摘? 要：本文針對(duì)鐵路隧道無(wú)砟軌道道床板離縫現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)例，具體分析離縫原因和危害，提出采用錨固注膠法整治離縫的措施，并通過(guò)整治方案的實(shí)施，驗(yàn)證了整治方案的有效性。

關(guān)鍵詞：錨固注膠法;鐵路隧道無(wú)砟軌道;道床板離縫

中圖分類(lèi)號(hào)：U216.418? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

鐵路無(wú)砟軌道技術(shù)自20世紀(jì)60年代在我國(guó)開(kāi)展試驗(yàn)與應(yīng)用以來(lái)，有了飛速發(fā)展，隨著鐵路運(yùn)營(yíng)里程增加，無(wú)砟軌道病害隨之增多。常見(jiàn)的病害有：軌道板結(jié)構(gòu)自身病害、道床板離縫、道床板上拱或下沉、墊層開(kāi)裂等。無(wú)砟軌道道床板施工質(zhì)量好壞直接影響鐵路運(yùn)行的平順性、安全性。在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，因地質(zhì)、人員技術(shù)、材料設(shè)備、管理、環(huán)境等因素，造成道床板離縫、下沉、上拱等病害，這嚴(yán)重影響鐵路安全運(yùn)營(yíng)?；诖?，本文介紹了錨固注膠法整治隧道道床板離縫的措施。

1 工程概況

西北部某鐵路為國(guó)鐵Ⅰ級(jí)雙線電氣化客貨共線快速鐵路，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度≥6公里的隧道和長(zhǎng)大隧道相對(duì)集中的區(qū)段連續(xù)鋪設(shè)無(wú)砟軌道，軌道配套彈條Ⅱ型扣件。某隧道長(zhǎng)8.82km，隧道襯砌后斷面尺寸寬14.73m，高8.95m，雙線運(yùn)行，采用CRTS Ⅰ型雙塊式軌枕無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式。無(wú)砟軌道由鋼軌、扣件、雙塊式軌枕、道床板和支承層等部分組成，隧道內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)高度為515mm，單幅軌道板寬2800mm，厚260mm，采用SK-2雙塊式軌枕，支承層寬3400mm，厚300mm，支承層砼強(qiáng)度C30，道床板強(qiáng)度C40。

2 鐵路隧道無(wú)砟軌道道床板離縫病害原因分析

隧道病害段施工揭露地層巖性為三疊系中統(tǒng)板巖，該巖層具有裂隙發(fā)育，巖體較破碎，石質(zhì)較軟，易變形等特點(diǎn)。鐵路運(yùn)營(yíng)3年后隧道進(jìn)口約1km范圍處出現(xiàn)135m道床板離縫（上行85m，下行50m），其中有35m為相同里程，經(jīng)確認(rèn)道床板無(wú)沉降及上拱現(xiàn)象，為防止道床板與仰拱間離縫進(jìn)一步發(fā)展，需對(duì)道床板離縫病害進(jìn)行有效整治。離縫病害形成與列車(chē)動(dòng)載，圍巖地質(zhì)及地下水、施工缺陷等方面因素有關(guān)。其中施工原因主要有砼強(qiáng)度不足、砼振搗不到位、砼開(kāi)裂破損，砼拉毛不合格、施工縫清理不徹底等。

資料顯示，該段地下水較豐富，砼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均合格。施工中墊層施工工藝安排不合理，墊層砼在仰拱填充砼施工后隨即安排施工，存在砼未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度有被重車(chē)碾壓破壞的風(fēng)險(xiǎn);墊層施工分段（12～18m/段），人為增加橫向施工縫;標(biāo)高控制不到位，部分墊層砼表面高出設(shè)計(jì)5～20cm，后期用挖掘機(jī)液壓錘鑿除過(guò)高的砼，導(dǎo)致凹坑較多，墊層頂面無(wú)法較好地拉毛，另外還有施工縫泥水清理不徹底等問(wèn)題。綜合分析為道床板施工前施工縫處理不到位，導(dǎo)致道床板和墊層砼間不能有效連接，加之地下水作用，在列車(chē)反復(fù)沖擊作用下使道床板離縫，泥水從施工縫噴出，若任其發(fā)展，將嚴(yán)重影響線路穩(wěn)定性及安全運(yùn)營(yíng)。

3 錨固注膠法整治無(wú)砟軌道道床板離縫病害方案

3.1 科學(xué)選擇錨栓及注膠材料

混凝土錨固錨栓可分為機(jī)械錨栓和化學(xué)錨栓，本文介紹化學(xué)錨栓錨固道床板。化學(xué)錨栓螺桿分為普通全牙螺桿和特殊倒錐形螺桿，螺桿材質(zhì)應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件及耐久性要求選用，用于植筋的鋼筋應(yīng)使用熱軋帶肋鋼筋或全螺紋螺桿，不得使用光圓鋼筋和錨入部位無(wú)螺紋的螺桿，實(shí)際施工采用HRB400級(jí)φ20熱軋帶肋鋼筋。

植筋膠成份應(yīng)采用改性環(huán)氧樹(shù)脂膠，其具有無(wú)毒無(wú)污染、良好的抗腐蝕、抗酸堿、無(wú)蠕變和耐老化性能等特點(diǎn)，嚴(yán)禁使用乙二胺作改性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，嚴(yán)禁摻用揮發(fā)性有害溶劑和非反應(yīng)性稀釋劑。植筋膠不得使用其它純環(huán)氧、不飽和聚脂、醇酸樹(shù)脂產(chǎn)品，亦不得使用改性乙烯基酯類(lèi)（包括改性氨基甲酸酯膠粘劑）膠粘劑。采用A級(jí)膠，植筋用錨固膠粘劑用的填料應(yīng)在工廠制膠時(shí)添加，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)摻入。潮濕絕緣電阻值應(yīng)不小于1.2×105Ω。對(duì)完全固化的化學(xué)粘結(jié)劑，其檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合無(wú)毒衛(wèi)生等級(jí)要求。

3.2 人員及設(shè)備配備

施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)防護(hù)員3人（遠(yuǎn)端防護(hù)2人、中間1人），車(chē)站駐站防護(hù)1人，施工技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，安全員及工班長(zhǎng)各1人，人員經(jīng)鐵路局培訓(xùn)取證后持證上崗;工人配備14人為宜，經(jīng)內(nèi)部培訓(xùn)考試合格。現(xiàn)場(chǎng)配備手持砂輪切割機(jī)2臺(tái)，用于卡鉆時(shí)切割鉆桿;鋼筋探測(cè)儀1臺(tái);250KW發(fā)電機(jī)3臺(tái);注膠機(jī)4臺(tái);小型空壓機(jī)1臺(tái)，小型壓力罐1臺(tái)，沖擊鉆16把;水箱1個(gè)，水管300m;水鉆及氣泵各1臺(tái)。注膠機(jī)注膠壓力控制在0.2～0.4MPa之間。

3.3 整治原理及方案編審程序

錨固注膠法的主要原理是在道床板和墊層打孔，清孔后植筋錨固，使道床板與墊層錨固成整體，植筋完成后沖洗吹干離縫面，采用低粘度灌漿樹(shù)脂對(duì)離縫處注膠填充，使道床板與墊層固結(jié)成整體。因涉及既有線施工，整治方案由施工單位編寫(xiě)，簽字蓋章后報(bào)鐵路局工務(wù)處，工務(wù)處組織召開(kāi)方案審查會(huì)，方案修改完善后由施工單位報(bào)各設(shè)備管理單位簽字蓋章，再報(bào)安監(jiān)室、建設(shè)處審批，最后報(bào)運(yùn)輸處，提前1月申請(qǐng)施工計(jì)劃，同步簽訂施工安全協(xié)議和監(jiān)管協(xié)議，人員培訓(xùn)取證，方案經(jīng)監(jiān)理單位總監(jiān)審核簽字后實(shí)施。

3.4 整治方案實(shí)施

施工嚴(yán)格按鐵路局安全管理規(guī)定執(zhí)行。施工天窗任務(wù)下達(dá)后，由施工人員及工務(wù)配合人員共同確認(rèn)命令及填充時(shí)間，遠(yuǎn)端防護(hù)完成后進(jìn)洞施工，施工做好警戒線防護(hù)及安全檢查，填充快結(jié)束時(shí)提前安排人、機(jī)、料撤離，避免材料、設(shè)備侵限及砸點(diǎn)[1-3]。

首先對(duì)仰拱底部鉆孔泄水、注水泥漿加固，注漿水灰比0.5-1。距道床板兩側(cè)各10cm處鉆孔安裝Φ30～Φ50鋼管排水泄壓，鉆孔深至仰拱初支下方5～10cm，每組鋼管縱向間距2m。為防止注漿過(guò)程中道床板隆起，采用跳孔交叉注漿，注漿孔對(duì)側(cè)孔作為排水及泄壓孔，注漿壓力不應(yīng)大于0.5MPa，將水引至墊層兩側(cè)排水溝槽內(nèi)。鉆孔泄水及注漿加固后，對(duì)道床板離縫進(jìn)行整治。

先對(duì)離縫區(qū)段相鄰但未離縫區(qū)段植筋錨固，避免未離縫相鄰段出現(xiàn)離縫，用鋼筋探測(cè)儀對(duì)道床板鋼筋布置情況進(jìn)行探測(cè)，確認(rèn)無(wú)鋼筋后進(jìn)行鉆孔。離縫與未離縫交界處植筋按每排4根，每?jī)筛壵黹g植1排，共計(jì)6排，離縫段按此間距進(jìn)行施工，橫向按600mm、500mm間距交錯(cuò)布4個(gè)錨栓孔，完成后用專(zhuān)用鋼刷清孔不少于3次，氣泵除塵不少于3次，確?？變?nèi)無(wú)雜物。采用HRB400級(jí)φ20鋼筋錨固，鉆孔直徑25mm，鋼筋長(zhǎng)380mm（植入支承層200mm，道床板內(nèi)180mm）。鉆孔內(nèi)植筋長(zhǎng)度范圍采用植筋膠填充，道床板上部約80mm范圍采用無(wú)收縮砂漿回填。采用高壓水槍沖洗板底淤泥、石屑等雜物，風(fēng)機(jī)吹干板底水分后采用低粘度灌漿樹(shù)脂對(duì)道床板與支承層離縫進(jìn)行粘接。施工過(guò)程必須加強(qiáng)觀測(cè)，每次天窗施工完成后及時(shí)復(fù)測(cè)線路幾何尺寸。

4 錨固注膠質(zhì)量檢驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)性

采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法對(duì)錨固注膠整治的結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量檢查。對(duì)注膠前后的標(biāo)高、平面位置進(jìn)行對(duì)比，對(duì)地質(zhì)雷達(dá)圖像進(jìn)行觀察分析，發(fā)現(xiàn)整治前后標(biāo)高及平面位置無(wú)顯著變化，軌道板底部在注膠以后離縫處填充飽滿(mǎn)，波形平順。整治后未發(fā)現(xiàn)明顯的新的離縫及翻漿，整治效果及適用性較好。

經(jīng)濟(jì)性方面，既有線平均每個(gè)天窗有效作業(yè)時(shí)間2h，完成135m離縫整治共使用天窗點(diǎn)77個(gè)，持續(xù)時(shí)間近5個(gè)月，道床板離縫整治成本達(dá)0.5萬(wàn)元/m（未租用軌道車(chē)），離縫病害整治造成施工成本大幅增加。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)例，提出使用化學(xué)錨栓錨固注膠法處理離縫的方法，灌注完成后無(wú)新離縫現(xiàn)象出現(xiàn)，軌道板底部填充飽滿(mǎn)，列車(chē)穩(wěn)定運(yùn)行。研究表明該施工質(zhì)量的關(guān)鍵在于過(guò)程控制，在過(guò)程控制中存在既有線質(zhì)量缺陷處理安全風(fēng)險(xiǎn)高，經(jīng)濟(jì)性差，耗費(fèi)時(shí)間、人力物力等問(wèn)題。因此，嚴(yán)格控制施工過(guò)程質(zhì)量是避免病害和缺陷的最經(jīng)濟(jì)有效的方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒文浩，馬偉斌，杜曉燕，等.既有隧道整體道床下沉的“抬-注-錨”復(fù)合整治技術(shù)研究[J].鐵道建筑，2016（1）：20-24.

[2] 李杰.注膠法整治某高速鐵路無(wú)砟軌道路基翻漿病害[J].路基工程，2015（3）：228-231.

[3] 劉建利，溫永磊，李靜敏.地鐵軌道維護(hù)技術(shù)[M].北京：中國(guó)軌道出版社，2016.

收稿日期：2020-10-09

作者簡(jiǎn)介：洪俊奎（1982—），男，四川瀘州人，本科，工程師，研究方向：鐵路監(jiān)理。