CN109355986A - 一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法 - Google Patents

Abstract

一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，包括以下步骤：（1）确定沉降区段的无砟轨道沉降量，并对沉降区段两端的无砟轨道进行植筋锚固；（2）在无砟轨道侧面钻取绳锯作业孔；（3）采用绳锯对无砟轨道混凝土进行切割，解除无砟轨道粘结束缚，同时对切割后的无砟轨道进行限位；（4）在水平切割缝下方的混凝土上设置顶升装置放置槽；（5）采用顶升系统将无砟轨道顶升至设计值后，采用填充材料将抬升后的无砟轨道下部空隙填充饱满，恢复线路稳定性；（6）对整治区域的无砟轨道进行植筋锚固，并精调扣件系统，恢复线路平顺性。该方法简单快捷，安全可靠，整治过程中无砟轨道几何状态稳定，不影响列车行车安全，可在维修天窗时间内实施，适用于的无砟轨道快速抬升。

Description

一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法

技术领域

本发明属于高速铁路无砟轨道结构病害整治技术领域，具体涉及一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法。

背景技术

无砟轨道结构具有变形小、可靠度高、承载能力强、日常维修量少以及使用寿命长等特点，我国高速铁路主要采用无砟轨道结构。我国无砟轨道线路长、跨度大，在通过特殊区段时，部分无砟轨道会由于复杂的地质环境导致沉降，严重影响无砟轨道线路平顺性，威胁列车行车安全。

目前，无砟轨道沉降常采用调节扣件的方式对轨道线形进行改善。扣件调节法是将沉降区段及其两侧较大范围内的无砟轨道扣件进行调节，达到顺坡、优化线形的目的。但是扣件调节量有限，沉降区段两侧顺坡距离长，日常养护维修难度大，当无砟轨道沉降量较大时，扣件调节后的无砟轨道也无法满足高速行车通过要求，需要限速，严重影响高速铁路正常运营。此方法只是临时处理措施，无法从根本上解决无砟轨道沉降问题。

除调节扣件外，无砟轨道沉降整治主要采用化学注浆抬升法、机械抬升法和临时支撑重筑法。专利“用于高速铁路无砟轨道抬升及同步纠偏用聚氨酯注浆材料”（申请号：201520425832.8）、“高速铁路无砟轨道抬升高聚物注浆方法”（申请号：201310123669.5）、“一种用于曲线段沉降无砟轨道抬升修复方法”（申请号：201710013063.4）、“无砟轨道路基高聚物注浆抬升方法”（申请号：201610370638.3）、“无砟轨道路基高聚物注浆抬升方法”（申请号：201610370638.3）、“应用注入法对铁路无砟轨道道床下沉进行抬升的系统和方法” （申请号：201310027717.0）等涉及的为化学注浆抬升技术，技术核心是将发泡聚氨酯注入无砟轨道下方，利用聚氨酯发泡后的体积膨胀力将无砟轨道顶升。该技术施工较复杂，受环境因素较大，且在重量较大的端刺区部位，无砟轨道的抬升较为困难，也无法对桥梁段的无砟轨道进行抬升。专利 “一种高速铁路路基上CRTSI型板式无砟轨道抬升纠偏装置及方法”（201510341806.1）涉及的为机械抬升技术，技术核心是通过千斤顶、气垫等机械装置将无砟轨道直接抬升。该技术对无砟轨道抬升能力有限，只适用于小范围的无砟轨道抬升，而且其施工局限性较大，难于对端刺区、桥梁等地段的无砟轨道进行抬升。临时支撑重筑法是将道床板或道床板及仰拱混凝土移除，采用木枕或钢垫梁进行临时支撑后，按设计位置，重新浇筑道床板或道床板及仰拱混凝土。该方法需靠木枕或钢垫梁长期临时支撑，无砟轨道稳定性和安全性较差，采用快硬混凝土连续浇筑的道床易开裂，分段浇筑的道床及仰拱填充层连续性较差，新老混凝土界面易出现裂缝，影响无砟轨道结构耐久性，而且道床板及仰拱混凝土挖除困难，人工劳动强度大，施工效率较低。

因此，如何能够安全、快速、有效地解决无砟轨道沉降病害，大幅降低人工劳动强度和施工难度，是亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法。

技术方案：为了实现以上目的，本发明提供了一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法。该方法包括以下步骤：（1）确定沉降区段的无砟轨道沉降量，并对沉降区段两端的无砟轨道进行植筋锚固；（2）在无砟轨道侧面钻取绳锯作业孔；（3）采用绳锯对无砟轨道混凝土进行切割，解除无砟轨道粘结束缚，同时对切割后的无砟轨道进行限位；（4）在水平切割缝下方的混凝土上设置顶升装置放置槽；（5）采用顶升系统将无砟轨道顶升至设计值后，采用填充材料将抬升后的无砟轨道下部空隙填充饱满，恢复线路稳定性；（6）对整治区域的无砟轨道进行植筋锚固，并精调扣件系统，恢复线路平顺性。

上述的沉降区段两端无砟轨道植筋锚固长度5～15m，整治区段及两端植筋锚固时，垂直于线路方向每行设置2～5个植筋孔，相邻两行间距0.3m～1.5m；所述的绳锯作业孔直径不低于20mm，沿线路防线相邻绳锯作业孔间距不大于4m。

上述的绳锯切割为水平切割、竖向切割中的一种或两种，绳锯水平切割为对道床与支撑结构混凝界面处或支撑结构混凝土土进行水平切割，绳锯竖向切割为将沉降最大位置的无砟轨道竖向切断、将沉降区域起止位置的无砟轨道竖向切断中的一种或两种。

上述的切割后的无砟轨道限位为在无砟轨道两侧采用限位装置和无砟轨道下部采用临时支撑装置对其横向、垂向和纵向进行限位，临时支撑装置包括橡胶类垫板、塑料类垫板、金属类垫板及木质类垫板中的一种或几种。

上述的绳锯切割装置由具有收放链条功能的动力装置、数控系统、导向架、导向轮、金刚石链条及防护装置组成；无砟轨道顶升体系由千斤顶、气垫、精调装置及测量设备组成。

上述的填充材料应具备高流动性和快硬能力，高分子类填充材料为聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂中的一种，无机类填充材料为磷酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、水玻璃-水泥体系中的一种或几种。

有益效果：本发明提供的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法具有如下积极效果：

（1）基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治可均在天窗时间内完成，无需断道施工，不影响行车的正常运行和运营，施工工艺简单、高效；

（2）采用绳锯将无砟轨道混凝土切割解除粘结束缚后，大幅降低了无砟轨道顶升重量和顶升束缚力，端刺区、过渡区、桥梁段等地段无砟轨道机械抬升易于实现；

（3）基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治技术不影响原有无砟轨道结构；

（4）工机具自动化程度高，人工劳动强度大幅降低，整治进程可控性强，可确保天窗时间内完成施工，避免行车沿点风险；

（5）整治过程中采用限位、临时支撑等多重安全措施，确保无砟轨道结构稳定；

（6）整治涉及的修补材料均为特种材料，早期固化速度快，满足施工后行车立即通车需求。

附图说明

本发明的附图有。

图1是本发明的绳锯作业孔及水平切割示意图。

图2是本发明的无砟轨道竖向切割示意图。

图3是本发明的无砟轨道顶升示意图。

图4是本发明的无砟轨道植筋锚固示意图。

本发明附图中的附图标记如下。

1、钢轨 2、轨枕 3、无砟道床 4、道床与支撑结构混凝土界面 5、支撑结构混凝土6、绳锯作业孔 7、混凝土水平切割 8、混凝土竖向切割 9、顶升装置放置槽 10、顶升装置11、植筋孔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，说明具体实施方式，这些实施例仅限于解释说明本发明，而不限定本发明的范围。

实施例1

端刺区路基段无砟轨道沉降整治方法包括以下内容：

（1）施工前测量无砟轨道几何状态初始数据，按照0.65m划分切割单元，并核对无砟轨道每根轨枕位置处的抬升量，建立数据联控网。该整治区段内的每根轨枕处的设计抬升量如表1所示。

表1无砟轨道设计抬升量

（2）整治区段两端道床板植筋锚固，植筋锚固长度15m，植筋锚固示意图如图4所示，垂直于线路方向每行设置5个植筋孔，相邻两行间距1.5m。

（3）在无砟道床与支撑结构混凝土界面处钻取绳锯作业孔，绳锯作业孔如图1所示。绳锯作业孔直径20mm，沿线路方向相邻绳锯作业孔间距0.65m。

（4）将绳锯链条穿入绳锯作业孔进行水平切割，每台机器每次切割0.65m，将道床与支撑结构混凝土切割分离，如图1所示。切割后，切割缝采用垫板进行临时支撑，在无砟轨道两侧安装限位装置。

（5）在切割缝下方的支撑层结构混凝土上凿槽，放置顶升装置，如图3所示。无砟轨道顶升后移除切割缝内垫板，配合水准仪、全站仪等测量设备，将道床板高程调整至设计值。如无砟轨道难于顶升到位，可采用绳锯将最大沉降处22号与23号轨枕间的无砟轨道竖向切断，如图2所示，解除束缚，确保无砟轨道顶升到位。

（6）采用填充材料将顶升装置放置槽和切割缝灌注饱满。

（7）对将整治区域的无砟轨道进行植筋锚固，并精调扣件系统，恢复线路平顺性。

实施例2

桥梁段无砟轨道沉降整治方法包括以下内容：

（1）施工前测量无砟轨道几何状态初始数据，按照1.3m划分切割单元，并核对道床板上每根轨枕位置的抬升量，建立数据联控网。该整治区段内的每根轨枕的设计抬升量如表2所示。

表2无砟轨道设计抬升量

（2）整治区段两端道床板植筋锚固，植筋锚固长度5m，植筋锚固示意图如图4所示，垂直于线路方向每行设置2个植筋孔，相邻两行间距0.3m。

（3）在无砟轨道道床与支撑结构混凝土界面处钻取横穿无砟轨道的绳锯作业孔，如图1所示。绳锯作业孔直径25mm，沿线路方向相邻绳锯作业孔间距1.3m。

（4）将绳锯链条穿入绳锯作业孔进行水平切割，每台机器每次切割1.3m，将道床与支撑结构混凝土切割分离，如图1所示。切割后，切割缝采用垫板进行临时支撑，在无砟轨道两侧安装限位装置。

（5）在切割缝下方的支撑层结构混凝土上凿槽，放置顶升装置，如图3所示。无砟轨道顶升后移除切割缝内垫板，配合水准仪、全站仪等测量设备，将道床板高程调整至设计值。

（6）采用填充材料将顶升装置放置槽和切割缝灌注饱满。

（7）对将整治区域的无砟轨道进行植筋锚固，并精调扣件系统，恢复线路平顺性。

实施例3

路基段无砟轨道沉降整治方法包括以下内容：

（1）施工前测量无砟轨道几何状态初始数据，按照4m划分切割单元，并核对道床板每根轨枕位置处的抬升量，建立数据联控网。该整治区段内的每根轨枕处的设计抬升量如表3所示。

表3无砟轨道设计抬升量

（2）对隧道内的道床板植筋锚固，植筋锚固长度10m，植筋锚固示意图如图3所示，垂直于线路方向每行设置4个植筋孔，相邻两行间距1.3m。

（3）在无砟轨道道床与支撑结构混凝土界面处钻取横穿无砟轨道的绳锯作业孔，绳锯作业孔如图1所示。绳锯作业孔直径30mm，沿线路方向相邻绳锯作业孔间距4m。

（4）将绳锯链条穿入绳锯作业孔进行水平切割，每台机器每次切割4m，将道床与支撑结构混凝土界面处切割分离，如图1所示。切割后，切割缝采用垫板进行临时支撑，在无砟轨道两侧安装限位装置。

（5）在切割缝下方的支撑层结构混凝土上凿槽，放置顶升装置，如图3所示。无砟轨道顶升后移除切割缝内垫板，配合水准仪、全站仪等测量设备，将道床板高程调整至设计值。如无砟轨道难于顶升到位，可采用绳锯将最大沉降处26号与27号轨枕间的无砟轨道竖向切断，如图2所示，解除束缚，确保无砟轨道顶升到位。

（6）采用填充材料将顶升装置放置槽和切割缝灌注饱满。

（7）对将整治区域的无砟轨道进行植筋锚固，并精调扣件系统，恢复线路平顺性。

Claims (8)

1.一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于包括以下步骤：（1）确定沉降区段的无砟轨道沉降量，并对沉降区段两端的无砟轨道进行植筋锚固；（2）在无砟轨道侧面钻取绳锯作业孔；（3）采用绳锯对无砟轨道混凝土进行切割，解除无砟轨道粘结束缚，同时对切割后的无砟轨道进行限位；（4）在水平切割缝下方的混凝土上设置顶升装置放置槽；（5）采用顶升系统将无砟轨道顶升至设计值后，采用填充材料将抬升后的无砟轨道下部空隙填充饱满，恢复线路稳定性；（6）对整治区域的无砟轨道进行植筋锚固，并精调扣件系统，恢复线路平顺性。

2.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的沉降区段两端无砟轨道植筋锚固长度5～15m，整治区段及两端植筋锚固时，垂直于线路方向每行设置2～5个植筋孔，相邻两行间距0.3m～1.5m。

3.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的绳锯作业孔直径不低于20mm，沿线路防线相邻绳锯作业孔间距不大于4m。

4.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的绳锯切割为水平切割、竖向切割中的一种或两种，绳锯水平切割为对道床与支撑结构混凝界面处或支撑结构混凝土土进行水平切割，绳锯竖向切割为将沉降最大位置的无砟轨道竖向切断、将沉降区域起止位置的无砟轨道竖向切断中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的切割后的无砟轨道限位为在无砟轨道两侧采用限位装置和无砟轨道下部采用临时支撑装置对其横向、垂向和纵向进行限位，临时支撑装置包括橡胶类垫板、塑料类垫板、金属类垫板及木质类垫板中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的绳锯切割装置由具有收放链条功能的动力装置、数控系统、导向架、导向轮、金刚石链条及防护装置组成。

7.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的无砟轨道顶升体系由千斤顶、气垫、精调装置及测量设备组成。

8.根据权利要求1所述的一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法，其特征在于：所述的填充材料应具备高流动性和快硬能力，高分子类填充材料为聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂中的一种，无机类填充材料为磷酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、水玻璃-水泥体系中的一种或几种。