CN110258191B - 高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，属于高速铁路整治技术领域，包括有以下步骤：S1形成内帷幕墙：在路堤位移方向软弱地基区，静压注浆形成内帷幕墙；S2形成外帷幕墙：在内帷幕墙远离路堤的一侧，静压注浆形成外帷幕墙；S3纠偏：以内帷幕墙和外帷幕墙的中间区域为作用力推动区，采用压力注浆法，推动内帷幕墙和路基由软弱地基区向堆载区方向水平位移，适用范围广、稳定性高、工艺简单、操作性强、无干扰。

Description

高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法

技术领域

本发明涉及高速铁路整治技术领域，特别涉及高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法。

背景技术

我国的高速铁路网纵横交错，已经成为人们最常用的出行交通工具之一。参考图1和图2，高速铁路的轨道包括位于路基1上的路堤2，路堤2上设置有轨道板22，轨道板22的两侧均设置有接触网立柱21，轨道板22上设置有两对钢轨23。高速铁路开通运营后，由于受力不均或铁路两侧堆载差异，路基1可能发生横向位移，带动其上层的路堤1等轨道结构发生横向位移，对轨道结构造成破坏，影响列车的正常运行，此时，需要对高速铁路的轨道进行修复。

现有的可参考授权公告号为CN l03821039 B的中国专利，其公开了一种用于软土地区高速铁路无砟轨道路基的纠偏方法，在软弱地基区设旋喷桩，利用施工旋喷桩产生的瞬间喷射压力推动位于高速铁路路堤底部的桩基加固区由软弱地基区向堆载区方向位移，桩基加固区带动位于桩基加固区上方的路堤同步移动，实现对高速铁路路基的纠偏。

但是，上述纠偏方法中，施工旋喷桩产生的喷射压力通过推动桩基加固区实现纠偏，即适用于带有桩基加固区的路基，适用范围窄。再者，施工旋喷桩的方式对路基的震动作用大，容易对路基产生二次破坏，不利于施工过程的稳定性和路基的稳固性。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，适用范围广、稳定性高、工艺简单、操作性强、无干扰。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，包括有以下步骤：

S1形成内帷幕墙：在路堤位移方向软弱地基区，静压注浆形成内帷幕墙；

S2形成外帷幕墙：在内帷幕墙远离路堤的一侧，静压注浆形成宽度大于内帷幕墙的外帷幕墙；

S3纠偏：以内帷幕墙和外帷幕墙的中间区域为作用力推动区，采用压力注浆法，推动内帷幕墙和路基由软弱地基区向堆载区方向水平位移。

通过采用上述方案，先静压注浆形成内帷幕墙和外帷幕墙，提高软弱地基区土层的密实度和强度，然后，在内帷幕墙和外帷幕墙之间进行压力注浆，形成作用力推动区，作用力推动区借助外帷幕墙的作用力，通过内帷幕墙推动路基由软弱地基区向堆载区方向水平位移，路基带动其上部的路堤同步移动，达到纠偏的目的，不限于桩基形式的路基的纠偏，适用范围更广，具有很高的实际应用价值。上述纠偏推动过程中，推动作用力通过内帷幕墙施力，能够推动对应路段的路基整体，提高路基受力面积，减少纠偏过程中的应力，提高路基纠偏的稳定性。相比现有技术中的施工旋喷桩的纠偏方式，本发明中的静压注浆和压力注浆对路基的震动较少，能够降低对路基的破坏，提高施工过程的平稳性和施工后路基的稳固性；而且，静压注浆可使浆液渗透更均匀，固结后的结构体密实度好，强度高。

较佳的，步骤S3纠偏过程中配合有监测系统，监测系统包括地基土变形监测和纠偏监测。

较佳的，地基土变形监测包括设置于堆载区路堤坡脚的测斜管，纠偏监测中的水平位移检测点设置在轨道板、钢轨和接触网立柱。

通过采用上述方案，通过地基土变形监测实时检测地基土变形状态，根据变形反馈的数据，随时调整注浆压力和浆液配比；纠偏监测主要是对路堤和轨道结构的移动变形监测，对纠偏复位实时监控。

较佳的，纠偏前，在堆载区设置泄压孔，泄压孔内填充防止泄压孔塌陷的材料。

通过采用上述方案，设置泄压孔，在作用力推动路基带动路堤水平位移时，避免路基双向受压，导致路基变形而上拱。

较佳的，纠偏时采用同时注浆，相邻两孔的注浆压力一大一小。

通过采用上述方案，纠偏时通过不同的注浆压力，使之均衡匹配调控适度，达到均匀推动路基实现水平位移的目的。

较佳的，纠偏时，压力注浆操作沿横向位移段的两端向中间逐步推动。

通过采用上述方案，逐步缩小横向位移路段的长度，直至全部完成纠偏操作，减小纠偏操作对完好路段的干扰，提高施工过程的平稳性。

较佳的，静压注浆形成内帷幕墙和外帷幕墙时均采用跳孔法施工。

通过采用上述方案，可使相邻两个注浆区域咬合更严密，浆液渗透更均匀。

较佳的，形成内帷幕墙和外帷幕墙时采用钻注一体分层静压注浆工艺。

通过采用上述方案，钻注一体分层静压注浆工艺能够减小注浆过程中对地基土层的扰动。

较佳的，作用力推动区采用钢管压力注浆工艺。

通过采用上述方案，钢管压力注浆工艺可充分利用注浆压力效应，达到推动的目的。

较佳的，静压注浆的浆液选用水泥单液浆为主，水灰比为0.6-0.8：1，根据实际情况添加水玻璃固化剂4-10%；压力注浆的浆液选用水泥和水玻璃固化剂无收缩双液浆，水灰比为0.8-1：1，水：水玻璃固化剂为1：0.6-0.8。

通过采用上述方案，在静压注浆的浆液中添加固化剂，增强浆液的渗透性，调整浆液的凝固时间，有效控制浆液的扩散半径；压力注浆的浆液浓度较大，凝结时间短，注浆压力可在短时间内升高，形成作用力，推动路基，实现水平位移的目的。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的纠偏推动过程中，推动区借助外帷幕墙的作用力，不限于桩基形式的路基，适用范围更广，具有很高的实际应用价值；

2、通过内帷幕墙施力，能够推动对应路段的路基整体，提高路基受力面积，减少纠偏过程中的应力，提高路基纠偏的稳定性；

3、相比现有技术中的旋喷注浆纠偏的方式，本发明中的静压注浆和压力注浆对路基的震动较少，能够降低对路基的破坏，提高施工过程的平稳性和施工后路基的稳固性；而且，静压注浆可使浆液渗透更均匀，固结后的结构体密实度好，强度高；

4、通过地基土变形监测和纠偏监测实时监测纠偏过程，提高路基纠偏精度；

5、设置泄压孔、调配浆液、采用跳孔法、纠偏时相邻两孔的注浆压力一大一小、压力注浆操作沿横向位移段的两端向中间逐步推动、采用钻注一体后退式静压注浆工艺等，能够提高施工过程的平稳性。

附图说明

图1是体现路基纠偏加固的横截面示意图；

图2是体现路基纠偏加固的俯视图。

附图标记：1、路基；2、路堤；21、接触网立柱；211、接触网立柱水平位移监测点；22、轨道板；221、轨道板中心水平位移监测点；23、钢轨；231、钢轨水平位移监测点；3、堆载区；31、测斜管；32、泄压孔；4、软弱地基区；5、内帷幕墙；51、内帷幕墙注浆孔位；6、外帷幕墙；61、外帷幕墙注浆孔位；7、作用力推动区；71、作用力推动区注浆孔位。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，包括有以下步骤：

S1形成内帷幕墙5：

如图1所示，在路堤2位移方向软弱地基区4，静压注浆形成紧邻路堤2坡脚的内帷幕墙5，提高软弱土层的密实度和强度。结合图2，静压注浆时，布置1排内帷幕墙注浆孔位51，内帷幕墙注浆孔位51间距1.0-1.5m，采用跳孔法施工，并采用钻注一体后退式静压注浆工艺，浆液扩散半径0.5-0.8m，形成的内帷幕墙5宽0.8-1.5m。静压注浆对地基土层的扰动小，浆液渗透更均匀，固结后的结构体密实度好，强度高。钻注一体后退式静压注浆工艺中，先将钻杆钻入地下，抬升一段，注浆一段，能够进一步降低对地基土层的扰动，且注浆完成，钻杆容易拔出，方便施工。跳孔法可使相邻两个注浆区域咬合更严密，浆液渗透更均匀。

S2形成外帷幕墙6：

如图1所示，在内帷幕墙5远离路堤2的一侧，距内帷幕墙50.6-1.0m，静压注浆形成宽度大于内帷幕墙5的外帷幕墙6，进一步提高软弱土层的密实度和强度。结合图2，静压注浆时，布置1-2排外帷幕墙注浆孔位61，外帷幕墙注浆孔位61间距1.5-2.0m，采用跳孔法施工，并同样采用钻注一体后退式静压注浆工艺，浆液扩散半径0.8-1.5m，形成的外帷幕墙6宽2.0-3.0m。

S3纠偏：

如图1所示，在内帷幕墙5和外帷幕墙6完成形成强度后，间隔12-24h，以内帷幕墙5和外帷幕墙6的中间区域为作用力推动区7，采用压力注浆法，形成作用力，借助外帷幕墙6的作用力，推动内帷幕墙5和路基1由软弱地基区4向堆载区3方向水平位移，路基1带动其上部的路堤2同步移动，到达纠偏的目的。

结合图2，压力注浆时，布置1排作用力推动区注浆孔位71，作用力推动区注浆孔位71间距1.0-1.5m，采用钢管压力注浆工艺，所有作用力推动区注浆孔位71同时注浆，相邻作用力推动区注浆孔位71的注浆压力应一大一小，通过不同的注浆压力，使之均衡匹配调控适度，达到均匀推动路基1实现水平位移的目的。若路基1的横向位移段较长，压力注浆可分段进行，由路基1的横向位移段的两端向中间逐段推动。

为避免压力注浆的作用力推动纠偏时路基1双向受压，导致路基1变形而上拱，压力注浆之前，在堆载区3、沿路堤2长度方向，设置多个泄压孔32。泄压孔32直径为90-110mm，间距2.0-4.0m。为避免泄压孔32出现塌孔，可在泄压孔32内填充碎石等材料。

为提高压力注浆纠偏过程的精度，压力注浆之前，设置监测系统，监测系统包括地基土变形监测和纠偏监测。地基土变形监测采用多个沿堆载区3路堤2坡脚设置的测斜管31，用于监测纠偏过程中地基土的变形状态，通过变形反馈的数据，随时调整压力注浆的注浆压力和浆液配比。纠偏监测的水平位移检测点包括接触网立柱水平位移监测点211、轨道板中心水平位移监测点221和钢轨水平位移监测点231，分别位于接触网立柱21、轨道板22中心线和钢轨23顶部，用于监测路堤2和轨道结构的变化状态，对纠偏复位实时监控。

上述内帷幕墙5和外帷幕墙6的静压注浆的浆液选用水泥单液浆为主，水灰比为0.6-0.8：1，根据实际情况添加适量水玻璃固化剂4-10%，固化剂的作用是增强浆液的渗透性、调整浆液的凝固时间，有效控制浆液的扩散半径。上述作用力推动区7的压力注浆的浆液选用水泥和水玻璃固化剂无收缩双液浆，水灰比为0.8-1：1，水：水玻璃固化剂为1：0.6-0.8，该浆液浓度较大，凝结时间短，注浆压力可在短时间内升高，形成作用力，达到推动路基1，实现水平位移的目的。

上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于，包括有以下步骤：

S1形成内帷幕墙(5)：在路堤(2)位移方向软弱地基区(4)，静压注浆形成内帷幕墙(5)；

S2形成外帷幕墙(6)：在内帷幕墙(5)远离路堤(2)的一侧，静压注浆形成宽度大于内帷幕墙(5)的外帷幕墙(6)；

S3纠偏：以内帷幕墙(5)和外帷幕墙(6)的中间区域为作用力推动区(7)，采用压力注浆法，推动内帷幕墙(5)和路基(1)由软弱地基区(4)向堆载区(3)方向水平位移。

2.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：步骤S3纠偏过程中配合有监测系统，监测系统包括地基土变形监测和纠偏监测。

3.根据权利要求2所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：地基土变形监测包括设置于堆载区(3)路堤(2)坡脚的测斜管(31)，纠偏监测中的水平位移检测点设置在轨道板(22)、钢轨(23)和接触网立柱(21)。

4.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：纠偏前，在堆载区(3)设置泄压孔(32)，泄压孔(32)内填充防止泄压孔(32)塌陷的材料。

5.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：纠偏时采用同时注浆，相邻两孔的注浆压力一大一小。

6.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：纠偏时，压力注浆操作沿横向位移段的两端向中间逐步推动。

7.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：静压注浆形成内帷幕墙(5)和外帷幕墙(6)时均采用跳孔法施工。

8.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：形成内帷幕墙(5)和外帷幕墙(6)时采用钻注一体分层静压注浆工艺。

9.根据权利要求1所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：作用力推动区(7)采用钢管压力注浆工艺。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高速铁路路基横向位移的纠偏加固方法，其特征在于：静压注浆的浆液选用水泥单液浆为主，水灰比为0.6-0.8：1，根据实际情况添加水玻璃固化剂4-10%；压力注浆的浆液选用水泥和水玻璃固化剂无收缩双液浆，水灰比为0.8-1：1，水：水玻璃固化剂为1：0.6-0.8。

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