CN109736152A - 无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构以及修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构以及修补方法。该无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构包括钻孔、伸入所述钻孔内的注浆部件、填充于所述注浆部件和钻孔出口之间的第二胶层以及填充于所述钻孔、注浆部件和离缝内的胶体；其中，所述钻孔包括未与所述离缝导通的观察孔和与所述离缝导通的注浆孔；在道床板表面损坏处的钻孔上方设有填充所述损坏处的第一胶层。本发明的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构的结构简单，可以有效修复双块式无砟轨道轨枕与道床板离缝病害，防止出现因离缝不及时整治而致使轨枕在列车冲击荷载、水等环境因素的反复作用下出现脱离、空吊等严重病害。
Description
技术领域
本发明涉及无砟轨道离缝修补的技术领域，具体而言，涉及无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构以及修补方法。
背景技术
双块式无砟轨道结构在我国应用较为广泛，主要应用在遂渝线综合试验段、武广客专、郑西客专等线路中。双块式无砟轨道结构有很多优点，但是在运营过程中也发现了很多病害。双块式轨枕与道床板离缝是较为典型的病害类型之一。
双块式无砟轨道轨枕是工厂预制的钢筋混凝土块，而道床板混凝土则是现场浇注而成，因此新老混凝土交界面的粘结作用力是有机械咬合力和范德华力组成，新浇注的道床板混凝土在硬化过程中将会产生体积的收缩，轨枕混凝土块对它的约束作用将导致在道床板中形成拉应力。因此，现浇道床板混凝土与双块式轨枕之间的粘结面成为这种轨道形式的薄弱环节之一。
在长期高速移动列车冲击荷载和环境因素的作用下，双块式无砟轨道轨枕与道床板结合面塑性变形累积增加，产生缝隙，即形成离缝。轻微的离缝宽度在0.3-0.5mm，严重的离缝宽度在1-3mm左右。离缝深度根据病害严重情况而定，轻微的可能只有1cm左右，严重的有10-20cm。多雨地区，地表降雨进入裂缝，在正负温度的交替循环变化以及长期渗透、浸泡、化学等作用下，致使混凝土材料交界面颗粒之间粘结强度降低，表面出现松散软化，长期列车荷载作用下，离缝处渗出白色浆液，流淌于道床板表面。
在双块式无砟轨道结构中，轨枕作为连接轨道上部钢轨与下部基础结构的重要部件，它的支撑状态不仅对轨道动态平顺性起着巨大作用，直接影响着运行车辆振动的剧烈程度，而且还会对道床板的受力状态产生直接影响。如果轨枕离缝不及时整治，在列车冲击荷载、水等环境因素的反复作用下，轨枕将出现脱离、空吊等严重病害。目前没有成熟的施工工艺可以修复双块式无砟轨道轨枕与道床板离缝病害。
发明内容
本发明的主要目的在于提供无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构以及修补方法，以解决现有技术中轨枕与道床板间离缝严重影响轨道安全运营的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构。该无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构包括钻孔、伸入所述钻孔内的注浆部件、填充于所述注浆部件和钻孔出口之间的第二胶层以及填充于所述钻孔、注浆部件和离缝内的胶体；其中，所述钻孔包括未与所述离缝导通的观察孔和与所述离缝导通的注浆孔；在道床板表面损坏处的钻孔上方设有填充所述损坏处的第一胶层。
首先，第一胶层可以将离缝充分牢固地封闭住，为注胶修复提供密闭空间，防止胶体流出。其次，硬化后的胶体可以起到填充离缝和修复离缝的作用。再者，第二胶层可以防止胶体从注浆部件和钻孔出口之间的间隙流出，确保胶体的修补作用。可见，本发明的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构的结构简单，可以有效修复双块式无砟轨道轨枕与道床板离缝病害，防止出现因离缝不及时整治而致使轨枕在列车冲击荷载、水等环境因素的反复作用下出现脱离、空吊等严重病害。
进一步地，还包括位于所述第一胶层表面的所述注浆部件端部表面的第三胶层。由此，对离缝内的胶体再增设一层防护，防止胶体从注浆部件端部以及注浆部件与第一胶层连接处的间隙处流出，延长修补结构的使用寿命。
进一步地，所述钻孔设于所述轨枕与道床板的连接处；由此，将钻孔设于离缝最为密集的区域以提升修补效果。所述钻孔垂向分布；由此，便于胶体向下渗透至离缝内，提升修补效果。所述钻孔的深度为120-150mm，直径为8-14mm；由此，使胶体维持较好的流动速度，有助于使胶体充分填充离缝。
进一步地，每根轨枕设有2-5个所述观察孔，相邻两个观察孔的间距≥15cm。观察孔的主要作用是通过压力排水观测道床板上出水和/或气的位置，从而判断离缝产生的区域。若相邻两个观察孔之间的间距低于上述数值范围或观察孔的个数高于上述数值范围时，则会降低工作效率。若相邻两个观察孔之间的间距高于上述数值范围或观察孔的个数低于上述数值范围时，则可能导致相邻两个观察孔之间的部分离缝难以被发现。由此，当每根轨枕设有2-5个所述观察孔，相邻两个观察孔的间距≥15cm时，可以快速高效地找出离缝分布较多的区域。
进一步地，每根轨枕设有2-5个所述注浆孔，相邻两个注浆孔的间距≥10cm。若相邻两个注浆孔之间的间距低于上述数值范围或注浆孔的个数高于上述数值范围时，则会降低工作效率。若相邻两个注浆孔之间的间距高于上述数值范围或注浆孔的个数低于上述数值范围时，则可能导致相邻两个注浆孔之间的部分离缝难以被胶体所充分填充。由此，当每根轨枕设有2-5个所述注浆孔，相邻两个注浆孔的间距≥10cm时，保证所有离缝都被胶体所填充。
进一步地，所述注浆孔包括高压注浆孔和/或低压注浆孔；所述注浆部件包括设于所述观察孔和低压注浆孔内的注浆管以及设于所述高压注浆孔内的注浆针头。高压注浆孔附近的微小裂缝仍被胶体填充，由此，进一步提升注浆效果。
进一步地，所述注浆管底部与钻孔底部之间的间距为5-8cm；所述注浆针头为止水针头；所述高压注浆孔为1-2个。若所述注浆部件底部与钻孔底部之间的距离低于上述数值范围，则可能导致胶体流出困难，靠近第二胶层的离缝不能被胶体充分填充。若所述注浆部件底部与钻孔底部之间的距离高于上述数值范围，则可能导致远离第二胶层处的离缝不能被胶体充分填充。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法。该无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法包括以下步骤：
(1)去除道床板表面的已损坏的混凝土，形成封缝区；
(2)钻观察孔，插注浆部件，采用第二密封材料封闭所述注浆部件和观察孔出口之间间隙，形成第二胶层；
(3)采用观察孔进行压力排水，在轨枕四周出水处或出气处标记注浆孔位置；
(4)在标记处钻注浆孔，插注浆部件，采用第二密封材料封闭所述注浆部件和注浆孔出口之间间隙，形成第二胶层；
(5)在封缝区内填充第一密封材料，形成第一胶层；
(6)采用注浆孔进行压力注浆，从而在所述注浆孔、对应的注浆部件和离缝内填充胶体；
(7)在所述观察孔和对应的注浆部件内填充胶体；
(8)去除注浆部件端部并在端部外填充第三密封材料，形成第三胶层。
采用本发明的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，可以获得对离缝充分进行修补的修补结构，并且该工艺简单，全部工序在高铁天窗点时间内完成，不影响线路的正常运营，可以大规模推广应用。
进一步地，步骤(3)中若观察孔处有水排出或有气排出，则在步骤(6)中将该观察孔作为注浆孔使用。由此，减少钻注浆孔，减少修补时间。
进一步地，所述注浆孔包括高压注浆孔和/或低压注浆孔；步骤(6)中的压力注浆包括对高压注浆孔进行高压注浆和对低压注浆孔进行低压注浆。由此，确保在不破坏道床板结构的前提下使胶体可以在压力作用下渗透到道床板内的微小裂缝中，提升修补的效果和修补的效率。
进一步地，所述高压注浆的压力为6-8MPa；所述低压注浆的压力为0.1-0.3MPa。由此，可取得较好的注胶效果。
可见，本发明的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构的结构简单，可以有效修复无咋轨道轨枕与道床板间离缝病害。采用本发明的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，可以获得对离缝充分进行修补的修补结构，并且该工艺简单，全部工序在高铁天窗点时间内完成，不影响线路的正常运营，可以大规模推广应用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构的钻孔分布示意图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为图2中B处的局部放大图。
上述附图中的有关标记为：
1：轨枕；
2：钢轨；
3：道床板；
4：观察孔；
51：高压注浆孔；
52：低压注浆孔；
6：封缝区；
71：注浆管；
72：注浆针头；
8：胶体；
91：第一胶层；
92：第二胶层；
93：第三胶层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本发明具体实施方式实施例1-6的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构包括钻孔、伸入所述钻孔内的注浆部件、填充于所述注浆部件和钻孔出口之间的第二胶层92以及填充于所述钻孔、注浆部件和离缝内的胶体8；其中，所述钻孔包括未与所述离缝导通的观察孔4和与所述离缝导通的注浆孔；在道床板3表面损坏处的钻孔上方设有填充所述损坏处的第一胶层91；还包括位于所述第一胶层91表面的所述注浆部件端部表面的第三胶层93。
所述钻孔设于所述轨枕1与道床板3的连接处；所述钻孔垂向分布；所述钻孔的深度为120-150mm，直径为8-14mm。
每根轨枕1设有2-5个所述观察孔4，相邻两个观察孔4的间距≥15cm。
每根轨枕1设有2-5个所述注浆孔，相邻两个注浆孔的间距≥10cm。
所述注浆孔包括高压注浆孔51和/或低压注浆孔52；所述注浆部件包括设于所述观察孔4和低压注浆孔52内的注浆管71以及设于所述高压注浆孔51内的注浆针头72；所述高压注浆孔51为1-2个。所述注浆管71底部与钻孔底部之间的间距为5-8cm。安装时，可以将注浆部件插入至钻孔底部再抽回5-8cm。所述注浆针头72为止水针头。
本发明具体实施方式实施例1-6的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，包括以下步骤：
(1)去除道床板3表面的已损坏的混凝土，形成封缝区6；
(2)钻观察孔4，插注浆部件，采用第二密封材料封闭所述注浆部件和观察孔4出口之间间隙，形成第二胶层92；
(3)采用观察孔4进行压力排水，在轨枕1四周出水处或出气处标记注浆孔位置；
(4)在标记处钻注浆孔，插注浆部件，采用第二密封材料封闭所述注浆部件和注浆孔出口之间间隙，形成第二胶层92；
(5)在封缝区6内填充第一密封材料，形成第一胶层91；
(6)采用注浆孔进行压力注浆，从而在所述注浆孔、对应的注浆部件和离缝内填充胶体8；
(7)在所述观察孔4和对应的注浆部件内填充胶体8；
(8)去除注浆部件端部并在端部外填充第三密封材料，形成第三胶层93。
封缝区6是为了将道床板3表面粉化的混凝土剔除，露出深部离缝，同时也是为了对离缝内部进行清理。封缝区6表面宽1-3cm，深4-6cm，尺寸视轨枕1周围破损程度和表面翻浆范围而定。封缝区6为不规则形状，使得第一密封材料可以更好的粘结，进而达到良好的密封效果，便于后续的压力注浆操作。
还包括打毛道床板3和临近离缝的轨枕1表面，使得第一密封材料可以更好的粘结。
还包括使第一胶层91在道床板3上表面覆盖宽度≥4cm，以起到密封效果，防止胶体8从第一胶层91与封缝区6的侧壁的连接处流出。
还包括使第一胶层91在道床板3和轨枕1的折角处形成坡面，由此提升密封效果，防止胶体8从道床板3和轨枕1的连接处流出。
还包括采用铲刀、刷子清理封缝区6内部的杂质，采用高压气泵配合真空吸尘器将封缝区6内的灰尘清理干净，若有明显积水或油污则将水分吹干，尽量保证离缝位置的干燥与清洁。
还包括采用加长气枪对钻孔内粉尘往复清理，保证钻孔内干净。
步骤(3)中若观察孔4处有水排出或有气排出，则在步骤(6)中将该观察孔4作为注浆孔使用。
所述注浆孔包括高压注浆孔51和/或低压注浆孔52；步骤(6)中的压力注浆包括对高压注浆孔51进行高压注浆和对低压注浆孔52进行低压注浆；所述高压注浆的压力为6-8MPa；所述低压注浆的压力为0.1-0.3MPa。
压力注浆工作应在胶体8初凝前完成。
对高压注浆孔51预埋注浆针头72，将橡胶部分塞入高压注浆孔51内，安装时提前预紧针头，保证针头折断处在高压注浆孔51内，然后拧紧，并尽可能使注浆针头72的橡胶部分及高压注浆孔51孔壁干燥，否则在紧固时容易引起打滑。
高压注浆时，操作人员应时刻注意浆液的注入量，同时观察压力变化情况。一般压力突然升高可能由于浆液凝固、管路堵塞或由于浆液逐渐充填缝隙，此时立即停止注浆。若压力稳定上升，但仍在一定压力之内，则是正常的。有时出现压力下降情况，这可能是由于离缝间隙被冲开，浆液大量进入结构缝深部所致，此时可持续注浆。随着大量浆液进入离缝，压力会逐渐上升并稳定。压力降低的另一个原因是由于封缝或管道接头漏浆造成的，需及时停止注浆，进行处理。
应在所有高压注浆孔51注浆完成后再进行低压注浆。
低压注浆时，当浆液冒出或者注射器无法推进，应立即停止，移入第二个低压注浆孔52继续注浆，依次向前进行。在注浆过程中，必须保证每个轨枕1都注好，才能移到下一个轨枕1；如果相邻位置注浆孔有浆液冒出，可以跳开不注。
实施例1-6的参数如下表1所示：
表1
需要说明的是：实施例3-4中的注浆孔全部为低压注浆孔52，实施例5中的注浆孔全部为高压注浆孔51，实施例6中有两个低压注浆孔52为观察孔4。
实施例1-2、5-6的高压注浆压力分别为6MPa、8MPa、8MPa、6MPa。实施例1-4、6的低压注浆压力分别为0.1MPa、0.1MPa、0.1MPa、0.3Pa、0.1MPa。
实施例1-6的观察孔4内注浆管71底部与观察孔4底部之间的间距分别为8cm、8cm、5cm、5cm、5cm、5cm。实施例1-4、6的低压注浆孔52内注浆管71底部与低压注浆孔52底部之间的间距分别为5cm、5cm、5cm、8cm、5cm。
实施例1-6中，第一密封材料为AB胶，第二密封材料为云石胶，第三密封材料为AB胶，胶体8为改性环氧树脂。
实施例1的钻孔位置如图1所示。图1中的轨枕1为双块式无砟轨道结构的一组轨枕中的一个，轨枕1上方设置钢轨2，轨枕1的长度为850mm，宽度为314mm，高度为220mm，轨枕1下方为道床板3。
实施例1的修补结构如图2和图3所示。
采用无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法可以在高铁天窗点时间内施工完成实施例1-6任意一个的修补结构，不影响线路的正常运营。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构，其特征在于：包括钻孔、伸入所述钻孔内的注浆部件、填充于所述注浆部件和钻孔出口之间的第二胶层(92)以及填充于所述钻孔、注浆部件和离缝内的胶体(8)；其中，所述钻孔包括未与所述离缝导通的观察孔(4)和与所述离缝导通的注浆孔；在道床板(3)表面损坏处的钻孔上方设有填充所述损坏处的第一胶层(91)。
2.如权利要求1所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构，其特征在于：还包括位于所述第一胶层(91)表面的所述注浆部件端部表面的第三胶层(93)。
3.如权利要求1所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构，其特征在于：所述钻孔设于所述轨枕(1)与道床板(3)的连接处；所述钻孔垂向分布；所述钻孔的深度为120-150mm，直径为8-14mm。
4.如权利要求1所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构，其特征在于：每根轨枕(1)设有2-5个所述观察孔(4)，相邻两个观察孔(4)的间距≥15cm；每根轨枕(1)设有2-5个所述注浆孔，相邻两个注浆孔的间距≥10cm。
5.如权利要求1所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构，其特征在于：所述注浆孔包括高压注浆孔(51)和/或低压注浆孔(52)；所述注浆部件包括设于所述观察孔(4)和低压注浆孔(52)内的注浆管(71)以及设于所述高压注浆孔(51)内的注浆针头(72)。
6.如权利要求5所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补结构，其特征在于：所述注浆管(71)底部与钻孔底部之间的间距为5-8cm；所述注浆针头(72)为止水针头；所述高压注浆孔(51)为1-2个。
7.无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，包括以下步骤：
(1)去除道床板(3)表面的已损坏的混凝土，形成封缝区(6)；
(2)钻观察孔(4)，插注浆部件，采用第二密封材料封闭所述注浆部件和观察孔(4)出口之间间隙，形成第二胶层(92)；
(3)采用观察孔(4)进行压力排水，在轨枕(1)四周出水处或出气处标记注浆孔位置；
(4)在标记处钻注浆孔，插注浆部件，采用第二密封材料封闭所述注浆部件和注浆孔出口之间间隙，形成第二胶层(92)；
(5)在封缝区(6)内填充第一密封材料，形成第一胶层(91)；
(6)采用注浆孔进行压力注浆，从而在所述注浆孔、对应的注浆部件和离缝内填充胶体(8)；
(7)在所述观察孔(4)和对应的注浆部件内填充胶体(8)；
(8)去除注浆部件端部并在端部外填充第三密封材料，形成第三胶层(93)。
8.如权利要求7所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，其特征在于：步骤(3)中若观察孔(4)处有水排出或有气排出，则在步骤(6)中将该观察孔(4)作为注浆孔使用。
9.如权利要求7所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，其特征在于：所述注浆孔包括高压注浆孔(51)和/或低压注浆孔(52)；步骤(6)中的压力注浆包括对高压注浆孔(51)进行高压注浆和对低压注浆孔(52)进行低压注浆。
10.如权利要求9所述的无咋轨道轨枕与道床板间离缝修补方法，其特征在于：所述高压注浆的压力为6-8MPa；所述低压注浆的压力为0.1-0.3MPa。
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