既有线隧道基底病害预制桩梁板整治技术

摘要

本发明公开了一种既有线隧道基底病害预制桩梁板整治技术，用于基底病害范围较大病害较为严重的隧道加固整治，在洞外将桩梁板预制成品，采用约束梁架空线路，钻孔、埋入预制桩，灌注水泥浆，在桩上架设梁，铺板，回填道砟。本发明要求桩、梁和板都采用洞外预制，材料、尺寸以及养护等方面都有保证，成品质量高，经久耐用。采用桩梁板预制技术，可实行集中批量生产，可以减少洞内施工时间，缩短工期，减少对运营的影响。预制桩梁板施作过后，后期维护相对容易。预制桩梁板整治技术具有实用、快速、安全、易修复、病害治理彻底的特点。

说明书

所属技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特别适用于隧道大范围、严重底部病害整治问 题。

背景技术

铁路隧道底部是轨道的基底结构，基底结构的坚实稳固是保证轨道良好状 态的首要条件。既有线隧道底部由于结构耐久性设计薄弱，排水设计不合理， 施工工艺缺陷、质量差，日常养护维修不到位，以及隧道底部受到列车反复动 力、地下水侵蚀等方面的自然和人为因素作用，基底出现开裂、破损、下陷、 向两侧外挤以及翻浆、冒泥等现象。这些病害都会造成轨距偏差，钢轨及接头 断裂。长此以往，对铁路运营和乘客的舒适性造成不利影响，严重时甚至危及 行车安全。如何实现对既有线隧道底部病害进行安全快速有效地整治是当前亟 待解决的重要课题。

为稳定基床，消除轨道不利变化。目前对隧道底部病害整治方法主要有： 道床翻修、道床基底换填、道床基底压降等。

道床翻修：工作量较大，修复较慢，扰动较大，影响列车的正常运营，造 成巨大的经济损失。

道床基底换填：该方法的特点是施工简单，快速，对列车的正常运营影响 小，但是其存在较大的局限性，具体来讲，当基底的基础层厚度较大时，换填 量也相对较大，并且基底边坡开挖还要采取相应的支护措施，从经济性和安全 性这两个方面综合考虑的话，对基础层较深的隧道采用该方法就显得不太适 合，而该方法较适用于基底粘土层深度为2.0—5.0m的隧道。

道床基底压浆：该注浆加固技术主要是指先在地面上修建注浆平台，并由 平台位置外向下钻孔直至设计要求的深度。然后插入注浆管以静压注浆的方式 对基底进行加固处理。该方法施工简单、方便、快捷，能有效提高地层的强度， 但在地下水系发育的地段上加固效果较差。

对隧道病害采取以上加固措施以后，经过长期的观测，对隧道病害的发展 速度有了一定的缓解，加固措施起到一定的作用，但隧道病害并没有得到根本 的解决，裂缝数量会继续增加，裂缝开裂的宽度也在缓慢地加大，其开裂的长 度也有发展。若干年后，隧道病害会旧病复发，不得已需要再度整治，影响交 通，增加隧道维护费用。

随着我国交通运输业的迅速发展，运营隧道的数量也越来越多。由于隧道 结构隐蔽性强，加上现有检测手段的限制，隧道病害的严重程度及发展趋势只 能随着整治施工的深入逐渐暴露。因此，国内铁路运营的长远发展，必须从彻 底根治既有病害隧道，使病害治理从现有的盲目性和局部突击性向系统化、标 准化方向发展，形成科学合理的隧道基底病害整治工法体系。

发明内容

鉴于既有方法的种种弊端，本发明的目的是解决既有线隧道大范围、严重 底部病害情况下安全快速有效施工难题，且施工过程中尽量缩减工期，减少对 运营的影响。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

1）根据需要尺寸，在洞预制所需桩、梁和板预制成品；

2）采用约束梁架空线路，根据梁的安放位置对被整治隧道基底下的 土层进行切割掏槽，为梁准备放置空间；

3）在2）的基础上，在掏槽中按桩的布置要求进行竖向钻孔，钻孔 深入基岩至少40cm，随后清洗桩孔并埋入预制桩，进行灌浆作 业；

4）待预制桩填充浆液的强度达到10Mpa后，将预制梁架设在桩之 上，铺上预制板，恢复道砟及线路。

本发明要求桩、梁和板都采用洞外预制，材料、尺寸以及养护等方面都有 保证，成品质量高，经久耐用。采用桩梁板预制技术，可实行集中批量生产， 可以减少洞内施工时间，缩短工期，减少对运营的影响。预制桩梁板施作过后， 后期维护相对容易。预制桩梁板整治技术具有实用、快速、安全、易修复、病 害治理彻底的特点。

采用本发明的方法，具有以下优点：

（1）桩、梁和板实行洞外集中预制生产，质量有保障，减少病害再发率， 具有较高生产速率和作业自由度。

（2）实践证明，采用预制桩梁板整治技术后，轨面稳定、恢复快，养护 时间少及工作量少，具有良好的实用性和经济效益，具有广阔的应用前景。

（3）具有施工方法简单，施工效率高，再修复可操作性强，对环境干扰 小等优点，适用于既有线隧道底部病害工程的整治。

附图说明

图1为本发明梁和桩布置示意图

图2为图1中Ι-Ι横断面布置图

图3为图2中II-II剖面图

图4为图3中III-III剖面图

图5为图3中IV-IV剖面图。

说明：图中1为梁（梁结构），2为桩（桩结构），3为板（板结构），④金属 垫片为专利内容所添加的隧道底部病害整治措施结构，其余部分均为铁路隧道 中原有的工程结构。

附图符号说明：1梁、2桩、3板、4金属垫片、5基底填充物、6隧道仰拱、7 隧道二次衬砌、8电缆槽和水沟9、道砟结构、11槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

（1）根据隧道基底病害整治的要求，预制生产圆柱桩、梁和板，梁如图4 所示，板如图5所示。

（2）采用约束梁架空线路，如图1所示，先根据梁结构2的安放位置要 求，对基底结构进行掏槽11，槽11与轨道垂直。根据桩结构2的放置要 求，在梁用掏槽中进行钻孔作业。

（3）如图2所示，清洗桩孔并埋入预制桩2，进行灌浆作业密实桩四周的 空隙；

（4）待预制桩与孔壁的填充浆液的强度达到10Mpa后，在桩顶部放置金 属垫板4，将预制梁架设在放有金属垫板的桩上，如图3所示。

（5）在梁上铺设预制板3，恢复道砟，拆除约束梁及线路。

显然，本领域技术人员还可在本发明基本方案内做出其他应用性的实施变化， 这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。