采用钢制袖阀管加固既有铁路基础施工技术研究

杨晔

摘要：介绍常见铁路基础的加固技术，阐述了铁路基础加固方案、具体措施和加固效果，通过合理制定注浆方案、提高钻孔施工效率、选用高性能注浆材料、合理安装袖阀管、采用先进施工设备等措施，优化铁路基础加固技术，可为相关技术人员提供参考。

关键词：既有铁路；基础加固；袖阀管；施工技术

0   引言

既有铁路通常指运营时间较长、技术落后、设备老化、维护成本较高的铁路。随着技术的不断发展，新鐵路建设的不断推进，既有铁路逐渐面临更新改造的需求。在既有铁路基础的加固施工中，袖阀管的应用是一个重要的研究领域。本文通过既有铁路基础加固工程实例，探讨了钢制袖阀管及其注浆工艺，以及相应的加固施工技术和管理措施，旨在为既有铁路基础加固工程施工提供有益的参考。

1   常见铁路基础加固技术

对既有铁路基础进行防护，可结合路基、路堑、边坡进行综合治理。根据铁路基础防护工程的里程和对应的侧别情况，需要采取适当的防护措施来确保铁路基础的安全和稳定。常见的对既有铁路基础采用的防护措施如下所述。

1.1   设置护坡或覆盖植被

在边坡上设置护坡，例如混凝土护坡、石方护坡、框架梁护坡、拱形骨架护坡等。通过以上结构的护坡，可保持铁路边坡和基础的稳定。通过在边坡表面覆盖植被，可以减少铁路边坡和基础的水土流失，增加其稳定性。

1.2   安装土工格栅或防护网

在边坡上安装土工格栅，用于增加土体的抗滑稳定性，防止边坡滑坡和坍塌。在边坡表面安装防护网或钢筋网，用于防止边坡松散物滑落，保持铁路边坡和基础土体的稳定。

1.3   设置排水系统

合理设置排水系统，包括截水沟、吊沟、天沟、边沟、排水管道等，以避免水分渗入边坡内部，减少对铁路边坡和基础的液化和侵蚀覆盖的植被。

1.4   设置斜桩或锚杆等

在铁路基础和边坡中安设斜桩和锚杆，增加其抗沉降和抗倾斜能力。此外，设置施工坡道进出施工区域，可减少施工期间对边坡的破坏和对周围环境的影响。

2   铁路基础加固施工案例

2.1   制定加固方案

某既有铁路的K5+370～K5+455段需要进行基础加固施工，为此制定加固方案。根据该既有铁路施工段内基础的具体情况、地质条件和设计要求综合考虑，选择和采取不同的基础加固措施，更好地组织基础加固施工，并对基础加固情况进行定期监测，及时处理可能存在的质量问题，确保工程施工的安全性和可靠性，确保符合相关的技术标准和规范要求。该加固方案决定采用钢制袖阀管和不同的钻孔布设方法进行基础注浆。袖阀管主要由外管、橡胶套、堵头、接头、镀锌注浆内管、注浆器等组成，其中外管由PVC管或钢管制作。

袖阀管是一种只能向管外出浆，不能向管内返浆的单向闭合装置。注浆时，压力将小孔外的橡皮套冲开，浆液进入地层，如管外压力大于管内时，小孔外的橡皮套会自动闭合。

2.2   具体加固措施

按照基础加固工程的里程和对应的侧别，采取的具体加工措施，如下所述。

对K5+370～K5+455铁路基础采用钢制袖阀管进行注浆处理。其中1股道的砟脚采用倾斜角度为11°的钻孔注浆方法；2股道、4股道的道心采用垂直钻孔注浆方法，钻孔沿铁路方向的间距为1.8m；1、2股道之间，2、3股道之间，3、4股道之间采用垂直、倾斜交错钻孔注浆方法，钻孔沿铁路方向间距为0.9m，其中K5+370～K5+385段的钻孔倾斜角度为11°，K5+385～K5+455段的钻孔倾斜角度为6°。对K5+370～K5+455铁路右侧边坡采用坡面布设锚杆、钢筋网片和C30混凝土进行加固防护。其中锚杆长度为6m、间距为2m，混凝土厚度为0.3m。此外，边坡增设仰斜式泄水孔，其长度为25m、间距为3.0m。

2.3   施工效果

2.3.1   工期

K5+370～K5+455铁路基础加固工程的施工周期为90天，实际完成时间为82天，提前8天完成了施工任务。这说明在施工过程中，项目团队做到了良好的进度管控和协调，确保了施工进度的顺利进行。

2.3.2   质量和效益

在施工过程中，共进行了14次检测，其中12次为合格，2次为局部不合格。对不合格部位进行了二次注浆，并在后续的检测中得到了合格结果。这说明项目团队在施工过程中，对于施工质量进行了严格把控，并及时进行了整改和返工，确保了施工质量符合要求。本次施工总投入为956万，实际使用资金为954万，其中以材料费、人工费和设备租赁费为主。

2.3.3   现场施工管理

在施工过程中，项目团队对包括施工前的准备工作、现场安全管理、施工质量监控等方面进行了严格的管理和监督，确保了施工过程的可控性和质量的稳定性。同时，项目团队对施工人员进行了技能培训和指导，提高了施工人员的技能和水平，减少了施工中的差错和失误，提高了施工效率和质量。这说明项目团队在施工管理和协调方面做的非常出色，为施工的顺利进行和质量的保障奠定了坚实的基础。同时对于既有铁路基础加固袖阀管的安全性和稳定性进行了提升和加强，有效避免了可能出现的事故和故障，保证了铁路的正常运行。

3   基础加固技术优化措施

3.1   合理制定注浆方案

对既有铁路基础进行加固施工，制定合理的注浆方案非常重要。应针对铁路基础的土壤类型、含水量、孔隙率、水压力，以及铁路周边环境等情况进行调查和综合分析，在此基础上制定合理的注浆方案。根据不同的地质情况选择注浆材料，例如在地层松软、地下水位较高的区域，应选择水泥、矿物质胶凝等抗渗、固化能力强的材料。根据不同的注浆材料和地质条件选择注浆孔径、钻孔密度和注浆压力。一般来说，孔径越小、注浆密度越大，固化效果越好[1]。

3.2   提高钻孔施工效率

3.2.1   钻机的选择和维护

多功能潜孔钻机是一种新型的钻孔设备，其采用液压驱动、自动吸尘降噪、电子控制、模块化设计技术，具有结构紧凑、体积小、操作简便、节能环保、钻探各种地质等优点。在既有铁路基础加固施工中，使用该种钻机可提高钻孔施工效率。

要根据施工现场实际情况合理制定钻孔方案。要考虑钻孔深度、钻孔直径、钻孔位置等要素，确保钻孔的质量和精度。在钻孔过程中，应加强对钻孔的维护保养。钻孔前需要对钻头进行检查，确保其完好无损。在钻孔过程中，需要定期检查钻孔机的液压系统和电气系统，保证其正常运行。应采用高性能的钻头和配件，提高钻孔质量和效率。

3.2.2   袖阀管的选择和使用

在既有铁路基础加固施工过程中，应根据钻孔直径、地质条件和注浆材料特性等因素选择袖阀管。采用钢制袖阀管，可有效提高钻孔施工的效率和质量。

在施工前，应对袖阀管的使用进行周密的计划和准备，包括具体的施工流程、技术要求、设备选择、配管长度等；在下放袖阀管之前，需要对钻孔进行清洁处理，确保钻孔内部干净整洁后，将袖阀管安装到孔内，并确保袖阀管与钻孔壁之间的距离符合要求；在安装袖阀管的过程中，应根据地质情况、钻孔直径和注浆材料特性等因素，合理控制下放袖阀管的下降速度，防止触碰孔壁造成塌孔；在注浆过程中，应根据地质条件、注浆深度和注浆材料特性等因素，合理控制注浆压力和流量，以确保注浆效果和施工安全。

3.3   选用高性能注浆材料

既有铁路基础加固的注浆材料是确保加固效果的重要因素之一，选择高性能注浆材料可以提高加固工程的质量和效率，应根据工程施工的实际情况选用适合的注浆材料。选择注浆材料要考虑到施工环境、加固对象、注浆方式等多个因素。例如，在潮湿环境下施工时，需要选用具有良好防水效果的注浆材料。对于不同类型的袖阀管，需要选用不同强度等级的注浆材料。

高性能注浆材料应具备以下特点：良好的流动性和可渗透性，能够充分渗透到被加固体内部，填充空隙和裂缝，使加固效果更加均匀和牢固；较高的强度和耐久性，能够满足基础加固的强度要求，保证加固效果持久稳定；注浆材料要能够适应施工工艺要求，如注浆压力、注浆速度、固化时间等[2]。

3.4   袖阀管的安装

既有铁路基础加固施工过程中，袖阀管的安装是关键的一步。为了提高袖阀管的安装效率和准确度，应采用一些先进的工具和技术，如激光测距仪、高空作业平台等，还需要经验丰富的施工人员进行操作和监督。

安装袖阀管要点如下：在施工前，需要对袖阀管的安装位置和数量进行仔细的布置和计算，确保袖阀管的位置和密度满足加固要求；根据加固要求选择袖阀管的直径和长度，准备好管夹、吊具、悬挂钩等相关工具；将袖阀管垂直插入钻孔中，与管壁紧密接触，然后将管夹固定在管口处，防止浆料泄漏；安装过程中要注意袖阀管的位置和倾斜度，保证加固后的铁路基础符合设计要求；袖阀管安装完毕后，为了防止串浆、冒浆，需要在管口安装水囊式灌浆止浆塞，以满足压力注浆和分段注浆需求，保证袖阀管与孔道的密封性和袖阀管注浆压力[3]。

3.5   采用先进施工设备

在既有铁路基础加固施工过程中，采用先进的施工设备可提高施工效率和施工质量，进而降低工程成本。采用先进施工设备的具体措施如下：选择具有稳定性和高效性的注浆设备，如高压注浆泵及其自动控制系统；选择高性能钻孔机械，如多功能钻机；选用高精度的检测设备，如探测雷达、高密度电法和面波法等探测设备。此外，引入注浆量自动计量和智能控制系统等自动化技术，不但可提高施工效率和质量，还可减少人为因素对施工质量的影响[4]。

4  结束语

本文通过合理制定注浆方案、提高钻孔施工效率、选用高性能注浆材料、合理安装袖阀管、采用先进施工设备等措施，优化铁路基础加固技术，未来对既有铁路基础加固施工的研究，将更加注重效益问题，包括对施工成本、质量、工期等方面的提升，以满足社会和市场的需求。既有铁路基础加固施工优化及研讨是一个充满挑战和机遇的领域，需要不断探索和创新，准确把握未来的发展方向，为既有铁路的基础设施建设和维护作出更大贡献。

参考文献

[1] 梁胜明，吴红刚.既有铁路路堤袖阀管注浆加固治理技术研究[J].路基工程，2021（1）：77-79.

[2] 尹国荣.袖阀管注浆法加固地基技术的改进与應用研究[J].路基工程，2021（7）：48-50.

[3] 郭文超，罗枭.袖阀管注浆在生态堤基础加固处理施工中的应用[J].技术与市场，2022，29（9）：105-107.

[4] 罗跃文，高春羽，高春雷.袖阀管注浆法在杂填土地层基础加固中的应用[J].中国水能及电气化，2022（6）：34-36.