既有铁路路基下沉加固施工技术

殷李进

（中铁十六局集团第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

0 引言

一种交通方式，是我国的生产及安全提供必要保障的基础设施， 在我国的铺设覆盖范围极其广泛。 但是由于使用年限增加，部分铁路由于受到自然条件的影响，特别是地质条件的变化及水流的冲刷，导致路基工程破坏，出现路基下沉等病害[1]。 因此对既有铁路路基注浆加固也是保证路基稳定的一个研究课题。

1 工程概况

福州南动车应用所分三期工程实施，福州南动车应用所分三期工程实施，二期为合福引入福州枢纽引起动车所改造工程，三期为福平引入福州枢纽引起动车所改造工程。 本次现场78 号道岔出现路基下沉问题，为二期工程实施内容。 该处附近地层为1.5 m 厚软塑粉质粘土，2 m 厚淤泥质粘土，下为硬塑粉质粘土，具体二期施工图设计，填高约6.5 m，地基加固为旋喷桩及搅拌桩加固，桩长3.3～4.5 m，进入硬底不少于0.5 m，旋喷桩间距1.5 m，搅拌桩间距1.2 m，边坡骨架内植草种灌木防护。

2 施工重点和难点

本次整治施工为福夏铁路福州南动车所78号道岔转折机处附近路基陷穴病害处理， 该处沉降较为严重，应尽快整治、以消减陷穴对该区段行车的影响。 该区段行车跨线多，且在道岔范围内施工，采用天窗内作业，对施工组织要求严，施工作业安全及施工质量控制是重点和难点。

3 病害调查

依据高密度电法及面波法分层解译结果，对各地层进行划分，并对其厚度进行量化。 异常的判定主要是针对于背景值中低速闭合圈或局部下凹不连续位置进行圈定。 结合现场情况对既有线路水沟、涵洞、电缆线等干扰因素进行排查，最后对整个场区的物探资料进行综合解释，形成路基病害平面分布成果。

本次探78 号道贪为例进行说明。自地表往下，视电阻率值表现为浅高、深部低的特征，在测线其它位置埋深约6～14 m， 面波等值线呈现下凹及低速闭合圈现象， 结合电阻率等值线物探推断为疏松、富水引起的异常。

通过每个区段的探测分析，确定每段路基一下空洞及富水情况，制定相应的治理方案。

本次工作在K3+800～K3+965 区段共发现路基病害异常35 处，均分布在塌陷周边60 m 范围内，其中底板埋深5 m 以浅病害异常2 处， 埋深5～10 m病害异常22 处， 埋深10 m 以深病害异常10 处。根据这些异常推断出17 处病害， 其中K3+904～908 处路基脱空病害即为本次路基陷穴的反映。K3+800～K3+965 区段通过高密度电法及面波法分层解译得到图形如图1 所示。

图1 K3+800～K3+965 区段测线高密度电法、面波法横波速度及地质解译剖面

如同K3+800～K3+965 区段的探测方法对78号道岔转折机处所有区段探测得出整个区段路基的陷穴情况，为确定沉降治理方法提供可靠的数字依据。 78 号道岔转折机处路基陷穴探测综合平面图如图2 所示。

图2 福州南动车所78 号道岔转折机处路基陷穴探测综合平面

4 病害治理

4.1 施工准备

（1）技术交底按技术责任制分工、分级进行。项目总工对所属的作业班及全体人员进行技术交底，技术负责人向其所属的作业组长及全体技术人员进行技术交底，各作业班组负责人对全组的工人进行技术交底，各级交底做好记录。

（2）对于现场使用的测量的桩，交桩时，技术负责人和工程测量人员参加， 布置好控制桩和水准点桩，定期组织技术人员对控制桩位进行测量、复测工作。

（3）对营业线影响范围内地下管线进行探测，联系设备管理部门进行现场交底， 探测采用人工挖探沟和探测仪器结合的方式进行，探沟间隔5 m，施工范围内全部探测清楚。 防止施工中对管线造成破坏事故。

（4）对既有线路监测，根据月度施工计划申报的天窗与设备管理单位共同检查线路的基本状态，检查频率一天一次。监测项目及测点布置要求如表1 所示。

表1 监测项目及测点布置要求

（5）作业平台填筑前考虑排水反坡设置、排水方背向既有路基外侧， 既有线路基两侧作业平台开挖完成后，必须将施工场地范围内整平，并由远离既有线侧至邻近既有线侧顺出4%～10%的横坡，利用开挖整平后的自然坡引地表水至水沟， 防止泡塌基坑壁及软化既有线路基[2]。

4.2 施工工艺

（1）布孔。 路基采用钢花管注浆进行路基补强，间距3 m， 在补强区域用白灰按3 m 正方形定点，遇到点位与轨道、轨枕、接触网基础及其他结构物有干扰时，可适当调整孔位位置，保证孔位与结构物错开，防止因施工对既有设备造成破坏。

（2）清渣。 按照布孔位置，清除孔口周围道渣，防止在施工过程中对道渣造成污染。

（3）下钢套管。 清渣完成露出道床底面后下钢套管，套管深度离路床顶不小于0.6 m。

（4）钻孔确定钻孔位置，采用钻机引孔，钻机转运采用人工转运，在转运途经钢轨位置，在钢轨上铺设竹胶板，轨道间垫枕木，防止钻机坠落时碰伤钢轨。 根据设计要求，钻孔孔径48 mm，孔深4～9.5 m。在钻孔过程中，及时对钻出的渣样进行清理，防止造成道床大范围污染。

（5）安装花管及注浆管。 施工前按照设计要求提前加工注浆管（注浆管长度不大于3 m，花管之间用套管连接，保证供电设备安全限界，水平运输），经验收合格后进场放置于施工现场附近并加以覆盖。待钻机成孔后及时安装花管， 以防塌孔造成注浆管安装困难。注浆管采用外径48 mm，壁厚3.25 mm 的无缝钢花管。 在花管端部0.5 m 起设置注浆孔，孔径6.8 mm，孔间距15 mm，呈梅花形布置，前端设置成锥形。未注浆的钢花管外露高度不高于轨枕顶面，保证机车行车安全。

（6）水泥砂浆封口。采用水灰比0.5∶1 的水泥砂浆并掺入10%水玻璃封堵注浆孔。

（7）注浆。将提前准备的水泥、外加剂及搅拌机安置在不影响列车营运及满足施工要求的地方。试验人员严格按照设计配合比配置浆液。在注浆过程中随时检测施工配合比及注浆压力。

封口砂浆强度达到要求后方可进行注浆。 注浆采用单孔单液，注浆一经开始，力求避免中断。 根据设计要求， 注浆所用水泥为P·O 42.5 普通硅酸盐水泥， 水灰比为0.6∶1 并掺入1%KDSP-1 高性能减水剂。注浆压力为0.2～0.3 MPa。注浆软管为绝缘橡胶管道，可直接跨越线路，在注浆过程中随时观测轨枕及轨道高程变化， 防止在注浆过程中因注浆压力过大或注浆时间过长导致路基起拱。 每次注浆完毕后用清水冲洗注浆套中的残留浆液，以利于下一次注浆。

（8）回填清洗道砟。 注浆完成后及时冲洗道渣及清理施工垃圾，防止道床污染，对于缺道砟位置补充新道砟，填充完成后工务监护验收。

（9）恢复水沟及转辙机基础。 钻孔灌浆完成后，重新浇筑水沟及转辙机基础。

4.3 质量控制要求

（1）钻孔时准确及时记录孔号、钻孔深度、土层、地质类型、分层深度等参数。

（2）注浆施工过程中的自检施工记录应该完整。注浆过程中应详细记录每一个钻孔的每次注浆压力、注浆量、注浆时间和总注浆量等参数，发现异常有针对性解决。

（3）整理资料要及时，分析相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、 注浆压力和注浆量等参数，根据参数的变化情况预测注浆效果。对注浆过程中存在的问题，及时进行分析处理。

（4）注浆过程中，应加强对既有线路基及相应建筑物等进行沉降、倾斜、变形和位移观测。

（5）水泥浆应现拌现用，拌合要均匀，不得静置过久，不得离析，应连续供浆，在喷浆过程中如因为机械故障、喷嘴堵塞等原因造成施工中断时，喷浆连续性得不到保障就会影响工程质量，故现场应有专业维修人员，如因故停机超过3 h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路清洗后备用。

（6）注浆施工过程中加强过程控制，按所有注浆孔的2%～3%布置自检孔，且每个注浆段落不得小于3 孔。 注浆结束后应采用钻孔法或原位测试法对注浆填充率、密实度或变形模量进行注浆效果检验。

5 结语

既有铁路路基经过多年的雨水冲刷及地质水文条件的变化，不可避免的出现沉降，对既有铁路造成危害，影响行车安全。 对既有铁路路基注浆加固也是保证路基稳定的一个研究课题。 如何保证注浆施工质量也是施工中最重要的，也是最难控制的要点。 以上是本项目对既有铁路路基加固施工措施的探索，按此加固措施施工工程中，既有铁路轨道完好，既能使路基加固质量得以保证，又保证了行车安全。