朔黃鐵路運營狀態下路基沉降整治方案研究

甄正偉

(朔黃鐵路發展有限責任公司肅寧分公司，河北肅寧 062350)

鐵路路基作為傳遞列車荷載至基礎的過渡性結構，其穩定性直接影響到列車運行的舒適性及安全性，因此在設計、建設及運營過程中，需嚴格控制鐵路路基的強度、剛度和穩定性。鐵路基礎結構隨著使用年限的增長和在擴能運輸中實際荷載的增加[1]，性能逐漸劣化[2]。伴隨地下水的影響、及材料的不均勻性及填筑密度不足等缺陷，導致鐵路基礎出現不均勻的沉降。根據鐵路基礎沉降發生的機理不同，可以采用水泥土擠密、CFC樁[3-4]、樁錘沖擴樁[5]、孔內深層強夯法[6]等多種整治方案。在不影響正常列車運營情況下進行鐵路路基整治施工，工序復雜，涉及范圍較廣[7]，如何快速、安全、保質保量完成路基整治工程成為一個難點。本文依托朔黃鐵路肅寧分公司2019年大中修工程三汲至黃驊南路基下沉綜合整治工程第5標段整治工程，根據路基沉降的不同成因，進行針對性的整治維修，其施工方案綜合考慮了施工時間受限，不干擾鐵路運營等要求，為后續同類型的整治工作提供經驗參照。

1 工程概況

朔黃鐵路2019年大中修工程三汲至黃驊南路基下沉綜合整治工程第5標段整治工程，路基工點共計47處，工點長度共計5.63 km。根據沉降位置基礎及產生原因不同，采用基床封閉、花管注漿、高壓旋噴樁三種整治方案分別進行針對性整治。

2 工程特點

(1)施工重點難點工程是天窗點內基床封閉及滲水盲溝施工，天窗點結束后要保證線路正常開通。

(2)施工站線長，施工工期短，既有線安全防護要求高。

(3)有效施工時間短，施工干擾大。

(4)段線路長，點分散，線路開通后保養壓力大。

(5)K263+100-K274+140段基床封閉施工路床翻漿冒泥，道床板結，天窗點內施工人力需求多，施工難度大。

(6)高壓旋噴樁及花管注漿工程大多在天窗點內施工，機械投入多，施工管理難度大，施工成本不可控。

3 施工方案

根據本工程及既有線施工特點，安排3個施工隊伍，基床封閉隊伍、花管注漿隊伍、高壓旋噴樁隊伍各一個，按照工程所處里程各工點由小里程向大里程依次施工，其中基床封閉及滲水盲溝安排天窗點84個，高壓旋噴樁及花管注漿安排天窗點各92個。施工中要加強與鐵路工務及其他相關部門的協作，保證鐵路行車安全，施工完畢后進行現場清理及竣工驗收。

如需非天窗點施工，需向鐵路管理公司提出上道申請，并按要求做好硬隔離防護措施。

3.1 基床封閉施工

施工工藝：施工準備→人工扒砟、清篩→軌道支撐→第一層砂墊層鋪設→雙層土工膜鋪設→第二層砂墊層鋪設→安裝排水管→回填道砟→拆除軌道支撐→人工搗固→大機三搗兩穩→恢復線路→線路養護→緊鄰下一個天窗點復搗養護。

(1)協調鐵路管理部門，確定鐵路運營天窗點。各施工單位做好前期材料、器材的準備工作。

(2)對基床封閉施工段落進行大機清篩，提報道砟補砟計劃，人工配合卸砟并裝袋，將已裝袋的道砟堆碼在施工側路肩平臺處。

(3)天窗點開始后，按照安排進行扒砟，通過起道機調整線路標高，保證線路的正常高度。開挖深度為軌枕下50 cm，不得小于規定深度，既有側道砟采用袋裝道砟支護。

(4)鋪設0.1 m厚中粗砂保護層，形成4 %的橫向排水橫坡。整平后鋪設雙層土工膜，需鋪設平整，無褶皺、破損。鋪設完畢后每隔1.0 m安裝管徑0.1 m PVC管，波紋管進水側裹一層透水土工布，鋪設0.1 cm中細砂并人工夯實?；靥钔戤吅笙扔眯⌒蜋C具搗固，然后采用大機三搗兩穩。

(5)回填道砟施工完成后，標定線路標高。

(6)會合各方進行完工后的質量檢查，包括線路標高，基礎穩定性等參數。

3.2 高壓旋噴樁施工

高壓旋噴樁的具體施工流程如圖1所示。

圖1 高壓旋噴樁施工流程

3.2.1 施工準備

(1)場地平整。正式進場施工前，與相關單位聯系，進行管線、橋涵(安全距離不小于2 m)調查后，清理場地，整平、夯實、安排機械設備進場。

(2)拆除施工段刺網及影響的護坡及植被。

(3)樁位放樣。

(4)修建排污和灰漿拌制系統。

(5)腳手架搭設。

(6)每個工點必須試樁，至少3根，以查明高壓旋噴樁噴固的強度和直徑。

(7)協調鐵路管理部門，確定鐵路運營天窗點。各施工單位做好前期材料、器材的準備工作。

3.2.2 鉆機就位與固定

鉆機設備按照規劃就位，調整鉆機位置及角度后，進行底座固定。

3.2.3 下噴射管

(1)注漿時前端水泥漿流出噴頭后方可開始提升注漿管，自下而上噴射注漿。

(2)高壓旋噴樁第一排樁，利用天窗點施工，同時監測路肩處變化，以不對路肩產生影響的原則，必須觀測、檢查路肩處是否漏漿，以免對道砟造成污染、一經發現問題，需要立即停工。查清問題，調整好方可繼續施工。

(3)高壓旋噴樁施工自上而下，同排高壓旋噴樁隔樁施工。

(4)高壓旋噴樁在第一排樁基第一排加密樁施工時，要進行雙控，壓力控制和路基頂部頂起量控制。

3.2.4 噴漿材料及制漿

采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，用水按國家現行JGJ 63-89《混凝土攪拌用水》要求。每批次的水泥需進行抽檢，以保證質量。

3.2.5 噴射提升

注漿過程中，嚴格控制提升速率，以保證混凝土的密實度。

3.2.6 回灌

注漿結束后，采用下一個樁液進行回灌處理，以保證本樁柱高度滿足要求。

高壓旋噴樁施工完成畢后，及時恢復坡面及既有坡面護坡。

3.3 花管注漿施工

工藝流程：注漿點平整→布置壓漿孔→護筒施工→鉆機就位→鉆壓漿孔→清孔→安裝注漿花管→注漿(注漿結束后用水泥砂漿抹平孔口)→提護筒→清篩恢復→小機搗固。

(1)注漿點平整。

(2)按照圖紙設計的位置布置注漿孔位置。

(3)護筒施工。采用壁厚0.04 m、高1.3 m、φ0.24 m鋼管，用振動方式跟進成孔，直至路基表面以下0.3 cm；用抓鏟抓出管內石砟至道床表面。

(4)鉆注漿孔。選用工程小型鉆孔機(鉆孔機4人輕便移動，豎架2 m，不需要接觸網停電)，采用φ0.11 m鉆頭進行干鉆取土成孔，，鉆孔成型后，用10～20 kPa高壓空氣，將孔中余土粒清除干凈，確保壓漿通道暢通。

(5)安裝壓漿花管。將花管安裝在成鉆的中心，先用木塞對稱在花管周圍砸實(防止注漿過程中花管被頂出)，花管擠實后，在花管與孔壁空隙用棉紗擠密，再用樹脂速凝劑密封花管與孔壁間隙。

(6)注漿。注水灰比為0.4～0.6∶1(重量比)的TGRM水泥特種灌漿料(防水型)。每段花管注漿施工前試驗三根注漿孔，根據現場試驗，驗證設計可靠性和安全度，確保各項施工參數。注漿料的初凝時間宜為20～30 min(如施工過程有出現堵管、漏漿等現象，初凝時間太短，來不及處理，影響注漿)。初凝時間由廠家調配，進場材料合格證及檢驗報告齊全，且經過有資質的試驗室試檢驗合格后，方可使用。注漿的壓力嚴格控制在0.2～0.6 MPa。

(7)提護筒。注漿完成后，注漿管口用1∶1水泥砂漿抹平孔口后拔出護筒。

(8)清篩恢復。拔出護筒后，回填清篩后的道砟，搗固整理道砟，線路沉落整修，保證列車安全運營。

3.4 滲水盲溝施工

(1)前期準備工作。配置機械設備及人員配備，整理滲水盲溝施工的相關資料。根據現場實際情況平整施工場地。

(2)根據設計要求分段施工，分段放樣。

(3)溝槽開挖。結合設備及人工進行盲溝開挖，基坑開挖后，需進行溝底高程復測。開挖清理完畢后，采用臨時擋土板支護，請監理檢驗合格后進行下道工序。

(4)鋪設土工布?；訖z驗合格后，立即鋪設土工布。滲溝四周采用一層土工布反濾層包裹，土工布要求鋪設平順，并且所有縱向或橫向的搭接縫應交替錯開，搭接長度不得小于300 mm。

(5)C25混凝土基礎。土工布鋪設完畢后，立即進行盲溝鋪底混凝土的施工，混凝土的振動采用手持式振動器，待混凝土達到一定強度后鋪設φ315 mm PVC帶孔雙壁波紋塑料管。

(6)回填碎石。鋪設φ315 mm PVC帶孔雙壁波紋塑料管后，回填洗凈碎石，頂部用土工布包裹，然后鋪20 cm后碎石墊層。

(7)檢查井施工。檢查井開挖完成后，采用預制拼裝式井身及井蓋拼裝，檢查井露出側溝平臺或地面不小于0.3 m，檢查井位置間隔30 m。

(8)提升井施工。提升井開挖前采用鋼板樁支護，開挖完成后支模進行鋼筋混凝土澆筑施工。

4 結束語

朔黃鐵路肅寧分公司2019年大中修工程三汲至黃驊南路基下沉綜合整治工程第5標段整治工程，根據路基沉降的不同成因，進行針對性的整治維修：基床封閉、花管注漿、高壓旋噴樁施工。施工綜合考慮了鐵路運營條件的限值，在有限天窗內，統一調配設備、人員，以沉降突出、施工量大的工程為控制環節，合理安排施工順序，在不影響鐵路正常運營的條件下，安全高效完成鐵路路基整治工程。