城市地铁道岔区段整体道床病害整治探讨①

徐长峰

摘要：针对既有地铁线道岔区整体道床出现的翻浆冒泥病害，对其形成原因进行了分析，通过采用EAA高渗透亲水性环氧砂浆材料作为灌浆料进行注浆加固，严格控制注浆工艺过程，对岔区道床翻浆冒泥病害进行处理，取得了良好效果。

关键词：城市地铁;铁道岔区;道床病害

1整体道床病害原因分析

1.1施工方面

根据国内外的施工经验，地铁整体道床普遍都是使用素混凝土或钢筋混凝土浇筑而成，施工方法是把结构底板凿毛后将混凝土与隧道洞体结构浇注在一起.这样结构中就存在多个层面的结合，整体性较差，往往这些层面也成了结构中最薄弱的环节.一般对基面的凿毛要求是：地板凿毛面积在80%以上，边墙与道床混凝土接触面凿毛在70%以上.一旦施工中对接触基面处理不到位，道床和结构底板之间很容易形成施工裂缝，在其它因素的作用下就可能导致道床和结构底板的剥离甚至大面积的“吊空”.在整体道床病害调查中，很多事实证明广州地铁一号线整体道床病害，有因施工时基面清理不彻底等因素引起，使其与二衬混凝土仰拱之间形成空隙。

1.2水文地质因素

地下水是造成隧道各种病害发生的主要诱导因素之一，也是造成道床翻浆冒泥和使整体道床破损的重要条件.从现场情况可以看到，地铁区间排水流入水沟破损部位，水全部渗入沟底和道床底部，而从坡度下降方向的另一破损水沟处流出.加上地下水渗透作用、水在道床和仰拱之间的细缝中流动.国际上有关科学家研究认为：水在0.007mm宽的裂缝中，仍会产生10-4cm/S的流速".由于长期受列车行驶动荷载作用，使道床上下振动而形成抽吸现象，造成水在空隙中反复潜蚀，带走混凝土中骨料，使其间空隙逐渐剥离并恶化，从而形成了更大的空隙。我们知道，混凝土中水泥的水化产物主要有水化硅酸钙和C（aOH）2等，而足够的C（aOH）2又是其它水化物凝聚、结晶稳定的保证.实验证明，当混凝土中的C（aOH）2含量被减少25%时，混凝土的抗压强度要下降5%;而减少量大于33%时，则混凝土将完全失去强度而松散#.裂缝间流动的水很可能把混凝土中的C（aOH）2带走，这样就破坏了水泥其水化产物稳定存在的平衡条件，从而导致道床及仰拱混凝土性能下降.运营时间越长，冲蚀时间越久，裂缝越宽，工作流程：定孔位#钻孔#验孔#清孔#对道床的破坏也就越大。

1.3其它因素

整體道床的病害除上面因素引起外，还有很多别的原因，从材料上讲有水泥的水化热、水泥的非正常膨胀，骨料中含泥土、使用了反应性骨料等;从施工上讲有混凝土搅拌不均匀、泵送时改变了配合比、浇注速度太快振捣不足等，经验表明加强振捣，不允许出现漏振、过振、振捣不足，是保证混凝土强度，防止裂纹的重要措施;从使用环境上讲有构件两面湿温度的变化、酸和盐类的化学作用等。

2道岔道床翻浆冒泥整治方案

2.1注浆加固材料

鉴于目前道岔道床脱空、开裂、水沟破损渗水、线路需保持正常运营等情况，注浆加固材料需具有以下特点。

（1）道床底部脱空处存在积水及施工时未清理干净的泥沙等杂质，注浆材料需具有良好的亲水性、粘结力及优良的力学性能，起到固结补强的作用。

（2）道床及水沟存在开裂，注浆材料应具有高渗透性，将裂缝填充密实。

（3）由于单个天窗点时间难以注浆加固完成，注浆材料需能进行反复注浆，并具有在第二天列车运营振动荷载作用下正常固结的特性。

2.2注浆加固方案

为保证道床注浆的效果，应先对水沟侧壁与道床的接洽开裂位、水沟内破损位及出现病害的道岔道床块两侧伸缩缝进行封闭注浆处理，确保水沟内的水不再向道床底部渗透，使发生病害的道床块在周边形成一个封闭体，然后再对岔枕剥离、岔枕之间的道床纵向裂缝及道床底部脱空层进行封闭注浆。

2.2.1水沟修补修复

（1）对水沟存在开裂、破碎、出现孔洞、翻浆冒泥的病害地段的排水沟进行分段处理，在需整治的水沟段前后设置拦水小坝，并采取临时过渡排水措施。

（2）将水沟内的水排干后，再将沟内的浮渣、混凝土骨料、淤泥清理干净。

（3）对于水沟破损较大处，先采用早强快硬混凝土修补。

（4）在水沟开裂、破损孔洞处开槽钻孔预埋注浆管，采用EAA高渗透亲水性环氧砂浆材料注浆填充。

2.2.2轨枕剥离、道床裂缝及脱空处理

（1）将轨枕周边翻浆冒出来的泥浆、混凝土粗骨料及道床面上沉积的淤泥清理干净。

（2）在轨枕与道床间的剥离缝、两轨枕间的道床纵向裂缝处等进行开槽，开槽大小一般为槽宽30mm×深30mm，可根据实际情况进行调整，并将开槽后混凝土碎渣清理干净。此外，将道床块两侧伸缩缝位置处顶面的嵌缝材料清除干净。

（3）沿与道床出现剥离的轨枕周边及轨枕间道床裂缝处进行布孔，孔径10～20mm，注浆孔深至轨枕底部，如图6所示。在道床块两侧伸缩缝开槽处，沿缝钻孔，孔径5～10mm，孔距300～350mm，孔深至道床底面。在道岔道床块范围内布设梅花孔，沿道床纵向孔距约500～600mm、横向间距约400～500mm，孔径35～40mm，孔深至道床底面以下50mm左右。钻孔时，应避开道床内、车站底板内的纵横向钢筋，并严格控制钻孔深度。

裂缝处进行布孔，孔径10～20mm，注浆孔深至轨枕底部。在道床块两侧伸缩缝开槽处，沿缝钻孔，孔径5～10mm，孔距300～350mm，孔深至道床底面。在道岔道床块范围内布设梅花孔，沿道床纵向孔距约500～600mm、横向间距约400～500mm，孔径35～40mm，孔深至道床底面以下50mm左右，如图7所示。钻孔时，应避开道床内、车站底板内的纵横向钢筋，并严格控制钻孔深度。

块两侧的伸缩缝封闭注浆处理，从而在周边将病害道床块形成一个封闭体，以保证注浆密实;再对岔枕剥离、岔枕之间的道床纵向裂缝及道岔道床进行封闭注浆。

注浆时先灌注稳定性水泥浆液（水灰比为0.6：1），当注浆压力达到0.3MPa时，再采用EAA环氧浆液进行灌注，施灌结束压力为0.6～0.8MPa。根据注浆情况对所有注浆孔进行二次以上或多次重复注浆，以使浆液最大限度进行充填固结。注浆在达到结束压力时稳压5～7min后结束注浆。

（6）注浆完成待凝7天后可进行注浆管拆除，并进行道床及轨枕饰面的修复。道床伸缩缝位置处，将原槽口位置的注浆管、早强水泥清除干净后，再涂上环氧界面剂，并压填单组份聚氨酯嵌缝材料，要求粘贴紧密、表面平整。

2.3注浆加固注意事项

（1）列车过岔时，对道岔轨道几何形位精度要求高，注浆过程中应加强监测，确保轨道的几何形位满足要求，必要时增设轨距拉杆等加强设备。

（2）道床注浆加固过程中，如注浆压力达不到要求时，应重新灌注稳定性水泥浆液。注浆时应严格控制注浆压力及注浆量，注浆压力或瞬间注浆量过大，容易引起原道床与结构底板结合良好面出现剥离，继而导致道床产生上拱、开裂等新的病害，故需要具有现场经验的人员严格控制两者之间的关系。

（3）道床注浆加固时，应按照从线路坡度的下游往上游方向进行注浆施工，以达到注浆密实的效果。

（4）部分岔枕剥离处，在轨枕底部形成局部下沉，注浆时应将该位置道岔扣件设置的调高垫板拆除，避免注浆时将钢轨顶起。

参考文献

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