高速铁路路基段无砟道床注胶整体抬升技术探讨

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　　摘 要 高速铁路由于速度快、稳定性高等要求一般采用无砟道床，无砟道床对完工后结构物的沉降控制较为严格，可调整范围较小。目前部分高铁路基段工后沉降量较大，线路平顺性无法调整恢复，列车只能限速行驶。针对此问题可采用化学注胶整体抬升轨道板技术，在不影响线路正常运营的情况下，利用天窗点对路基地段无砟道床进行整体抬升。本文从抬升技术原理、抬升原则、注胶材料及抬升工艺等方面对注胶整体抬升轨道板技术进行介绍，希望能够帮助到高速铁路路基工程的相关工作者。
　　关键词 高速铁路;路基;下沉;注胶抬升
　　前言
　　化学注胶抬升技术的原理是通过合理布置注胶抬升孔，采用高压注胶设备通过注胶管将具有良好充盈性、快速凝结及膨胀等特点的高聚物材料从抬升孔中注入支承层下的级配碎石中，利用注胶压力及注入胶体的膨胀力，对上部轨道结构进行快速、可控抬升。直至将抬升区段的轨道结构全部抬升至设计高度。
　　1 化学注胶抬升原则
　　从沉降最大区段开始抬升，依次向两边发展，逐步释放轨道内应力，避免产生新的应力造成轨道结构破损。根据天窗作业时长和轨道形式，合理分段、多次抬升，单次最大抬升高度不超过10mm。
　　抬升过程中注浆机的注胶压力为8MPa，在现场实际抬升过程中，应根据现场实际情况调整注胶压力。在正常压力下，注胶地段轨道板上升速度为1mm/min。每次顶升长度根据每个天窗点长度确定，一般为10～15m。
　　无砟轨道注胶抬升前，在无砟道床支撑层两侧间距为5米设置防移墩，防移墩尺寸20cm*20cm*20cm，通过采用4根直径为20的螺纹钢在封闭层上植筋与封闭层相连，主要防止抬升过程中轨道的横向偏移[1]。
　　2 钻注胶孔
　　注胶孔布置应充分考虑道床板内钢筋位置，以免钻孔时损伤钢筋;钻孔位置应避开钢轨、扣件、承轨台、应答器、电缆等设施。注胶孔呈梅花形布置，钻孔直径25mm，出胶口间距相隔2根轨枕宜控制在1300mm左右。外侧注胶孔出胶口至被抬升结构侧边缘距离宜控制在600mm左右。
　　道床板上钻孔位置距轨道板中心线450mm，钻孔应垂直道床板顶面向下钻入，钻孔深度应达到无砟道床底部的级配碎石层;支承层上钻孔位置距道床板边缘25mm，钻孔方向与轨道板侧面夹角为45°，钻孔深度应达到级配碎石层[2]。
　　3 无砟轨道注胶抬升
　　注胶抬升工艺流程为：抬升量确定→安装注胶管→注胶抬升→拆除注胶管→封闭注胶孔→钢轨顺平和精调。
　　3.1 抬升量确定
　　对抬升范围内轨面高程、道床板顶面高程进行测量，并对扣件调整量进行调查，确定各扣件处的抬升量。
　　3.2 安装注胶管
　　针对不同位置的注胶孔选择不同长度的专用注胶管，道床板上选用长度70～80cm左右的注胶管，支承层上选用长度60～70cm的注胶管。将注胶管插入孔内，道床板上注胶管插入50～60cm，支承层上注胶管插入40～50cm，用扳手拧紧管口螺母对注胶管进行固定。
　　3.3 注胶抬升
　　注胶作业前对注胶材料的起发、表干时间进行测试，确认其满足要求。注胶作业时，按预定注胶单元、注胶顺序进行注胶操作。注胶单元长度为6.5m左右，先对主抬升孔进行注浆，再对主抬孔中间辅助抬升孔进行注胶，最后再对填充孔进行注胶。单次最大抬升高度不大于10mm。
　　注胶抬升过程中，采用2台精密电子水准仪对道床板左右两侧轨面高程进行监控，达到预定抬升量后停止注胶作业;采用一台高精度全站仪对轨道横向位移进行监控，一旦发现横向位移量过大，立即停止注胶作业，分析原因，找到原因并采取相应措施后方可继续作业。
　　3.4 拆除注胶管
　　每个注胶孔注胶抬升完成后，立即用拔管器拆除注胶管。当日抬升工作全部完成后，应采用堵头和硅酮密封胶对注胶孔进行密封。
　　3.5 封闭注胶孔
　　待无砟轨道全部抬升到位后，用电钻重新在注胶孔处钻孔，用速凝早强聚合物砂浆对注胶孔进行填充。
　　3.6 轨道顺平和精调
　　每日轨道抬升完成后采用精调小车对轨道进行测量，必要时对扣件进行调整以顺平线路，无砟轨道全部抬升到位后，所有扣件调高垫板更换为标准垫板，采用精调小车对轨道进行测量，对轨道进行精调，使轨道平顺度达到验收标准和不限速运行的要求。
　　4 封闭层破损修复及封闭层嵌缝修复
　　用电镐、钢钎等工具凿除因抬升引起的破损封闭层混凝土，装袋后运送至线路外指定地点。按比例配制同标号混凝土，搅拌均匀后进行原位浇筑，用抹子抹出不小于2%的横向排水坡。待混凝土达到强度后，对混凝土表面进行打磨修正。
　　同时对封闭层下的脱空情况采用敲击或其他无损检测方式检查，用红油漆对脱空处进行标识。封闭层下注浆填充在脱空处的封闭层上钻孔，孔的大小与注浆管配套;按比例配制水泥砂浆，灌注入封闭层下。
　　5 工程应用
　　2018年，采用注胶抬升技术对某城际轨道路基进行了抬升整治，此路基部分地段最大下沉值31mm，总共下沉长度140单线延米。在整治施工时，此地段限速80km/h，在注浆抬升过程中，通过合理设置注浆孔位置及调整材料性能，最终将沉降道床板抬升至设计高程，且保证相邻道床板齐平，无任何裂缝产生。整治后，该区段列车行驶速度恢复至设计行车速度，达到了预期的修复效果。整个施工过程均采用天窗点施工，共用16个天窗点完成，每个天窗点有效工作时间180分钟。
　　6 此项施工技术的优点
　　（1）工期可控，除注浆抬升过程中需严格按照工期安排外，钻孔、凿除封边混凝土、浇筑防移墩、封闭层修补等均可通过人员、机具调整加快工期进度。
　　（2）对路基不产生破坏，且基本不增加附加荷载，规避了由于附加荷载导致的路基进一步变形的风险，可实现天窗时间内对沉降及无砟轨道结构的快速修复。
　　（3）操作简单，相较机械抬升，不需在有效天窗点内做过多的准备，在线路外调试好设备后即可开始抬升，天窗点利用率高，安全風险较低。
　　7 结束语
　　随着我国高速铁路的飞速发展，由于在路基施工过程中受到征地等不可控因素影响，在路基施工过程中颠倒施工工序时常存在，而路基克缺整治基本都在线路已经投入使用后，无砟轨道注胶抬升技术在现有阶段不仅很好地解决了路基局部沉降的问题，随着注胶材料的进一步优化，其优势将愈加明显。
　　参考文献
　　[1] 张家海.CRTSⅠ型板式无砟轨道抬升修复技术研究[J].上海铁道科技，2013，（4）：71-73.
　　[2] 朱颖.客运专线无砟轨道铁路工程测量技术[M].北京：中国铁道出版社，2008：5.
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