注浆技术在铁路路基病害整治中的应用研究

田磊

摘要：路基是铁路工程施工的重点内容，对后续铁路的安全运营具有重要作用。但目前，铁路路基存在诸多隐患，严重影响了铁路运营安全。注浆技术作为一种非开挖的病害整治方法，因其具有施工简便、对铁路运营影响小等优点，逐渐在铁路路基病害整治中得到了广泛应用。基于此，本文结合具体实例，对注浆技术在铁路路基病害整治中的应用进行了系统的研究，涉及浆液材料、注浆工艺、施工监控等方面，旨在提高提高铁路路基的稳定性和耐久性。

关键词：铁路路基；注浆技术；病害整治

DOI：10.12433/zgkjtz.20241241

铁路作为我国交通运输的重要基础设施，其安全与稳定对国民经济和社会发展具有重要意义。然而，由于各种因素的影响，铁路路基常常出现沉降、裂缝等各种病害，不仅会影响铁路的正常运营，还会对铁路的安全构成威胁。注浆技术作为一种有效的路基病害整治方法，通过向土体注入浆液，提高其物理力学性能，从而达到加固铁路路基、防止病害的目的。

一、铁路路基常见病害类型及成因分析

（一）地基处理不当

地基是铁路路基的基础，如果地基处理不当，路基便容易产生沉降、变形等病害。

（二）路基设计缺陷

路基设计不合理也是导致铁路基病害的重要原因之一。如坡度设计不当导致排水不畅，会增加路基受水侵蚀的风险；选择的路基填料不符合要求，如采用易碎、易风化的材料，会导致路基强度下降。

（三）施工质量问题

填筑过程中未能达到规定的压实度，导致路基沉降、变形；路基填料含水量控制不当、施工工艺不符合要求等情况，也会影响路基的稳定性。

（四）外部环境影响

暴雨、洪水、地震等自然灾害会对铁路路基造成严重破坏；滑坡、泥石流等地质灾害，也会对铁路路基的安全造成威胁。

二、注浆技术概述

（一）注浆技术的定义与作用机制

注浆技术是指按照一定比例，将配置好的浆液通过压送设备传送至地层或裂缝中，使浆液与岩土体结合并发生固化作用，形成抗渗性好、稳定性强与高强度的复合结构，从而实现对裂缝的填补与加固，并有效改善岩土结构的一项技术。注浆技术具有使用设备小、速度快速、可广泛作业、效果好等诸多优势，因而被广泛应用于铁路路基病害整治。

（二）常见的注浆材料及其性能特点

注浆技术作为铁路路基病害整治的重要手段，其材料的选取是关键环节之一。常见的注浆材料及性能特点主要有：

1.单液浆

单液浆是注浆工程中最常用的浆液，主要由水泥、水、添加剂等组成。根据配比的不同，单液浆可以形成不同的初、终凝时间，以满足不同的工程需求。单液浆的特点是结石率高、结石体强度强、不发生化学反应、对环境无污染。

2.双液浆

双液浆由水玻璃溶液和碱性溶液组成。当两种溶液混合时，会发生胶凝反应，形成坚硬的结石体。双液浆的特点是结石体强度高，能够瞬时止水，但配制较为复杂，且对施工要求较高。

3.细水泥浆

细水泥浆由超细水泥、水、添加剂等组成。该浆液的优点是浆液粘度低、渗透能力强、结石体强度高，对各种土质均有良好的适应性。但需要注意的是，该浆液易受地下水的影响。

4.化学浆

化学浆主要由聚合物、溶剂、催化剂等组成。与传统的注浆材料相比，化学浆具有粘度低、渗透能力强、结石体强度高、凝固时间可调等优点，但其成本较高，且部分材料会对环境造成污染。

三、注浆技术在铁路路基病害整治中的应用方案设计

（一）项目概况

某铁路全长585km，是国家Ⅰ级铁路。近年来，随着大轴重、大运量重载列车的不断开行，该铁路桥涵过渡段路基沉降、桥头下沉、道床翻浆冒泥等病害问题严重影响了列车的运营安全。通过地质雷达探测分析得知，桥涵过渡段由于路基存在道砟囊，路基软硬度不均，尤其是在降雨后，路基会出现不同程度的下降，轨道的几何尺寸难以保持，道床弹性差。而采用以往的旋喷桩加固、道床机械清筛、换砟等方式，无法直接改善这些问题。

（二）应用方案设计和目标确定

通过现场实地勘察及设计方案比选，采用注浆技术对铁路路基下沉地段进行加固。应用该技术后，有效解决了桥台范围内路基孔洞、道砟囊等病害问题，改善了土壤结构，提高了土体的整体强度，路桥过渡段病害得到了整治。

（三）注浆材料设计

1.注浆材料

本工程采用注浆技术对路基下沉地段进行加固，注浆施工中主要使用单液浆，其由水、水泥、膨润土和添加剂组成。其中，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，膨润土选用钠基膨润土。同时，为了提高浆液的可灌性和结石率，应添加适量的速凝剂和分散剂。速凝剂采用碱性速凝剂，分散剂则采用木质素磺酸盐类分散剂。

2.浆液配比

考虑到下沉地段的实际情况和加固要求，采用这一配比范围进行试验：水灰比0.8：1～1：1.2，添加剂含量为水泥用量的5%～10%。

3.注浆工艺参数

注浆工艺参数主要涉及注浆压力、注浆量以及注浆孔间距和排距。根据下沉地段的土质、地下水位和加固要求，注浆压力选择在0.5～1.5MPa之间；注浆量根据下沉地段的填充率和加固深度进行计算。同时，为确保加固效果，可适当增加注浆量；注浆孔间距和排距主要根据下沉地段的尺寸和加固范围确定，一般为1.0～1.5m。

4.注浆方式

根据下沉地段的深度和扩散半径，将注浆孔分为若干个注浆段，一段注浆完成后，再进行下一段的注浆。同时，为避免出现串浆现象，在注浆过程中，可采取跳注的方式。

5.注浆结束标准

单孔注浆结束标准为注浆压力达到设计要求，并持续稳定5min以上；整个加固结束标准为，所有注浆孔均达到单孔注浆结束标准，同时对加固区进行检测，确认加固效果满足设计要求。

（四）注浆施工工艺及要点

1.注浆工艺流程

注浆技术在铁路路基病害整治中应用，需要施工人员严格按照施工规范和标准进行，以保证施工效果。具体的施工流程为：施工准备→钻孔→注浆管埋设→注浆→拔管、封孔→注浆效果检测。

2.注浆施工要点

施工准备。在注浆施工前，准备工作必不可少。具体包括以下内容：一是放线测量。施工前，施工人员应结合现场的实际情况开展测量放样工作，并对水准线及其他相关设备进行审核，保证工作准确、高效开展。二是人员分配。在注浆施工中，管理人员需合理分配技术人员、操作人员及工程管理人员，依据施工设计图纸，合理引导他们在各自的岗位上做好准备。三是材料设备准备。在备料环节，严格控制各原材料的用量和比例，如需严格配比浆液中各类物质。同时，根据路基情况合理确定注浆量，以保证达到最佳的稳固效果；准备好注浆施工中所需的机械设备，主要包括泥浆机、钻机、注浆机等，并按照设备规范要求安装和调试，确保施工机械设备均能正常运行。施工所需的主要材料及设备机见表1所示。

序钻孔施工。根据设计要求，使用钻机在路基上钻孔。钻孔的直径和深度需要根据具体的土层情况和设计要求确定。钻孔过程中，应确保孔的位置准确，且孔的斜度也应满足设计要求。完成钻孔作业后，工作人员应结合施工规范及现场的实际情况，在指定位置插入注浆管（直径36mm），并在管道中输入空气，打开浆液泵开关，以连续不断地输浆液送。在插管过程中，应避免杂物进入导致管道堵塞。钻孔完成后，应进行水力压强检测，以有效控制钻孔的吸水量，确认检测结果符合标准后，及时清理孔洞内的杂物。

注浆施工。所有准备工作完成后，开始注浆。注浆时，应注意控制注浆压力和流量，防止出现压力骤升或流量异常的情况。同时，应密切关注附近构筑物和地面的变化情况，防止出现异常。在本次病害整治中，注浆工艺参数为：泥浆水灰比1.2，水泥用量为65kg/m3，注浆压力为0.5MPa。注浆前，先给注浆孔编号，同时，对整个注浆过程进行详细记录，避免漏浆。注浆时，若浆体表面较稳定、无沉降，可暂停注浆。在实际的注浆过程中，若需要进行二次喷浆，应在第一次喷浆作业的基础上进行，确保二次喷浆后能有效扩大浆土混合物的体积。待喷浆施工彻底结束后，还要做好后续的清理工作，以提升整体的注浆质量。

注浆完成后，对加固区域进行检测，确保注浆效果满足设计要求。常用的检测方法包括钻孔取样、压力测试、超声波检测等。

拔管封孔。为提升注浆技术的应用效果，可适当增加注浆浓度。在具体的注浆过程中，先将注浆管提至相应的设计深度，而后自上而下分段、连续注浆。注浆完成后，再将注浆管拔出注浆孔口。拔管时，若分段拔管，还需严格控制管高在0.5m内，以保证施工效果。

注浆效果检测。注浆完成后，应对加固区域进行检测，确保注浆效果满足设计要求。常用的检测方法包括钻孔取样、压力测试、超声波检测等。

（五）注浆技术的应用效果

通过对加固前后路基地段轨检车的检测数据分析得知，应用注浆技术加固，课有效改善轨道下方基床的病害问题。从具体的数据来看，加固地段TQI数据从7.8下降至6.2，质量均衡，轨道集合尺寸保持良好。

四、在铁路路基病害整治中应用注浆技术的建议

（一）选择经验丰富的施工队伍

注浆技术在铁路路基病害整治中的应用，需要有经验丰富的施工队伍，以确保工程的质量和安全。在选择施工队伍时，要了解他们过去在注浆施工方面的经验和成绩，查看以前完成的项目案例，了解技术实力和实践经验。同时，考虑到注浆施工需要专业的设备和工具，经验丰富的施工队伍还应拥有先进的注浆设备、检测仪器和相关工具，并能够高效地完成施工任务。此外，注浆技术还要求施工人员具备一定的专业知识和技能。要了解其是否熟悉相关规范和标准、是否有专业的技术人员指导施工。

（二）确保注浆材料的稳定性

注浆材料的不稳定性可能导致注浆效果不佳。因此，在应用注浆技术进行铁路路基病害整治时，应避免出现沉淀、分离等现象。首先，要选择符合规格和标准要求的注浆材料，避免使用假冒伪劣产品。其次，应按照规定的配比将各种材料进行搅拌，确保浆液的各项性能指标达到要求。同时，要保证注浆材料搅拌均匀，避免出现沉淀现象。

（三）强化注浆过程的控制

为确保注浆效果和铁路运营安全，还有必要加强注浆过程的管理和控制。第一，在注浆过程中，要控制好注浆压力，避免压力过大或过小对路基造成不利影响。同时，要密切关注压力变化，及时调整注浆参数。第二，钻孔的深度和角度对注浆效果也有影响。应按照设计要求控制钻孔的深度和角度，确保注浆管位置准确。第三，在注浆施工过程中，应加强监测与记录工作，涉及钻孔深度、注浆压力、流量等参数，以及施工过程中的异常情况、处理措施等。这些记录有助于后续的工程验收和维护工作。第四，在施工过程中，应注意环境保护，避免对周围环境和地下水造成污染。合理处理废水和废浆，遵守相关环保法规。

（四）注重注浆质量检查

在注浆技术的应用过程中，有必要在注浆结束后加强对注浆质量的检查。一方面，要检验注浆是否按照相关规范进行，如：对铁路软弱等级路基注浆，需保证路基承载力在200kPa以上，且控制沉降值在30era以内，如此才能有效保障注浆施工质量；另一方面，可采用静载试验、弯沉使用、钻芯法等试验方法进行评估注浆质量。只有保障整体的注浆质量，才能有效解决铁路路基沉陷问题。

五、结论

铁路路基病害整治是一个具有重要现实意义的课题。注浆技术的应用研究为铁路路基病害整治提供了一种新的、有效的方法，对于保障铁路运输安全、提高铁路运营效率具有重要意义。文章结合具体实例，证明了注浆技术在铁路路基病害整治中的应用具有良好效果，能有效解决铁路路基的病害问题。

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