm鋼管，將水引至下游。施工期間應(yīng)將鋼管固定牢固，以免影響正常行車(chē)。施工完畢后拆除臨時(shí)引排水設(shè)施。

4.2回填層植入錨筋

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)離縫脫空情況，確定灌注袋支撐的范圍。錨筋設(shè)置間距為沿線路方向1.5 m/個(gè)，鉆孔采用水鉆進(jìn)行，鉆孔直徑32 mm，鉆孔深度250 mm，植筋采用長(zhǎng)370 mm、直徑25 mm的PSB830精軋螺紋鋼筋（端部設(shè)置接長(zhǎng)外絲），回填層植入錨筋如圖4所示。植入錨筋時(shí)，可局部鑿除病害地段對(duì)植筋有干擾的道床板角混凝土錯(cuò)臺(tái)。

4.3離縫清理

采用電鎬、風(fēng)鎬等工具，從側(cè)面迅速鑿除傷損砂漿層。采用高壓風(fēng)槍或熱風(fēng)機(jī)等工具清理道床板下離縫內(nèi)夾渣、碎屑、灰塵等。

4.4放置灌注袋

在經(jīng)整理后的離縫內(nèi)，通過(guò)細(xì)絲牽拉將專(zhuān)用灌注袋放入預(yù)設(shè)位置，專(zhuān)用灌注袋沿道床板兩側(cè)按不超過(guò)650 mm間隔鋪設(shè)灌注，位于軌枕正下方，長(zhǎng)度為800 mm，寬度為300 mm。專(zhuān)用灌注袋填充如圖5所示。灌注袋適用于大于等于5 mm的離縫，考慮回填層頂面不平整，灌注袋放置過(guò)程中可配合起道器進(jìn)行，起道器抬升道床高度不得超過(guò)5 mm。

4.5設(shè)置臨時(shí)壓緊裝置

通過(guò)回填層植入的錨筋，在道床板兩側(cè)上方設(shè)置臨時(shí)壓緊裝置，通過(guò)該壓緊裝置將無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)臨時(shí)扣壓，扣壓力至少24 t（用噸力表示壓力，1 t≈10 kN），以防注漿時(shí)無(wú)砟軌道上浮。錨桿的長(zhǎng)度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)道床板實(shí)際厚度進(jìn)行調(diào)整，臨時(shí)壓緊裝置如圖6所示。

4.6注漿填充

采用專(zhuān)用注漿機(jī)在袋中定量注入高流態(tài)自充盈注漿材料，同時(shí)采用水準(zhǔn)儀觀察軌道高程變化，將提前計(jì)算好的材料全部注入后停止注漿，注漿時(shí)應(yīng)按一定速度緩慢地由內(nèi)而外移動(dòng)注漿管，防止注漿管被膠液粘結(jié)。該材料在70 s后開(kāi)始膨脹固化，至100 min固化反應(yīng)基本完成，其抗壓強(qiáng)度≥0.7 MPa［1］。

砂漿袋注漿前，應(yīng)清理注漿范圍內(nèi)積水，保證固化前灌注范圍無(wú)流動(dòng)水。

4.7限位

為防止在列車(chē)反復(fù)振動(dòng)沖擊荷載下砂漿袋串出，在道床板兩側(cè)對(duì)應(yīng)位置設(shè)置限位措施。采用角鋼進(jìn)行限位，角鋼通過(guò)膨脹螺栓（不銹鋼）與回填層連接［2］。

注漿完成，待注漿材料凝固穩(wěn)定后，拆除臨時(shí)壓緊裝置。

4.8設(shè)置橫向限位塊（軌道板）

病害地段位于曲線地段，為增強(qiáng)道床橫向穩(wěn)定性，在道床板兩側(cè)成對(duì)設(shè)置若干橫向限位塊。橫向限位塊為長(zhǎng)400 mm、寬300 mm、高250 mm的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，沿線路縱向間距為2.5 m。通過(guò)在回填層植入9根長(zhǎng)600 mm的20 mm螺紋鋼筋固定限位塊，植筋時(shí)采用直徑25 mm的水鉆鉆孔，鉆孔深度400 mm，鋼筋通過(guò)植筋膠錨固，混凝土采用C40快硬型聚合物混凝土。橫向限位塊如圖7所示。

限位塊與道床板側(cè)面通過(guò)4 mm厚的土工布進(jìn)行隔離，土工布的性能應(yīng)滿足《高速鐵路CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道隔離層用土工布》（QCR 658—2018）的規(guī)定。

精調(diào)鋼軌，使其滿足平順度要求。

5結(jié)語(yǔ)

本文以某線路無(wú)砟軌道病害整治的實(shí)際工程為例，介紹了隧道內(nèi)軌道板離縫注漿填充施工方法，作為一種軌道病害臨時(shí)整治方案，工序簡(jiǎn)單快速、易于實(shí)施，能夠有效解決板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)填充層病害，修復(fù)后的軌道結(jié)構(gòu)能夠滿足高速行車(chē)的要求。本方法也適用于高速鐵路板式無(wú)砟軌道填充層修補(bǔ)加固和其他具有層狀結(jié)構(gòu)工程的修復(fù)加固。

參考文獻(xiàn)

［1］ 吳紹利，吳智強(qiáng)，王鑫，等. 板式無(wú)砟軌道軌道板與砂漿層離縫快速維修技術(shù)研究［J］. 鐵道建筑，2012（3）：115-117.

［2］ 許國(guó)華，冉丹丹，宋康康. 一種木軌枕橫向限位裝置：CN202221808355.X［P］. 2022-11-18.