鐵路路基下沉加固施工技術淺議

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摘要：文章以福建南動車所L1DK3+770-867段路基加固工程為例，針對復雜地質條件下路基下沉加固展開分析，總結相應的加固技術，可為今后類似情況下的路基加固提供參考和借鑒。

關鍵詞：既有線；路基沉降；路基加固；監(jiān)測

0引言

一種交通方式，是我國的生產及安全提供必要保障的基礎設施，在我國的鋪設覆蓋范圍極其廣泛。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，特別是地質條件的變化及水流的沖刷，導致路基工程破壞，出現(xiàn)路基下沉等病害[1]。因此對既有鐵路路基注漿加固也是保證路基穩(wěn)定的一個研究課題。

1工程概況

福州南動車應用所分三期工程實施，福州南動車應用所分三期工程實施，二期為合福引入福州樞紐引起動車所改造工程，三期為福平引入福州樞紐引起動車所改造工程。本次現(xiàn)場78號道岔出現(xiàn)路基下沉問題，為二期工程實施內容。該處附近地層為1.5m厚軟塑粉質粘土，2m厚淤泥質粘土，下為硬塑粉質粘土，具體二期施工圖設計，填高約6.5m，地基加固為旋噴樁及攪拌樁加固，樁長3.3~4.5m，進入硬底不少于0.5m，旋噴樁間距1.5m，攪拌樁間距1.2m，邊坡骨架內植草種灌木防護。

2施工重點和難點

本次整治施工為福夏鐵路福州南動車所78號道岔轉折機處附近路基陷穴病害處理，該處沉降較為嚴重，應盡快整治、以消減陷穴對該區(qū)段行車的影響。該區(qū)段行車跨線多，且在道岔范圍內施工，采用天窗內作業(yè)，對施工組織要求嚴，施工作業(yè)安全及施工質量控制是重點和難點。

3病害調查

依據(jù)高密度電法及面波法分層解譯結果，對各地層進行劃分，并對其厚度進行量化。異常的判定主要是針對于背景值中低速閉合圈或局部下凹不連續(xù)位置進行圈定。結合現(xiàn)場情況對既有線路水溝、涵洞、電纜線等干擾因素進行排查，最后對整個場區(qū)的物探資料進行綜合解釋，形成路基病害平面分布成果。本次探78號道貪為例進行說明。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，結合電阻率等值線物探推斷為疏松、富水引起的異常。通過每個區(qū)段的探測分析，確定每段路基一下空洞及富水情況，制定相應的治理方案。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，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)段的探測方法對78號道岔轉折機處所有區(qū)段探測得出整個區(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號道岔轉折機處路基陷穴探測綜合平面圖如圖2所示。

4病害治理

4.1施工準備

（1）技術交底按技術責任制分工、分級進行。項目總工對所屬的作業(yè)班及全體人員進行技術交底，技術負責人向其所屬的作業(yè)組長及全體技術人員進行技術交底，各作業(yè)班組負責人對全組的工人進行技術交底，各級交底做好記錄。（2）對于現(xiàn)場使用的測量的樁，交樁時，技術負責人和工程測量人員參加，布置好控制樁和水準點樁，定期組織技術人員對控制樁位進行測量、復測工作。（3）對營業(yè)線影響范圍內地下管線進行探測，聯(lián)系設備管理部門進行現(xiàn)場交底，探測采用人工挖探溝和探測儀器結合的方式進行，探溝間隔5m，施工范圍內全部探測清楚。防止施工中對管線造成破壞事故。（4）對既有線路監(jiān)測，根據(jù)月度施工計劃申報的天窗與設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)測項目及測點布置要求如表1所示。（5）作業(yè)平臺填筑前考慮排水反坡設置、排水方背向既有路基外側，既有線路基兩側作業(yè)平臺開挖完成后，必須將施工場地范圍內整平，并由遠離既有線側至鄰近既有線側順出4％～10％的橫坡，利用開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行路基補強，間距3m，在補強區(qū)域用白灰按3m正方形定點，遇到點位與軌道、軌枕、接觸網(wǎng)基礎及其他結構物有干擾時，可適當調整孔位位置，保證孔位與結構物錯開，防止因施工對既有設備造成破壞。（2）清渣。按照布孔位置，清除孔口周圍道渣，防止在施工過程中對道渣造成污染。（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，采用鉆機引孔，鉆機轉運采用人工轉運，在轉運途經鋼軌位置，在鋼軌上鋪設竹膠板，軌道間墊枕木，防止鉆機墜落時碰傷鋼軌。根據(jù)設計要求，鉆孔孔徑48mm，孔深4~9.5m。在鉆孔過程中，及時對鉆出的渣樣進行清理，防止造成道床大范圍污染。（5）安裝花管及注漿管。施工前按照設計要求提前加工注漿管（注漿管長度不大于3m，花管之間用套管連接，保證供電設備安全限界，水平運輸），經驗收合格后進場放置于施工現(xiàn)場附近并加以覆蓋。待鉆機成孔后及時安裝花管，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的無縫鋼花管。在花管端部0.5m起設置注漿孔，孔徑6.8mm，孔間距15mm，呈梅花形布置，前端設置成錐形。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。將提前準備的水泥、外加劑及攪拌機安置在不影響列車營運及滿足施工要求的地方。試驗人員嚴格按照設計配合比配置漿液。在注漿過程中隨時檢測施工配合比及注漿壓力。封口砂漿強度達到要求后方可進行注漿。注漿采用單孔單液，注漿一經開始，力求避免中斷。根據(jù)設計要求，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，在注漿過程中隨時觀測軌枕及軌道高程變化，防止在注漿過程中因注漿壓力過大或注漿時間過長導致路基起拱。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。注漿完成后及時沖洗道渣及清理施工垃圾，防止道床污染，對于缺道砟位置補充新道砟，填充完成后工務監(jiān)護驗收。（9）恢復水溝及轉轍機基礎。鉆孔灌漿完成后，重新澆筑水溝及轉轍機基礎。

4.3質量控制要求

（1）鉆孔時準確及時記錄孔號、鉆孔深度、土層、地質類型、分層深度等參數(shù)。（2）注漿施工過程中的自檢施工記錄應該完整。注漿過程中應詳細記錄每一個鉆孔的每次注漿壓力、注漿量、注漿時間和總注漿量等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常有針對性解決。（3）整理資料要及時，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)的變化情況預測注漿效果。對注漿過程中存在的問題，及時進行分析處理。（4）注漿過程中，應加強對既有線路基及相應建筑物等進行沉降、傾斜、變形和位移觀測。（5）水泥漿應現(xiàn)拌現(xiàn)用，拌合要均勻，不得靜置過久，不得離析，應連續(xù)供漿，在噴漿過程中如因為機械故障、噴嘴堵塞等原因造成施工中斷時，噴漿連續(xù)性得不到保障就會影響工程質量，故現(xiàn)場應有專業(yè)維修人員，如因故停機超過3h，為防止?jié){液硬結堵管，應先拆卸輸漿管路清洗后備用。（6）注漿施工過程中加強過程控制，按所有注漿孔的2%～3%布置自檢孔，且每個注漿段落不得小于3孔。注漿結束后應采用鉆孔法或原位測試法對注漿填充率、密實度或變形模量進行注漿效果檢驗。

5結語

既有鐵路路基經過多年的雨水沖刷及地質水文條件的變化，不可避免的出現(xiàn)沉降，對既有鐵路造成危害，影響行車安全。對既有鐵路路基注漿加固也是保證路基穩(wěn)定的一個研究課題。如何保證注漿施工質量也是施工中最重要的，也是最難控制的要點。以上是本項目對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，既能使路基加固質量得以保證，又保證了行車安全。

參考文獻

[1]馬新輝.鐵路路基施工中螺桿樁加固地基機理及施工工藝[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探討[J].四川水泥，2019（3）：139.

作者:殷李進 單位:中鐵十六局集團第五工程有限公司