鐵路路基下沉加固施工技術(shù)淺議

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摘要：文章以福建南動(dòng)車所L1DK3+770-867段路基加固工程為例，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下路基下沉加固展開(kāi)分析，總結(jié)相應(yīng)的加固技術(shù)，可為今后類似情況下的路基加固提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：既有線；路基沉降；路基加固；監(jiān)測(cè)

0引言

一種交通方式，是我國(guó)的生產(chǎn)及安全提供必要保障的基礎(chǔ)設(shè)施，在我國(guó)的鋪設(shè)覆蓋范圍極其廣泛。但是由于使用年限增加，部分鐵路由于受到自然條件的影響，特別是地質(zhì)條件的變化及水流的沖刷，導(dǎo)致路基工程破壞，出現(xiàn)路基下沉等病害[1]。因此對(duì)既有鐵路路基注漿加固也是保證路基穩(wěn)定的一個(gè)研究課題。

1工程概況

福州南動(dòng)車應(yīng)用所分三期工程實(shí)施，福州南動(dòng)車應(yīng)用所分三期工程實(shí)施，二期為合福引入福州樞紐引起動(dòng)車所改造工程，三期為福平引入福州樞紐引起動(dòng)車所改造工程。本次現(xiàn)場(chǎng)78號(hào)道岔出現(xiàn)路基下沉問(wèn)題，為二期工程實(shí)施內(nèi)容。該處附近地層為1.5m厚軟塑粉質(zhì)粘土，2m厚淤泥質(zhì)粘土，下為硬塑粉質(zhì)粘土，具體二期施工圖設(shè)計(jì)，填高約6.5m，地基加固為旋噴樁及攪拌樁加固，樁長(zhǎng)3.3~4.5m，進(jìn)入硬底不少于0.5m，旋噴樁間距1.5m，攪拌樁間距1.2m，邊坡骨架內(nèi)植草種灌木防護(hù)。

2施工重點(diǎn)和難點(diǎn)

本次整治施工為福夏鐵路福州南動(dòng)車所78號(hào)道岔轉(zhuǎn)折機(jī)處附近路基陷穴病害處理，該處沉降較為嚴(yán)重，應(yīng)盡快整治、以消減陷穴對(duì)該區(qū)段行車的影響。該區(qū)段行車跨線多，且在道岔范圍內(nèi)施工，采用天窗內(nèi)作業(yè)，對(duì)施工組織要求嚴(yán)，施工作業(yè)安全及施工質(zhì)量控制是重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3病害調(diào)查

依據(jù)高密度電法及面波法分層解譯結(jié)果，對(duì)各地層進(jìn)行劃分，并對(duì)其厚度進(jìn)行量化。異常的判定主要是針對(duì)于背景值中低速閉合圈或局部下凹不連續(xù)位置進(jìn)行圈定。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)既有線路水溝、涵洞、電纜線等干擾因素進(jìn)行排查，最后對(duì)整個(gè)場(chǎng)區(qū)的物探資料進(jìn)行綜合解釋，形成路基病害平面分布成果。本次探78號(hào)道貪為例進(jìn)行說(shuō)明。自地表往下，視電阻率值表現(xiàn)為淺高、深部低的特征，在測(cè)線其它位置埋深約6~14m，面波等值線呈現(xiàn)下凹及低速閉合圈現(xiàn)象，結(jié)合電阻率等值線物探推斷為疏松、富水引起的異常。通過(guò)每個(gè)區(qū)段的探測(cè)分析，確定每段路基一下空洞及富水情況，制定相應(yīng)的治理方案。本次工作在K3+800~K3+965區(qū)段共發(fā)現(xiàn)路基病害異常35處，均分布在塌陷周邊60m范圍內(nèi)，其中底板埋深5m以淺病害異常2處，埋深5~10m病害異常22處，埋深10m以深病害異常10處。根據(jù)這些異常推斷出17處病害，其中K3+904~908處路基脫空病害即為本次路基陷穴的反映。K3+800~K3+965區(qū)段通過(guò)高密度電法及面波法分層解譯得到圖形如圖1所示。如同K3+800~K3+965區(qū)段的探測(cè)方法對(duì)78號(hào)道岔轉(zhuǎn)折機(jī)處所有區(qū)段探測(cè)得出整個(gè)區(qū)段路基的陷穴情況，為確定沉降治理方法提供可靠的數(shù)字依據(jù)。78號(hào)道岔轉(zhuǎn)折機(jī)處路基陷穴探測(cè)綜合平面圖如圖2所示。

4病害治理

4.1施工準(zhǔn)備

（1）技術(shù)交底按技術(shù)責(zé)任制分工、分級(jí)進(jìn)行。項(xiàng)目總工對(duì)所屬的作業(yè)班及全體人員進(jìn)行技術(shù)交底，技術(shù)負(fù)責(zé)人向其所屬的作業(yè)組長(zhǎng)及全體技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，各作業(yè)班組負(fù)責(zé)人對(duì)全組的工人進(jìn)行技術(shù)交底，各級(jí)交底做好記錄。（2）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)使用的測(cè)量的樁，交樁時(shí)，技術(shù)負(fù)責(zé)人和工程測(cè)量人員參加，布置好控制樁和水準(zhǔn)點(diǎn)樁，定期組織技術(shù)人員對(duì)控制樁位進(jìn)行測(cè)量、復(fù)測(cè)工作。（3）對(duì)營(yíng)業(yè)線影響范圍內(nèi)地下管線進(jìn)行探測(cè)，聯(lián)系設(shè)備管理部門進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，探測(cè)采用人工挖探溝和探測(cè)儀器結(jié)合的方式進(jìn)行，探溝間隔5m，施工范圍內(nèi)全部探測(cè)清楚。防止施工中對(duì)管線造成破壞事故。（4）對(duì)既有線路監(jiān)測(cè)，根據(jù)月度施工計(jì)劃申報(bào)的天窗與設(shè)備管理單位共同檢查線路的基本狀態(tài)，檢查頻率一天一次。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)布置要求如表1所示。（5）作業(yè)平臺(tái)填筑前考慮排水反坡設(shè)置、排水方背向既有路基外側(cè)，既有線路基兩側(cè)作業(yè)平臺(tái)開(kāi)挖完成后，必須將施工場(chǎng)地范圍內(nèi)整平，并由遠(yuǎn)離既有線側(cè)至鄰近既有線側(cè)順出4％～10％的橫坡，利用開(kāi)挖整平后的自然坡引地表水至水溝，防止泡塌基坑壁及軟化既有線路基[2]。

4.2施工工藝

（1）布孔。路基采用鋼花管注漿進(jìn)行路基補(bǔ)強(qiáng)，間距3m，在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域用白灰按3m正方形定點(diǎn)，遇到點(diǎn)位與軌道、軌枕、接觸網(wǎng)基礎(chǔ)及其他結(jié)構(gòu)物有干擾時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整孔位位置，保證孔位與結(jié)構(gòu)物錯(cuò)開(kāi)，防止因施工對(duì)既有設(shè)備造成破壞。（2）清渣。按照布孔位置，清除孔口周圍道渣，防止在施工過(guò)程中對(duì)道渣造成污染。（3）下鋼套管。清渣完成露出道床底面后下鋼套管，套管深度離路床頂不小于0.6m。（4）鉆孔確定鉆孔位置，采用鉆機(jī)引孔，鉆機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)采用人工轉(zhuǎn)運(yùn)，在轉(zhuǎn)運(yùn)途經(jīng)鋼軌位置，在鋼軌上鋪設(shè)竹膠板，軌道間墊枕木，防止鉆機(jī)墜落時(shí)碰傷鋼軌。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉆孔孔徑48mm，孔深4~9.5m。在鉆孔過(guò)程中，及時(shí)對(duì)鉆出的渣樣進(jìn)行清理，防止造成道床大范圍污染。（5）安裝花管及注漿管。施工前按照設(shè)計(jì)要求提前加工注漿管（注漿管長(zhǎng)度不大于3m，花管之間用套管連接，保證供電設(shè)備安全限界，水平運(yùn)輸），經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)場(chǎng)放置于施工現(xiàn)場(chǎng)附近并加以覆蓋。待鉆機(jī)成孔后及時(shí)安裝花管，以防塌孔造成注漿管安裝困難。注漿管采用外徑48mm，壁厚3.25mm的無(wú)縫鋼花管。在花管端部0.5m起設(shè)置注漿孔，孔徑6.8mm，孔間距15mm，呈梅花形布置，前端設(shè)置成錐形。未注漿的鋼花管外露高度不高于軌枕頂面，保證機(jī)車行車安全。（6）水泥砂漿封口。采用水灰比0.5∶1的水泥砂漿并摻入10%水玻璃封堵注漿孔。（7）注漿。將提前準(zhǔn)備的水泥、外加劑及攪拌機(jī)安置在不影響列車營(yíng)運(yùn)及滿足施工要求的地方。試驗(yàn)人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比配置漿液。在注漿過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)施工配合比及注漿壓力。封口砂漿強(qiáng)度達(dá)到要求后方可進(jìn)行注漿。注漿采用單孔單液，注漿一經(jīng)開(kāi)始，力求避免中斷。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，注漿所用水泥為P·O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6∶1并摻入1%KDSP-1高性能減水劑。注漿壓力為0.2～0.3MPa。注漿軟管為絕緣橡膠管道，可直接跨越線路，在注漿過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)軌枕及軌道高程變化，防止在注漿過(guò)程中因注漿壓力過(guò)大或注漿時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致路基起拱。每次注漿完畢后用清水沖洗注漿套中的殘留漿液，以利于下一次注漿。（8）回填清洗道砟。注漿完成后及時(shí)沖洗道渣及清理施工垃圾，防止道床污染，對(duì)于缺道砟位置補(bǔ)充新道砟，填充完成后工務(wù)監(jiān)護(hù)驗(yàn)收。（9）恢復(fù)水溝及轉(zhuǎn)轍機(jī)基礎(chǔ)。鉆孔灌漿完成后，重新澆筑水溝及轉(zhuǎn)轍機(jī)基礎(chǔ)。

4.3質(zhì)量控制要求

（1）鉆孔時(shí)準(zhǔn)確及時(shí)記錄孔號(hào)、鉆孔深度、土層、地質(zhì)類型、分層深度等參數(shù)。（2）注漿施工過(guò)程中的自檢施工記錄應(yīng)該完整。注漿過(guò)程中應(yīng)詳細(xì)記錄每一個(gè)鉆孔的每次注漿壓力、注漿量、注漿時(shí)間和總注漿量等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常有針對(duì)性解決。（3）整理資料要及時(shí)，分析相鄰注漿孔和相鄰排注漿孔的注漿流量、注漿壓力和注漿量等參數(shù)，根據(jù)參數(shù)的變化情況預(yù)測(cè)注漿效果。對(duì)注漿過(guò)程中存在的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行分析處理。（4）注漿過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)既有線路基及相應(yīng)建筑物等進(jìn)行沉降、傾斜、變形和位移觀測(cè)。（5）水泥漿應(yīng)現(xiàn)拌現(xiàn)用，拌合要均勻，不得靜置過(guò)久，不得離析，應(yīng)連續(xù)供漿，在噴漿過(guò)程中如因?yàn)闄C(jī)械故障、噴嘴堵塞等原因造成施工中斷時(shí)，噴漿連續(xù)性得不到保障就會(huì)影響工程質(zhì)量，故現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有專業(yè)維修人員，如因故停機(jī)超過(guò)3h，為防止?jié){液硬結(jié)堵管，應(yīng)先拆卸輸漿管路清洗后備用。（6）注漿施工過(guò)程中加強(qiáng)過(guò)程控制，按所有注漿孔的2%～3%布置自檢孔，且每個(gè)注漿段落不得小于3孔。注漿結(jié)束后應(yīng)采用鉆孔法或原位測(cè)試法對(duì)注漿填充率、密實(shí)度或變形模量進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)。

5結(jié)語(yǔ)

既有鐵路路基經(jīng)過(guò)多年的雨水沖刷及地質(zhì)水文條件的變化，不可避免的出現(xiàn)沉降，對(duì)既有鐵路造成危害，影響行車安全。對(duì)既有鐵路路基注漿加固也是保證路基穩(wěn)定的一個(gè)研究課題。如何保證注漿施工質(zhì)量也是施工中最重要的，也是最難控制的要點(diǎn)。以上是本項(xiàng)目對(duì)既有鐵路路基加固施工措施的探索，按此加固措施施工工程中，既有鐵路軌道完好，既能使路基加固質(zhì)量得以保證，又保證了行車安全。

參考文獻(xiàn)

[1]馬新輝.鐵路路基施工中螺桿樁加固地基機(jī)理及施工工藝[J].安徽建筑，2019，26（5）：51-52.

[2]王紅衛(wèi).高速鐵路路基工程施工技術(shù)探討[J].四川水泥，2019（3）：139.

作者:殷李進(jìn) 單位:中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司