注漿技術在鐵路路基病害整治中的應用研究

田磊

摘要：路基是鐵路工程施工的重點內容，對后續鐵路的安全運營具有重要作用。但目前，鐵路路基存在諸多隱患，嚴重影響了鐵路運營安全。注漿技術作為一種非開挖的病害整治方法，因其具有施工簡便、對鐵路運營影響小等優點，逐漸在鐵路路基病害整治中得到了廣泛應用。基于此，本文結合具體實例，對注漿技術在鐵路路基病害整治中的應用進行了系統的研究，涉及漿液材料、注漿工藝、施工監控等方面，旨在提高提高鐵路路基的穩定性和耐久性。

關鍵詞：鐵路路基；注漿技術；病害整治

DOI：10.12433/zgkjtz.20241241

鐵路作為我國交通運輸的重要基礎設施，其安全與穩定對國民經濟和社會發展具有重要意義。然而，由于各種因素的影響，鐵路路基常常出現沉降、裂縫等各種病害，不僅會影響鐵路的正常運營，還會對鐵路的安全構成威脅。注漿技術作為一種有效的路基病害整治方法，通過向土體注入漿液，提高其物理力學性能，從而達到加固鐵路路基、防止病害的目的。

一、鐵路路基常見病害類型及成因分析

（一）地基處理不當

地基是鐵路路基的基礎，如果地基處理不當，路基便容易產生沉降、變形等病害。

（二）路基設計缺陷

路基設計不合理也是導致鐵路基病害的重要原因之一。如坡度設計不當導致排水不暢，會增加路基受水侵蝕的風險；選擇的路基填料不符合要求，如采用易碎、易風化的材料，會導致路基強度下降。

（三）施工質量問題

填筑過程中未能達到規定的壓實度，導致路基沉降、變形；路基填料含水量控制不當、施工工藝不符合要求等情況，也會影響路基的穩定性。

（四）外部環境影響

暴雨、洪水、地震等自然災害會對鐵路路基造成嚴重破壞；滑坡、泥石流等地質災害，也會對鐵路路基的安全造成威脅。

二、注漿技術概述

（一）注漿技術的定義與作用機制

注漿技術是指按照一定比例，將配置好的漿液通過壓送設備傳送至地層或裂縫中，使漿液與巖土體結合并發生固化作用，形成抗滲性好、穩定性強與高強度的復合結構，從而實現對裂縫的填補與加固，并有效改善巖土結構的一項技術。注漿技術具有使用設備小、速度快速、可廣泛作業、效果好等諸多優勢，因而被廣泛應用于鐵路路基病害整治。

（二）常見的注漿材料及其性能特點

注漿技術作為鐵路路基病害整治的重要手段，其材料的選取是關鍵環節之一。常見的注漿材料及性能特點主要有：

1.單液漿

單液漿是注漿工程中最常用的漿液，主要由水泥、水、添加劑等組成。根據配比的不同，單液漿可以形成不同的初、終凝時間，以滿足不同的工程需求。單液漿的特點是結石率高、結石體強度強、不發生化學反應、對環境無污染。

2.雙液漿

雙液漿由水玻璃溶液和堿性溶液組成。當兩種溶液混合時，會發生膠凝反應，形成堅硬的結石體。雙液漿的特點是結石體強度高，能夠瞬時止水，但配制較為復雜，且對施工要求較高。

3.細水泥漿

細水泥漿由超細水泥、水、添加劑等組成。該漿液的優點是漿液粘度低、滲透能力強、結石體強度高，對各種土質均有良好的適應性。但需要注意的是，該漿液易受地下水的影響。

4.化學漿

化學漿主要由聚合物、溶劑、催化劑等組成。與傳統的注漿材料相比，化學漿具有粘度低、滲透能力強、結石體強度高、凝固時間可調等優點，但其成本較高，且部分材料會對環境造成污染。

三、注漿技術在鐵路路基病害整治中的應用方案設計

（一）項目概況

某鐵路全長585km，是國家Ⅰ級鐵路。近年來，隨著大軸重、大運量重載列車的不斷開行，該鐵路橋涵過渡段路基沉降、橋頭下沉、道床翻漿冒泥等病害問題嚴重影響了列車的運營安全。通過地質雷達探測分析得知，橋涵過渡段由于路基存在道砟囊，路基軟硬度不均，尤其是在降雨后，路基會出現不同程度的下降，軌道的幾何尺寸難以保持，道床彈性差。而采用以往的旋噴樁加固、道床機械清篩、換砟等方式，無法直接改善這些問題。

（二）應用方案設計和目標確定

通過現場實地勘察及設計方案比選，采用注漿技術對鐵路路基下沉地段進行加固。應用該技術后，有效解決了橋臺范圍內路基孔洞、道砟囊等病害問題，改善了土壤結構，提高了土體的整體強度，路橋過渡段病害得到了整治。

（三）注漿材料設計

1.注漿材料

本工程采用注漿技術對路基下沉地段進行加固，注漿施工中主要使用單液漿，其由水、水泥、膨潤土和添加劑組成。其中，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，膨潤土選用鈉基膨潤土。同時，為了提高漿液的可灌性和結石率，應添加適量的速凝劑和分散劑。速凝劑采用堿性速凝劑，分散劑則采用木質素磺酸鹽類分散劑。

2.漿液配比

考慮到下沉地段的實際情況和加固要求，采用這一配比范圍進行試驗：水灰比0.8：1～1：1.2，添加劑含量為水泥用量的5%～10%。

3.注漿工藝參數

注漿工藝參數主要涉及注漿壓力、注漿量以及注漿孔間距和排距。根據下沉地段的土質、地下水位和加固要求，注漿壓力選擇在0.5～1.5MPa之間；注漿量根據下沉地段的填充率和加固深度進行計算。同時，為確保加固效果，可適當增加注漿量；注漿孔間距和排距主要根據下沉地段的尺寸和加固范圍確定，一般為1.0～1.5m。

4.注漿方式

根據下沉地段的深度和擴散半徑，將注漿孔分為若干個注漿段，一段注漿完成后，再進行下一段的注漿。同時，為避免出現串漿現象，在注漿過程中，可采取跳注的方式。

5.注漿結束標準

單孔注漿結束標準為注漿壓力達到設計要求，并持續穩定5min以上；整個加固結束標準為，所有注漿孔均達到單孔注漿結束標準，同時對加固區進行檢測，確認加固效果滿足設計要求。

（四）注漿施工工藝及要點

1.注漿工藝流程

注漿技術在鐵路路基病害整治中應用，需要施工人員嚴格按照施工規范和標準進行，以保證施工效果。具體的施工流程為：施工準備→鉆孔→注漿管埋設→注漿→拔管、封孔→注漿效果檢測。

2.注漿施工要點

施工準備。在注漿施工前，準備工作必不可少。具體包括以下內容：一是放線測量。施工前，施工人員應結合現場的實際情況開展測量放樣工作，并對水準線及其他相關設備進行審核，保證工作準確、高效開展。二是人員分配。在注漿施工中，管理人員需合理分配技術人員、操作人員及工程管理人員，依據施工設計圖紙，合理引導他們在各自的崗位上做好準備。三是材料設備準備。在備料環節，嚴格控制各原材料的用量和比例，如需嚴格配比漿液中各類物質。同時，根據路基情況合理確定注漿量，以保證達到最佳的穩固效果；準備好注漿施工中所需的機械設備，主要包括泥漿機、鉆機、注漿機等，并按照設備規范要求安裝和調試，確保施工機械設備均能正常運行。施工所需的主要材料及設備機見表1所示。

序鉆孔施工。根據設計要求，使用鉆機在路基上鉆孔。鉆孔的直徑和深度需要根據具體的土層情況和設計要求確定。鉆孔過程中，應確保孔的位置準確，且孔的斜度也應滿足設計要求。完成鉆孔作業后，工作人員應結合施工規范及現場的實際情況，在指定位置插入注漿管（直徑36mm），并在管道中輸入空氣，打開漿液泵開關，以連續不斷地輸漿液送。在插管過程中，應避免雜物進入導致管道堵塞。鉆孔完成后，應進行水力壓強檢測，以有效控制鉆孔的吸水量，確認檢測結果符合標準后，及時清理孔洞內的雜物。

注漿施工。所有準備工作完成后，開始注漿。注漿時，應注意控制注漿壓力和流量，防止出現壓力驟升或流量異常的情況。同時，應密切關注附近構筑物和地面的變化情況，防止出現異常。在本次病害整治中，注漿工藝參數為：泥漿水灰比1.2，水泥用量為65kg/m3，注漿壓力為0.5MPa。注漿前，先給注漿孔編號，同時，對整個注漿過程進行詳細記錄，避免漏漿。注漿時，若漿體表面較穩定、無沉降，可暫停注漿。在實際的注漿過程中，若需要進行二次噴漿，應在第一次噴漿作業的基礎上進行，確保二次噴漿后能有效擴大漿土混合物的體積。待噴漿施工徹底結束后，還要做好后續的清理工作，以提升整體的注漿質量。

注漿完成后，對加固區域進行檢測，確保注漿效果滿足設計要求。常用的檢測方法包括鉆孔取樣、壓力測試、超聲波檢測等。

拔管封孔。為提升注漿技術的應用效果，可適當增加注漿濃度。在具體的注漿過程中，先將注漿管提至相應的設計深度，而后自上而下分段、連續注漿。注漿完成后，再將注漿管拔出注漿孔口。拔管時，若分段拔管，還需嚴格控制管高在0.5m內，以保證施工效果。

注漿效果檢測。注漿完成后，應對加固區域進行檢測，確保注漿效果滿足設計要求。常用的檢測方法包括鉆孔取樣、壓力測試、超聲波檢測等。

（五）注漿技術的應用效果

通過對加固前后路基地段軌檢車的檢測數據分析得知，應用注漿技術加固，課有效改善軌道下方基床的病害問題。從具體的數據來看，加固地段TQI數據從7.8下降至6.2，質量均衡，軌道集合尺寸保持良好。

四、在鐵路路基病害整治中應用注漿技術的建議

（一）選擇經驗豐富的施工隊伍

注漿技術在鐵路路基病害整治中的應用，需要有經驗豐富的施工隊伍，以確保工程的質量和安全。在選擇施工隊伍時，要了解他們過去在注漿施工方面的經驗和成績，查看以前完成的項目案例，了解技術實力和實踐經驗。同時，考慮到注漿施工需要專業的設備和工具，經驗豐富的施工隊伍還應擁有先進的注漿設備、檢測儀器和相關工具，并能夠高效地完成施工任務。此外，注漿技術還要求施工人員具備一定的專業知識和技能。要了解其是否熟悉相關規范和標準、是否有專業的技術人員指導施工。

（二）確保注漿材料的穩定性

注漿材料的不穩定性可能導致注漿效果不佳。因此，在應用注漿技術進行鐵路路基病害整治時，應避免出現沉淀、分離等現象。首先，要選擇符合規格和標準要求的注漿材料，避免使用假冒偽劣產品。其次，應按照規定的配比將各種材料進行攪拌，確保漿液的各項性能指標達到要求。同時，要保證注漿材料攪拌均勻，避免出現沉淀現象。

（三）強化注漿過程的控制

為確保注漿效果和鐵路運營安全，還有必要加強注漿過程的管理和控制。第一，在注漿過程中，要控制好注漿壓力，避免壓力過大或過小對路基造成不利影響。同時，要密切關注壓力變化，及時調整注漿參數。第二，鉆孔的深度和角度對注漿效果也有影響。應按照設計要求控制鉆孔的深度和角度，確保注漿管位置準確。第三，在注漿施工過程中，應加強監測與記錄工作，涉及鉆孔深度、注漿壓力、流量等參數，以及施工過程中的異常情況、處理措施等。這些記錄有助于后續的工程驗收和維護工作。第四，在施工過程中，應注意環境保護，避免對周圍環境和地下水造成污染。合理處理廢水和廢漿，遵守相關環保法規。

（四）注重注漿質量檢查

在注漿技術的應用過程中，有必要在注漿結束后加強對注漿質量的檢查。一方面，要檢驗注漿是否按照相關規范進行，如：對鐵路軟弱等級路基注漿，需保證路基承載力在200kPa以上，且控制沉降值在30era以內，如此才能有效保障注漿施工質量；另一方面，可采用靜載試驗、彎沉使用、鉆芯法等試驗方法進行評估注漿質量。只有保障整體的注漿質量，才能有效解決鐵路路基沉陷問題。

五、結論

鐵路路基病害整治是一個具有重要現實意義的課題。注漿技術的應用研究為鐵路路基病害整治提供了一種新的、有效的方法，對于保障鐵路運輸安全、提高鐵路運營效率具有重要意義。文章結合具體實例，證明了注漿技術在鐵路路基病害整治中的應用具有良好效果，能有效解決鐵路路基的病害問題。

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