一种不影响既有行车条件下铁路路基修复方法

摘要

本发明公开了一种不影响既有行车条件下铁路路基修复方法，该方法包括以下步骤：确定路基的病害段位置和病害类型；在病害段基床两侧钻注浆孔；根据所述病害类型和所述病害段位置，确定注浆方法和注浆材料；以及利用所述注浆方法通过所述注浆孔将所述注浆材料注入路基内。该方案施工不占用铁路行车空间，不影响铁路正常行车，并且能够路基表面至路基下方数十米深处进行加固。施工时不需要对基础及地表开挖，劳动强度小、机械化程度高、施工工期短，有效治理翻浆冒泥、下沉、挤出、冻害等，提高基床承载力，改善路基防排水能力。

说明书

技术领域

本发明涉及对既有铁路线路基病害整治加固施工工艺，特别是指一种在不影响既有行车条件下铁路路基修复方法。

背景技术

既有铁路路基病害主要有翻浆冒泥、下沉、挤出、冻害等。

目前，对路基病害整治措施一般采用基床换填法，该方法是对容易发生下沉外挤或深陷槽病害的软弱基床进行换填，换填厚度视软弱层厚度而定，一般为50～60cm。病害一般地段换填料可为级配良好的碎石土或中粗砂，或在原基床土中掺入改良土壤工程性质的材料后形成的改性土。基床换填法不仅提高了基床表层强度，还可防治翻浆冒泥病害，换填厚度50cm或以上时，可消除因土质不良引起的翻浆冒泥。

虽然基床换填法的换填效果好，可提高基床表层强度，但对路基下方深处病害整治能力不足。而且，施工强度大，一般需要对既有铁路进行封锁施工，限制铁路车辆通行，且施工工期较长；或在行车间隔段在轨道上通过天窗等方法对路基进行施工，但目前我国铁路车流量大行车间隔短，通过间隔段施工无疑大幅度的增加了施工工期。

发明内容

本发明提供一种不影响既有行车条件下铁路路基修复方法，实现在不影响铁路正常行车的情况下，进行路基修复。

本发明实施例提供的一种不影响既有行车条件下铁路路基修复方法包括：

确定路基的病害段；

在病害段基床两侧钻注浆孔；

根据病害类型和病害位置，确定注浆方法和注浆材料；以及

利用所述注浆方法通过所述注浆孔将所述注浆材料注入路基内。

本发明实施例通过探测路基确定路基的病害段以及病害类型；在病害段基床两侧布置注浆孔；根据病害类型和病害位置，确定注浆方法和注浆材料进行钻注施工。该方案施工不占用铁路行车空间，不影响铁路正常行车，并且能够路基表面至路基下方数十米深处进行加固。施工时不需要对基础及地表开挖，劳动强度小、机械化程度高、施工工期短，有效治理翻浆冒泥、下沉、挤出、冻害等，提高基床承载力，改善路基防排水能力。

附图说明

图1为本发明实施例方法的具体流程示意图；

图2为本发明实施例一中的综合检测结果图；

图3为本发明实施例一中施工布设的注浆孔；

图4为本发明实施例二中的排水管布置的示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，为了不影响铁路列车行车的条件，对路基病害段采用注浆方式，将浆液注入路基土体中，以充填、挤密和渗透的方式，排出土颗粒间的裂隙中的水和空气，并占据其空间，改良原有路基的力学特性，使路基土体孔隙比减小，强度提高。

参见图1所示，本发明实施例的方法具体包括以下步骤：

步骤101：确定路基的病害段位置以及病害类型。

采用地质雷达法和/或电法对既有铁路路基进行无损探测，以确定路基的病害段位置和病害类型。进一步，可以对探测确定的病害段反复进行详检，以更精确地确定病害段位置和病害类型。

步骤102：在病害段基床两侧布置注浆孔。注浆孔所在区域可以是路肩、护坡、边坡或排水沟。注浆孔布置原则为不影响既有线路行车、能够有效覆盖病害区域。可以根据病害类型、位置等可灵活布置注浆孔。可在不影响既有线行车的条件下于病害段基床两侧的路肩、护坡、边坡或排水沟钻注浆孔。

在本实施例中，注浆孔可以为竖直孔、水平孔或斜孔。

步骤103：根据病害类型和病害位置，确定注浆方法和注浆材料。当然，还可以进一步参考岩石类型进行确定。

步骤104：利用所述注浆方法通过所述注浆孔将所述注浆材料注入路基内。

比如：如果病害类型为基床表层病害，则确定的注浆方式可以为渗透注浆方式，注浆材料为高分子化学液。如果病害类型为基床底层病害，则确定的注浆方式可以为分段注浆方式，也称为袖阀管注浆，注浆材料为TGRM超细水泥浆液。也就是说，这种方式是通过注浆孔分段均匀的将TGRM超细水泥浆液注入路基底层。当然，对于综合病害，也需要综合考虑各种病害，确定多种注浆方式。

在将浆液注入路基土体前，为了更有效的实现排水，可以进一步布置排水设施，以有效改善路基土体的排水能力，避免地下水、降水均沉积在基床土内。

在步骤104之后，即钻注施工结束后，可以处理未用的浆液，将基床两侧地表恢复原状。

在上述本发明方案中，可以不占用既有行车路线，只在基床两侧施工，不影响车辆正常行驶。为保证安全只在行车间隔段施工，但车辆通过时施工设备与人员不需要撤离施工现场。注浆施工采用的的钻具与注浆机具机械化程度高，施工速度快。可根据病害类型、位置等可灵活布置注浆孔与注浆工艺、材料，可有针对性的进行施工，适用性好，在提高基床承载力的同时，大大加强了路基土层的防水性、坑震性和稳定性。综合以上各点可知本发明能够在不影响既有线通行的情况下，对路基病害进行快速且有效的整治。

下面举具体实施例详细说明本发明的技术方案。

案例一：路基下沉病害整治

某路段出现了路基下沉、边沟及护坡开裂、路基翻浆冒泥病害，严重影响了该铁路线的正常运营。

该段路基检测采用轻型动力触探检测和雷达检测相结合的复合物探检测方案。检测范围为该段路基地表以下5m。

(1)轻型动力触探(N10)检测轻型动力触探(N10)检测显示：路基地表以下0～0.5m为表层碾压土，土质密实，承载力较高；路基地表以下0.5～2.5m为软弱土层，该层为含水量较大的黄黏土及强风化的砂页岩，承载力较低为20～120kPa，该层局部夹有极软弱淤泥层，含水量较高，承载力为20～40kPa；地表以下2.5m的范围内为较硬的原状土层，地层为弱风化砂页岩，含水量相对较低，承载力大于120kPa。

(2)采用地质雷达检测，400MHz天线，探测深度5m。如图2所示，检测结果显示，地质雷达与轻型动力触探(N10)对应良好，自路基表面向下分为3层，即碾压层、软弱土层、原状土层。

病害治理方法：将注浆区域划分如下：在水平方向上将该130m的整治范围细划分为6个单独的整治区间，即为A～F序列注浆孔，图2简称为A～F序，每序列沿线路方向根据设计要求以一定间隔布置若干个孔。参见图3所示，施工布设的注浆孔可为斜孔、垂直孔与水平孔。注浆管包括A序、B序、C序、D序、E序、F序等六列注浆管。针对每个区间的病害程度和深度不同，分别细化不同的注浆参数。在垂直方向上根据分层注浆整治的原则，将路基底部土体的加固为上下两层，上层0～0.5m范围注入Tcm 106高分子化学注浆料，下层0.5～2.5m的范围内注入TGRM特种灌浆水泥。

注浆效果检测：注浆结束一周后采用轻型动力触探(N10)和地质雷达相结合的复合检测方案进行效果检测，检测结果显示：地层承载力均达到了150kPa以上，达到了预期的整治效果，达到了设计要求；软弱地层被均已加固，形成了一个完整的固结持力层。

案例二：路基翻浆冒泥整治

某路段属于双线路堑段，由于该路段内长时间雨水较大，导致路基底部部分地段出现泥化现象，进而引起路基下沉，导致现在列车经过时振幅很大，严重影响了正常的列车行驶。

路基检测：通过地质物探方法对病害段路基进行一次全面检测，物探检测结果显示：该路段中共计350米路基段出现病害，该段病害路基强度普遍很低，大部分强度小于60KPa的软弱土层，小部分路基的软弱土层甚至低于20KPa，且在病害段350米的长度范围内软弱土层的厚度及埋深均变化较大。该两层软弱土层的存在是该段路基产生翻浆冒泥病害的主要原因。

整治方法：

1)在基床两侧布置注浆孔，对下层的软弱基础灌注TGRM特种水泥灌浆料填充孔隙，固结松软的土体，形成强度较高的结石体，使其凝固成具有较高稳定性的整体，提高路基土体的力学性能，防止路基的继续沉降。

2)加强排水设施。参见图4所示，加深边沟并且在排水沟内埋设横向排水管，排水管用优质反滤层加以保护，即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。排水管应埋设至道心下。在病害严重地段可以同时以20m的间距施工集水坑，井深3m-4m，开挖后使用土工布包裹卵石回填，纵向埋设抽水管，水量大时可直接将井中积水抽至排水沟排出。

效果检查：结束注浆后，每间隔10m钻机取芯，观察注浆效果；如有注浆不饱满段，再进行二次补充注浆，直到达到设计要求。根据注浆施工的效果观测和取芯检查，注浆整治效果明显，路基的承载力有显著的增强，翻浆冒泥现象得到了治理，保证了行车的安全。

案例三、桥路过渡段下沉整治

某路段属于曲线桥路过渡段，该路段为改线路段，由于填料问题，路基承载不够，导致路基持续下沉，同时由于桥、涵结构物和路基刚度的差异，在桥台背与过渡段结合处路基填土相对桥台整体变形下沉，出现了不同高低的错台，引起了“桥头跳车”现象的产生，影响了高速铁路的安全行车。整治方法：通过在桥头径向注浆，加固桥台背后填土，改善桥路过渡段排水能力，埋设横向排水管。由附图中可清晰看出施工占用区域与行车区域不重叠，即施工不影响正常的道路行车。注浆孔施作灵活，可有效覆盖病害区域，可结合不同注浆工艺，准确高效的治理路基病害。

本发明方案中，通过在病害段基床两侧钻注浆孔，根据病害类型和病害位置，确定注浆方法和注浆材料，通过注浆孔将浆液注入路基土体中。这种方法不破坏持力层上层结构，经过压力注浆加固后，路基岩土强度、胶结性能、整体性、承载力可显著提高，从而使路基下沉、滑动被基本控制。该方法可利用行车天窗时间，不需要封锁线路，不影响线路行车，并且能对路基基床表层、底层有效的进行注浆处理。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。