CN109722956A - 高速铁路注浆抬升方法和注浆材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速铁路注浆抬升方法和注浆材料。高速铁路在竖向上包括地基、支承在地基上的填料区和支承在填料区上的轨道结构。注浆方法包括：确定高速铁路的待抬升区段，其具有沿高速铁路走向延伸的纵向和垂直于纵向的横向；在待抬升区段中确定注浆抬升层位的位置，其由填料区与地基之间的交界面限定，或注浆抬升层位在填料区内限定；将第一注浆材料注入待抬升区段的位于注浆抬升层位之下的部分，以对该部分加固；在加固之后，将第二注浆材料在注浆抬升层位注入待抬升区段中，其中第二注浆材料具有比第一注浆材料更大的粘度和更低的流动度，第二注浆材料在待抬升区段中形成多个浆泡，借助浆泡顶升待抬升区段的位于注浆抬升层位之上的部分。

Description

高速铁路注浆抬升方法和注浆材料

技术领域

本发明涉及高度铁路维护技术领域，尤其涉及高速铁路注浆抬升方法和注浆材料。

背景技术

高速铁路的结构一般从竖向上看包括位于最下方的地基、支承在地基上的填料区以及支承在填料区上的轨道结构，其中高速列车在轨道结构上运行。其中填料区一般来说是竖向高度和体积最大的部分，而相比于地基和填料区来说，轨道结构的竖向高度通常要小很多，其结构也更为精细且更容易对高速列车的运行造成影响。高速铁路由于长时间运行、地质变化、周围环境影响等多方面原因，有可能发生局部区段的沉降。为保障高速列车正常运行，需要对沉降的区段进行抬升。

目前通行的抬升作业方法是直接针对轨道结构来进行。例如，一种方法是利用机械抬升结构来直接抬起轨道结构，然后在轨道结构上开孔并通过该孔向轨道结构下方注浆以填补空隙并加固。还有一种方法是在轨道结构上开孔并向轨道结构下方注入可膨胀浆液。这些针对轨道结构的抬升方法会带来一些问题，例如过程较为繁琐，工程上来说机械抬升和注浆需要不同的作业队伍，人员进场转换交接费时费力，且会导致工期冗长。此外，注浆需要通过在轨道结构(例如轨道板)上开孔来进行，这会对轨道结构造成破坏。轨道结构是高速铁路的最上层且最薄的部分，高速列车直接在其上通过。因此，对轨道结构的操作可能会对高速铁路的运行安全产生很大影响。

因此，行业内对改善高速铁路注浆抬升方法存在需求。

发明内容

本发明旨在提供一种不直接针对轨道结构进行操作的高速铁路注浆抬升方法。

本发明还旨在提供一种适用于上述改进的高速铁路注浆抬升方法的注浆材料。

根据本发明的一个方面，提供了一种高速铁路注浆抬升方法，所述高速铁路在竖向上包括地基、支承在所述地基上的填料区和支承在所述填料区上的轨道结构，其特征在于，所述方法包括以下步骤：确定高速铁路的待抬升区段，所述待抬升区段具有沿所述高速铁路的走向延伸的纵向以及垂直于所述纵向的横向；在所述待抬升区段中确定注浆抬升层位的位置，其中所述注浆抬升层位由所述填料区与所述地基之间的交界面限定，或所述注浆抬升层位在所述填料区内限定；将第一注浆材料注入所述待抬升区段的位于注浆抬升层位之下的部分，以对该部分进行加固；以及在所述加固之后，将第二注浆材料在所述注浆抬升层位注入所述待抬升区段中，其中所述第二注浆材料具有比所述第一注浆材料更大的粘度和更低的流动度，所述第二注浆材料在所述待抬升区段中形成多个浆泡，借助所述多个浆泡顶升所述待抬升区段的位于所述注浆抬升层位之上的部分。

采用上述方法，注浆抬升作业直接针对地基与填料区的交界面或填料区来进行，通过用第二注浆材料形成的浆泡来顶升注浆抬升层位之上的部位，从而实现沉降区段的抬升。第一注浆材料较稀并有着良好的流动性，可以在地基和填料区内有效扩散和渗透，从而与形成地基和填料区的材料相结合，并在凝固后对注浆抬升层位以下的部分进行有效加固。加固的目的在于在注浆抬升层位之下形成持力层。第二注浆材料有着很大的稠度和很差的流动性，被注入到待抬升区段后基本上不扩散，而是直接形成浆泡，从而向上顶起填料区或部分填料区。整个注浆抬升作业不直接针对轨道结构进行，注浆孔经过地基和填料区，而不经过轨道结构，避免对轨道结构造成破坏。抬升过程无需机械抬升作业，完全靠注浆作业即可完成，从而省去了机械抬升设备和相关作业队伍，减少人员交替周期，缩短工期并减低成本。

优选地，紧邻所述注浆抬升层位来对注浆抬升层位之下的部分进行加固。这样可以消除有可能存在于加固部分与注浆抬升层位之间(或者说是加固部分与抬升部分)的软弱土体或薄弱层，第二注浆材料直接贴着持力层注入。

优选地，加固所述待抬升区段的位于注浆抬升层位之下的部分包括以下步骤：将所述第一注浆材料注入所述待抬升区段的沿其横向的相对两端，以在这两端且至少在所述注浆抬升层位之下形成止浆墙；以及将所述第一注浆材料注入所述注浆抬升层位与两端的止浆墙限定出的区域内。

形成止浆墙的过程属于封浆过程，其目的是界定第一注浆材料最远能够扩散到的位置。之后再次注入第一注浆材料，以在该界定区域内进行加固。

优选地，所述第一注浆材料为包括硫铝酸盐水泥和水的浆液，所述浆液中，硫铝酸盐水泥与水的重量比为1.0:0.8～1.0。

优选地，所述第二注浆材料是包括硫铝酸盐水泥、超细硅灰、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、10万粘度纤维素醚、碳酸锂、塑性膨胀剂、消泡剂和水的浆液，其中所述浆液的各组分的重量份如下：

且其中所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.60～0.80:0.40～0.60。

优选地，所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.70:0.50。

优选地，所述第二注浆材料具有10～17s的流动度。

优选地，所述第二注浆材料具有30min～50min的初凝时间和1.5h～2.0h的终凝时间。

优选地，所述第二注浆材料具有凝固达2h时≥10MPa、凝固达1天时≥20MPa、凝固达7天时≥30MPa的抗压强度。

优选地，所述方法还包括在注入所述第二注浆材料之后，将补充材料注入所述多个浆泡中的相邻两个浆泡之间，所述补充材料具有比所述第二注浆材料更低的粘度和更高的流动度。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种高速铁路抬升用注浆材料，其中，所述注浆材料适于应用到前述的高速铁路注浆抬升方法中，以在从所述注浆抬升层位被注入所述待抬升区段后在所述待抬升区段中形成多个浆泡，所述多个浆泡能够顶升所述待抬升区段的位于所述注浆抬升层位之上的部分，所述注浆材料是包括硫铝酸盐水泥、超细硅灰、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、10万粘度纤维素醚、碳酸锂、塑性膨胀剂、消泡剂和水的浆液，其中各组分的重量份如下：

且其中所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.60～0.80:0.40～0.60。

优选地，所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.70:0.50。

优选地，所述注浆材料具有10～17s的流动度。

优选地，所述注浆材料具有30min～50min的初凝时间和1.5h～2.0h的终凝时间。

优选地，所述注浆材料具有凝固达2h时≥10MPa、凝固达1天时≥20MPa、凝固达7天时≥30MPa的抗压强度。

本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的实施例的高速铁路注浆抬升方法的流程图；

图2是根据本发明的高速铁路注浆抬升方法的第一种注浆抬升层位的位置示意图；

图3是根据本发明的高速铁路注浆抬升方法的第二种注浆抬升层位的位置示意图；

图4是根据本发明的第一个实施例的智能注浆方法；

图5是根据本发明的第二个实施例的智能注浆方法；

图6是根据本发明的第三个实施例的智能注浆方法；

在本发明中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

附图标记说明：

100：地基

200：填料区

300：待抬升区段

400：注浆抬升层位

500：顶面

600：地表

700：侧面

800：侧面

具体实施方式

现参考附图，详细说明本发明所公开的装置的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

在下文中提及的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看装置时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本文中的表述“……时”，既包括相应动作开始或结束的时间点，也包括从该时间点起经过的一个时间段。

本文中的表述“……以后”、“……之后”，既包括相应动作开始或结束的时间点，也包括从该时间点起经过的一个时间段。

图1示出了根据本发明的实施例的高速铁路注浆抬升方法的流程图。该注浆抬升方法基本可划分为以下几个阶段：准备阶段、加固阶段、抬升阶段和补充阶段。以下结合附图对这些阶段进行逐一说明。

准备阶段

前期对高速铁路的线路进行勘察，确定需要抬升的区段所处的位置。该需要抬升的区段在本文中称为“待抬升区段”。这样的待抬升区段是高速铁路的一部分沉降路段，其具有沿高速铁路的走向延伸的纵向和垂直于纵向的横向。确定待抬升区段的位置之后，对待抬升区段进行勘察调研，例如可以采用地球物理勘探手段并借助三维扫描进行。勘察调研用到的设备包括地质雷达、跨孔CT等。之后例如借助分析软件进行计算，确定抬升策略，包括注浆抬升层位的位置、注浆孔的布置方式、深度、总抬升高度等。本发明中，“注浆抬升层位”是界定待抬升区段中即将被实际抬升的部分的界线。在待抬升区段中，从注浆抬升层位起，在注浆抬升层位之上的部分将会被实际抬升。

图2示意性示出了第一种注浆抬升层位的位置，其被限定在高速铁路的地基与填料区的交界面处。待抬升区段在图2中以附图标记300表示。附图截取的是待抬升区段300的横向截面。如图所示，高速铁路从结构上来说沿竖向包括地基100、支承在地基100上的填料区200和支承在填料区200上的轨道结构(未示出)。地基100通常位于地表600以下，填料区200通常位于地表600以上。填料区200和地基100的整体横向截面大致呈上窄下宽的梯形，具有顶面500和从顶面500的相对两端倾斜向下延伸的两个侧面700、800。在该实施例中，注浆抬升层位400选在不同土体的交界位置，即地基100与填料区200的交界处。这样有利于在抬升作业时获得水平分布的浆泡(将在后面详细描述)，从而实现均匀抬升。图中箭头所示为抬升方向。

图3示意性示出了第二种注浆抬升层位的位置，其被限定在高速铁路的填料区内。待抬升区段在图3中以附图标记300表示。附图截取的是待抬升区段300的横向截面。如图所示，高速铁路从结构上来说沿竖向包括地基100、支承在地基100上的填料区200和支承在填料区200上的轨道结构(未示出)。地基100通常位于地表600以下，填料区200通常位于地表600以上。填料区200和地基100的整体横截面大致上窄下宽的呈梯形，具有顶面500和从顶面500的相对两端倾斜向下延伸的两个侧面700、800。在该实施例中，注浆抬升层位400选在填料区200内。一般这种选择发生在填料区200的竖向高度较高的时候。图中箭头所示为抬升方向。

加固阶段

初始需要在待抬升区段内开设注浆孔，以供插入注浆管实现注浆。注浆孔可以从填料区200的顶面500向下延伸超过注浆抬升层位400并延伸进地基100，也可从填料区200的侧面700和800向下延伸超过注浆抬升层位400并延伸进地基100。优选注浆孔以与竖直方向成不等于0的夹角的方式倾斜延伸。相邻两个注浆孔之间的横向间距可以沿从上到下的方向逐渐增加，这样多个注浆孔可以大致呈扇骨状排开。在一个优选的实施例中，在待抬升区段300的横向截面中，两组注浆孔相对于填料区200所支承的轨道结构的中心左右对称布置，其中每组注浆孔中的多个注浆孔呈扇骨状排列。

这里的加固阶段主要是将液体状的第一注浆材料从这些注浆孔注入待抬升区段300的位于注浆抬升层位400下方的部分中，使得待抬升区段300的处于注浆抬升层位400下方的这部分被加固以抬高承载能力。例如当注浆抬升层位400位于地基100与填料区200交界面处时，第一注浆材料被注入地基100中，而当注浆抬升层位400位于填料区200内时，第一注浆材料被注入地基100和一部分填料区200中。

第一注浆材料具有较小的稠度和较好的流动性。在被注入待抬升区段300后，第一注浆材料能够在填料区200和地基100内很好的流动和有效扩散。在第一注浆材料凝固之后，填料区200和地基100自身的材料与第一注浆材料结合，使得填料区200和地基100的强度得到很大提升。这个加固阶段实质上是对注浆抬升层位400以下的软弱部分进行加固。一方面是工程所需，提高这些部位承载力。另一方面是形成必要的持力层。由于抬升阶段中在注浆抬升层位400所注入的第二种注浆材料会朝向各个方向施加压力，所以如果要使注浆抬升层位400以上的部分得到抬升，注浆抬升层位400的下方必须形成一定范围和一定厚度的具有足够承载力的持力层。

这个加固阶段还可以被进一步细分为封浆过程和加固过程。上述的注浆孔中，将位于待抬升区段300的横向两端的注浆孔(即最靠近两个侧面700和800的注浆孔)作为止浆孔，在该横向两端的止浆孔之间的其余注浆孔作为加固孔。

首先将第一注浆材料从止浆孔注入待抬升区段300的横向两端，从而在第一注浆材料凝固后在待抬升区段300的横向两端分别形成止浆墙。止浆墙能够作为加固部分的横向边界来限定第一注浆材料最远能够蔓延到的位置。每个止浆墙可以形成在注浆抬升层位400之下、形成在注浆抬升层位400之上和之下或形成在注浆抬升层位400之上、之下以及注浆抬升层位400中。然后将第一注浆材料从加固孔注入到注浆抬升层位400之下和两个止浆墙之间，以完成所述加固过程。加固过程结束后，即止浆墙之间的第一注浆材料凝固后，待抬升区段300的位于注浆抬升层位400之下的部分(包括两个止浆墙所在区域在内)得到加固。在优选的实施例中，加固紧挨着注浆抬升层位400进行，从而加固阶段实施完毕后，在注浆抬升层位400之下没有残余的软弱部分。

第一注浆材料可以是硫铝酸盐快硬水泥单液，主要包括硫铝酸盐水泥和水。在该浆液中，硫铝酸盐水泥与水的重量比为1.0:0.8～1.0，例如可以是1.0:0.8，或1.0:0.85，或1.0:0.9，或1.0:0.95，或1.0:1.0。

抬升阶段

在对待抬升区段的位于注浆抬升层位400之下的部分进行加固以获得具有足够承载力的持力层后，可以进行对注浆抬升层位400之上的部分进行抬升的操作。

抬升阶段选用不同于第一注浆材料的第二注浆材料进行注浆。总体来说，第二注浆材料具有较大的稠度、较差的流动性和较高的结石率。第二注浆材料在待抬升区段300中基本不扩散、不流动。第二注浆材料从注浆管在注浆抬升层位400被注入后，形成球状或圆柱状的浆泡。由于注浆抬升层位400的下方为持力层，所以浆泡向上推挤待抬升区段300的位于注浆抬升层位400之上的部分，使得该部分被浆泡顶升起来，从而实现抬升。浆泡的作用方式是以对待抬升区段300的土体的径向挤密为主。

随着注浆的持续进行，浆泡体积不断增大以对其周围的土体施加逐渐增大的压力，同时浆泡受到周围土体的反作用力。由于浆泡受到两侧止浆墙和下方持力层的约束，从而形成浆柱。浆柱体积增大到一定程度后，可以对注浆抬升层位400之上的部分产生抬升作用。

第二注浆材料可包括硫铝酸盐水泥、超细硅灰、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、10万粘度纤维素醚、碳酸锂、塑性膨胀剂、消泡剂和水。其中各组分的重量份如下：

硫铝酸盐水泥：850.00～950.00，例如可以是850.00份，或855.00份，或860.00份，或865.00份，或870.00份，或875.00份，或880.00份，或885.00份，或890.00份，或895.00份，或900.00份，或905.00份，或910.00，或915.00份，或920.00份，或925.00份，或930.00份，或935.00份，或940.00份，或945.00份，或950份。

超细硅灰：50.00～150.00，例如可以是50.00份，或55.00份，或60.00份，或65.00份，或70.00份，或75.00份，或80.00份，或85.00份，或90.00份，或95.00份，或100.00份，或105.00份，或110.00份，或115.00份，或120.00份，或125.00份，或130.00份，或135.00份，或140.00份，或145.00份，或150.00份。

聚羧酸减水剂：0.50～1.20，例如可以是0.50份，或0.55份，或0.60份，或0.65份，或0.70份，或0.75份，或0.80份，或0.85份，或0.90份，或0.95份，或1.00份，或1.05份，或1.10，或1.15份，或1.20份。

聚丙烯酰胺：1.00～3.00，例如可以是1.00份，或1.50份，或2.00份，或2.50份，或3.00份。

10万粘度纤维素醚：0.10～0.30，例如可以是0.10份，或0.15份，或0.20份，或0.25份，或0.30份。

碳酸锂：1.00～3.00，例如可以是1.00份，或1.50份，或2.00份，或2.50份，或3.00份。

塑性膨胀剂：0.10～0.30，例如可以是0.10份，或0.15份，或0.20份，或0.25份，或0.30份。

消泡剂：0.05～0.15，例如可以是0.05份，或0.06份，或0.07份，或0.08份，或0.09份，或0.10份，或0.11份，或0.12份，或0.13份，或0.14份，或0.15份。

在第二注浆材料的浆液中，硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.60～0.80:0.40～0.60。例如可以是0.60:0.40，或0.70:0.40，或0.80:0.40，或0.60:0.50，或0.70:0.50，或0.80:0.50，或0.60:0.60，或0.70:0.60，或0.80:0.60。

第二注浆材料的性能如下：

10～17s的流动度；

30min～50min的初凝时间；

1.5h～2.0h的终凝时间；

凝固达2h时≥10MPa的抗压强度；

凝固达1天时≥20MPa的抗压强度；

凝固达7天时≥30MPa的抗压强度。

第二注浆材料可以利用前述的加固过程所用的加固孔注入注浆抬升层位400中。实际上，除了两端的止浆孔之外，其它的注浆孔可以在本文所述的加固阶段、抬升阶段和补充阶段重复利用。

补充阶段

抬升阶段结束后，在注浆抬升层位400之上注入补充材料。该补充材料具有较低的稠度和较好的流动性。相比于第二注浆材料来说，补充材料和第一注浆材料的粘度很低，且流动度很高，从而能够与填料区200和地基100自身的材料有效结合。补充材料能够扩散蔓延到相邻的浆泡之间，填补硬度较大的浆泡之间的缝隙，使得被抬升效果更佳稳定。补充材料可以是高聚物类修补材料，例如自流平材料，其初凝时间优选在30～45min。

至此，高速铁路注浆抬升作业实施完毕。在整个作业中，还需要考虑注浆压力。注浆压力尤其对于抬升阶段来说是关键的控制参数。适宜的注浆压力依据地层的具体条件并结合所采用的具体浆液来区别确定。对于不同位置处的注浆抬升层位400，注浆压力需要进行适当调整。例如，当注浆抬升层位400在填料区200的顶面500以下8米时，注浆压力可以在1.2～1.5MPa之间。

还需要考虑的是抬升单元。“抬升单元”是竖向单次抬升的范围或距离。通常来说，整个高速铁路注浆抬升作业并不是一次性完成的，而是将总抬升高度划分为多个抬升单元，而进行多次抬升。例如，如果总抬升高度在10mm，那么抬升单元可以在2～3mm左右。

本发明的高速铁路注浆抬升方法可以采用包括传感器、控制装置以及注浆机的智能注浆系统来进行智能注浆操作。传感器例如安装在填料区200、地基100或轨道结构上(避开铁轨)，用于检测铁路线路的变形，包括竖向变形，例如抬升、沉降，还包括纵向和横向变形。传感器可以是位移传感器、距离传感器或其它合适的传感器，它们能够从注浆抬升作业开始对整个抬升过程进行监测，将待抬升区段300在不同时间点的抬升高度作为一系列检测信号发送给控制装置。或者，也可以采用定点触发的传感器，例如红外传感器，其在待抬升区段300的抬升高度达到传感器内置的预定值时，或待抬升区段300被抬升至传感器所在的位置时，才被触发并将待抬升区段300当前的抬升高度以检测信号的形式发送至控制装置。

控制装置例如通过有线或无线的方式与传感器通讯连接，用来接收传感器发送的检测信号。如果传感器被设置成发送一些列检测信号，那么控制装置在接收这些检测信号后，例如可以借助于内置的处理器对这一系列检测信号进行识别，并根据识别结果来判断是否需要发送控制信号以及发送何种控制信号。

例如，当控制装置识别出所接收的一系列检测信号都低于处理器内置的预定值时，控制装置判断无需发送任何控制信号。又例如，当控制装置识别出所接收的一系列检测信号中的一个检测信号与处理器内置的某个预定值相一致时，比如与代表抬升高度达到预期的预定值相一致时，控制装置判断需要发出停止注浆的控制信号，以停止注浆抬升作业。当然，控制装置根据处理器内置的不同预定值能够发出的控制信号还有很多，比如开始注浆、调整注浆机工作参数等。注浆机的工作参数例如可以是从注浆机的注浆口流出的浆液的流量，或者是注浆机的工作压力，又或者是浆液中各组分的配比。

如果传感器被设置为只在待抬升区段300的抬升高度达到预定值或只在待抬升区段300被抬升到传感器所在位置才被触发以发送检测信号，则控制装置接收检测信号后的动作与上述类似，即识别所接收的检测信号与处理内置的哪个预定值一致，以及该预定值所对应的动作向注浆机发出控制信号。

注浆机通过有线或无线的方式与控制装置通讯连接，在接收控制装置发送的控制信号后，根据该控制信号执行相应操作，例如开始注浆、停止注浆或调整注浆参数。

在一个实施例中，控制装置还用于控制注浆机配置浆液，包括上述的第一注浆材料的浆液、第二注浆材料的浆液以及补充材料的浆液。例如，控制装置控制水存储器和水泥灰粉存储器各自向注浆机投入重量比为1:1的水和水泥灰粉，用以搅拌形成浆液。在注浆抬升过程中，控制装置还可以控制各组分存储器(例如水存储器和水泥灰粉存储器)及时调整各自的投入量，从而调整浆液组分配比。由控制装置控制形成浆液的优点在于可以确保浆液的质量、防止偷工减料。还可以在注浆过程中根据需要灵活调整组分比例，而无需暂时中断注浆作业。

在某些实施例中，也可以不设置检测装置来检测待抬升区段300的抬升高度，而是在控制装置中内置计时器。在注浆开始后经过预定时间，计时器被触发，控制装置向注浆机发送控制信号，使注浆机停止注浆或者调整注浆参数。

下面结合图4-图6根据本发明的注浆抬升系统对智能注浆过程进行描述。该描述仅是示例性的，其中各方法中的步骤，在不矛盾的前提下，可以相互接合。

在图4所示的第一个实施例中，沿待抬升区段的纵向设置多个间隔开的传感器。注浆机开始注浆的操作是由控制装置的控制信号所启动的。配置浆液可以在此之前人工完成，也可以在此之前或在不同阶段期间在控制装置的控制下由注浆机自行完成。控制装置先控制注浆机将第一种注浆材料先后注入止浆孔和加固孔，以完成加固阶段。加固阶段结束后，控制装置可以自动控制注浆机开始抬升阶段的注浆。控制装置控制注浆机将第二注浆材料注入注浆抬升层位。在抬升阶段，传感器始终检测待抬升区段的抬升高度，直到某时刻的抬升高度与传感器内置的预定值相一致时，传感器发送检测信号。控制装置接收到该检测信号后，识别该检测信号与内置的代表抬升高度达到预期的预定值相一致或超出该预定值，则控制装置向注浆机发出停止注浆的控制信号，使注浆机停止注浆。铁路线路的注浆抬升作业完成。

在该注浆过程中，完全无需人工干预，而是依靠注浆系统自动完成。简化了传统依靠人工干预的注浆过程中，人员更迭、交接等程序，有效缩短了工期并降低过程的复杂性。

在第二个实施例中，与第一个实施例的注浆抬升过程存在相似之处，下面仅就与第一个实施例的区别进行描述。

如图5所示，在该第二个实施例中，传感器除了在抬升阶段检测待抬升区段的抬升高度之外，还在加固阶段检测待抬升区段由于注浆而可能导致的沉降。理论上来说，注浆机开始向待抬升区段内注浆后，尤其是尚未形成持力层之前，由于浆液对软弱土体的施压等原因，存在导致待抬升区段沉降的可能性。这种注浆沉降的深度保持在一定标准范围内的话，对高速铁路不会造成影响。但超出标准范围的注浆沉降必须被禁止和修复。因此，在注浆机开始加固阶段的注浆期间，传感器始终检测待抬升区段的变形，主要是竖向沉降变形。当沉降深度达到预定值时，传感器被触发从而发送检测信号。控制装置接收到该检测信号后，向注浆机发出对应控制信号，包括调整注浆机工作参数(例如调整注浆机的工作压力、出浆量、浆液组分配比等)或暂时中止注浆等。注浆机因而依据所接收的控制信号调整其工作状态。

注浆机的状态调整可以根据例如控制装置内置的不同预定值而反复多次进行。直到注浆沉降问题得到解决，则控制装置向注浆机发出开始后续作业的控制信号。

除了在加固阶段检测待抬升区段可能出现的注浆沉降之外，也可以在抬升阶段继续检测待抬升区段可能出现的注浆沉降，检测过程和处理过程与加固阶段类似。

在第三个实施例中，与第一个实施例的注浆抬升过程在抬升注浆方面存在相似之处，下面仅就与第一个实施例的区别进行描述。

如图6所示，在该第三个实施例中，在抬升阶段注浆完成后，控制装置停止注浆的控制信号不是由于接受到传感器的检测信号而发出，而是由于抬升阶段的注浆时间达到了控制装置内置的定时器所预定时间，定时器被触发导致控制装置向注浆机发出停止注浆的控制信号。

相似地，调整注浆机控制参数的控制信号也可以是在注浆达到预定时间后直接由控制装置发出，而不是经由传感器检测出。同样，在加固阶段，也可以通过定时器来触发控制装置发出停止注浆的控制信号。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (15)

1.一种高速铁路注浆抬升方法，所述高速铁路在竖向上包括地基、支承在所述地基上的填料区和支承在所述填料区上的轨道结构，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

确定高速铁路的待抬升区段，所述待抬升区段具有沿所述高速铁路的走向延伸的纵向以及垂直于所述纵向的横向；

在所述待抬升区段中确定注浆抬升层位的位置，其中所述注浆抬升层位由所述填料区与所述地基之间的交界面限定，或所述注浆抬升层位在所述填料区内限定；

将第一注浆材料注入所述待抬升区段的位于注浆抬升层位之下的部分，以对该部分进行加固；以及

在所述加固之后，将第二注浆材料在所述注浆抬升层位注入所述待抬升区段中，其中所述第二注浆材料具有比所述第一注浆材料更大的粘度和更低的流动度，所述第二注浆材料在所述待抬升区段中形成多个浆泡，借助所述多个浆泡顶升所述待抬升区段的位于所述注浆抬升层位之上的部分。

2.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，紧邻所述注浆抬升层位来对注浆抬升层位之下的部分进行加固。

3.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，加固所述待抬升区段的位于注浆抬升层位之下的部分包括以下步骤：

将所述第一注浆材料注入所述待抬升区段的沿其横向的相对两端，以在这两端且至少在所述注浆抬升层位之下形成止浆墙；以及

将所述第一注浆材料注入所述注浆抬升层位与两端的止浆墙限定出的区域内。

4.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述第一注浆材料为包括硫铝酸盐水泥和水的浆液，其中硫铝酸盐水泥与水的重量比为1.0:0.8～1.0。

5.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述第二注浆材料是包括硫铝酸盐水泥、超细硅灰、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、10万粘度纤维素醚、碳酸锂、塑性膨胀剂、消泡剂和水的浆液，其中各组分的重量份如下：

且其中所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.60～0.80:0.40～0.60。

6.根据权利要求5所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.70:0.50。

7.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述第二注浆材料具有10～17s的流动度。

8.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述第二注浆材料具有30min～50min的初凝时间和1.5h～2.0h的终凝时间。

9.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述第二注浆材料具有凝固达2h时≥10MPa、凝固达1天时≥20MPa、凝固达7天时≥30MPa的抗压强度。

10.根据权利要求1所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述方法还包括在注入所述第二注浆材料之后，将补充材料注入所述多个浆泡中的相邻两个浆泡之间，所述补充材料具有比所述第二注浆材料更低的粘度和更高的流动度。

11.一种高速铁路抬升用注浆材料，其特征在于，所述注浆材料适于应用到权利要求1-4和10中任一项所述的高速铁路注浆抬升方法中，以在从所述注浆抬升层位被注入后在所述待抬升区段中形成多个浆泡，所述多个浆泡能够顶升所述待抬升区段的位于所述注浆抬升层位之上的部分，所述注浆材料是包括硫铝酸盐水泥、超细硅灰、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、10万粘度纤维素醚、碳酸锂、塑性膨胀剂、消泡剂和水的浆液，其中各组分的重量份如下：

且其中所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.60～0.80:0.40～0.60。

12.根据权利要求11所述的注浆材料，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥与水的重量比为0.70:0.50。

13.根据权利要求11所述的注浆材料，其特征在于，所述注浆材料具有10～17s的流动度。

14.根据权利要求11所述的注浆材料，其特征在于，所述注浆材料具有30min～50min的初凝时间和1.5h～2.0h的终凝时间。

15.根据权利要求11所述的高速铁路注浆抬升方法，其特征在于，所述注浆材料具有凝固达2h时≥10MPa、凝固达1天时≥20MPa、凝固达7天时≥30MPa的抗压强度。