CN111021169A - 一种铁路轨道灾害修复检测预埋体及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路轨道灾害修复检测预埋体及其使用方法，属于铁路轨道检测领域，一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，包括预埋钢管，预埋钢管外端自上而下依次套设有多个滑环，滑环外侧端固定连接有多个挤压支杆，多个滑环和挤压支杆结合滑行开闭机构使得相关检测人员可以直接从外界通过观察该预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，从而及时注浆加固，另外，可利用该预埋体本身直接注浆，施工人员采用注浆设备从预埋钢管的顶端向预埋钢管中注浆即可，浆体直接从无密封挡板遮挡的下行滑孔中喷出，注入下陷区域，实现自动寻位、定位注浆，注浆效率高，无需借助额外的注浆辅助件，避免破坏原有的上层地基。

Description

一种铁路轨道灾害修复检测预埋体及其使用方法

技术领域

本发明涉及铁路轨道检测领域，更具体地说，涉及一种铁路轨道灾害修复检测预埋体及其使用方法。

背景技术

铁路运输是一种陆上运输方式，以机车牵引列车列车在两条平行的铁轨上行驶。传统方式是钢轮行进，但广义的铁路运输尚包括磁悬浮列车、缆车、索道等非钢轮行进的方式，或称轨道运输。铁轨能提供极光滑及坚硬的媒介让列车车轮在上面以最小的摩擦力滚动，使这上面的人感到更舒适，而且它还能节省能量。铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便能行走。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。以钢铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木，或路枕，功用是把钢轨的重量分开散布，和保持路轨固定，维持路轨的轨距。一般而言，轨道的底部为石砾铺成的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨道提供弹性及排水功能。铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上，甚至嵌在混凝土里面。

正如普通的公路地质灾害相同，危及铁路行车安全的主要自然灾害包括：风、雨、雪、水灾、地震、线路软土下沉等。

沿海铁路经过的大片滨海平原及滩涂区都是典型的软土路基，具有压缩性高和欠固结、承载力低、分布广、厚度深等特点。有线路自通车运营以来，通过周期监测，发现有几处软土路基下沉较严重，沉降未稳定。为保证软土路基的稳定和控制路基的后期沉降，确保高速列车的安全运行，在原地基加固处理措施上采用高压旋喷桩、花管注浆加固，以及本体注浆补强措施。注浆法通过注浆管对沉管隧道底部基础进行注浆，形成注浆体，适用于软弱地基，可减小沉降、提高地基承载力，还可防止砂土液化。但注浆技术施工难度较大、周期长，并存在环保、施工检测与质量控制问题。

随着我国公路事业的蓬勃发展,尤其是铁路的普遍应用,对铁路软土地基提出了较高的要求。而铁路工程不可避免的要经过大量的软土地区,所以软土地基的处理与防治就成为影响工程质量与投资效益的关键一环，现有的铁路软土地基处虽然增设了加固、检测和修复一体的预埋体，但是软土地基一般较深，相关检测人员难以通过现有的这些预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，不能准确注浆加固，另外，注浆需要借助额外的注浆辅助件，十分繁琐，且容易破坏原有的上层地基。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铁路轨道灾害修复检测预埋体及其使用方法，相关检测人员可以直接从外界通过观察该预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，从而及时注浆加固，另外，可利用该预埋体本身直接注浆，且能够实现自动寻位、定位注浆，注浆效率高，无需借助额外的注浆辅助件，避免破坏原有的上层地基。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，包括预埋钢管，所述预埋钢管外端自上而下依次套设有多个滑环，所述滑环外侧端固定连接有多个挤压支杆，且多个挤压支杆以滑环的圆心为中心均匀分布，所述滑环内壁固定连接有滑行开闭机构，所述预埋钢管侧端开凿有多个与滑行开闭机构相对应的下行滑孔，所述预埋钢管侧端自上而下均匀分布有多组限位块组，所述限位块组包括上移限位块和下移限位块，且上移限位块和下移限位块分别位于滑环上下两侧，所述预埋钢管侧端自上而下开凿有多个与上移限位块和下移限位块相匹配的预留槽，所述上移限位块和下移限位块与预留槽槽底之间固定连接有内嵌式弹性件，相关检测人员可以直接从外界通过观察该预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，从而及时注浆加固，另外，可利用该预埋体本身直接注浆，且能够实现自动寻位、定位注浆，注浆效率高，无需借助额外的注浆辅助件，避免破坏原有的上层地基。

进一步的，所述预埋钢管上端螺纹连接有观察头，可防止外界杂物落入预埋钢管中，造成堵塞，且能够较好的保护升降警示柱，所述升降警示柱上端延伸至观察头内侧。

进一步的，所述滑行开闭机构包括密封挡板、升降警示柱和延展块，所述密封挡板和升降警示柱均位于预埋钢管内侧，且升降警示柱固定连接于密封挡板上端，所述延展块一端贯穿下行滑孔与滑环内壁固定连接，所述延展块另一端与密封挡板靠近升降警示柱的侧端固定连接，所述密封挡板与下行滑孔相匹配，软土地基中发生下沉塌陷时，下陷的软土会压动挤压支杆，挤压支杆带着滑环和延展块沿着下行滑孔向下滑动，密封挡板和升降警示柱随着延展块向下移动，密封挡板不再遮挡下行滑孔，所述观察头自上而下刻设有刻度纹，检修人员通过观察头观察升降警示柱端部所对应的刻度变化，拧下观察头，采用注浆设备从预埋钢管的顶端向预埋钢管中注浆即可，浆体直接从无密封挡板遮挡的下行滑孔中喷出，注入下陷区域，实现自动寻位、定位注浆。

进一步的，所述观察头为透明材质，且观察头外表面包裹有弹性透明胶层，方便检修人员直接从观察头外部观察升降警示柱端部所对应的刻度变化。

进一步的，多个所述升降警示柱的颜色不同，且升降警示柱表面涂覆有环保型荧光层，便于检修人员通过颜色来区分多个升降警示柱所对应的不同位置，在夜晚或者光线不足的环境下，环保型荧光层可方便检修人员准确观察到升降警示柱端部所对应的刻度变化。

进一步的，所述升降警示柱的直径小于密封挡板的宽度，且升降警示柱固定连接于密封挡板侧顶端，所述滑环的宽度小于下行滑孔的长度，注浆时，有利于浆体顺利通过下行滑孔，注入下陷区域。

进一步的，所述内嵌式弹性件和上移限位块表面均涂覆有防腐涂层，所述预留槽表面同样涂覆有防腐涂层，使其不易受地下恶劣环境的腐蚀，在软土地基中发生下沉塌陷压动挤压支杆时，滑环能够顺利将下移限位块压入预留槽槽底，从而顺利下移。

进一步的，所述预埋钢管下端为密封式子弹头形状，且预埋钢管下端经过抛光处理，所述挤压支杆为半圆柱型，且挤压支杆的曲面向下，便于施工人员顺利将该预埋体插入软土地基中。

一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其使用方法为：

S1、施工人员将本预埋体插入铁路轨道一侧的软土地基中，并将上端部分留于地基表面之上；

S2、检修人员通过观察头观察升降警示柱端部所对应的刻度变化；

S3、拧下观察头，采用注浆设备从预埋钢管的顶端向预埋钢管中注浆即可。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现相关检测人员直接从外界通过观察该预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，从而及时注浆加固，另外，可利用该预埋体本身直接注浆，且能够实现自动寻位、定位注浆，注浆效率高，无需借助额外的注浆辅助件，避免破坏原有的上层地基。

(2)软土地基中发生下沉塌陷时，下陷的软土会压动挤压支杆，挤压支杆带着滑环和延展块沿着下行滑孔向下滑动，密封挡板和升降警示柱随着延展块向下移动，密封挡板不再遮挡下行滑孔，观察头自上而下刻设有刻度纹，检修人员通过观察头观察升降警示柱端部所对应的刻度变化，拧下观察头，采用注浆设备从预埋钢管的顶端向预埋钢管中注浆即可，浆体直接从无密封挡板遮挡的下行滑孔中喷出，注入下陷区域，实现自动寻位、定位注浆。

(3)多个升降警示柱的颜色不同，且升降警示柱表面涂覆有环保型荧光层，便于检修人员通过颜色来区分多个升降警示柱所对应的不同位置，在夜晚或者光线不足的环境下，环保型荧光层可方便检修人员准确观察到升降警示柱端部所对应的刻度变化。

(4)升降警示柱的直径小于密封挡板的宽度，且升降警示柱固定连接于密封挡板侧顶端，滑环的宽度小于下行滑孔的长度，注浆时，有利于浆体顺利通过下行滑孔，注入下陷区域。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明去除观察头状态下的立体图；

图4为本发明自上而下第二个滑环下移状态下的立体图；

图5为图4中B处的结构示意图；

图6为本发明自上而下第一个滑环下移状态下的立体图；

图7为本发明的预埋钢管的结构示意图；

图8为本发明的滑环处的立体图；

图9为图8中C处的结构示意图；

图10为本发明的预留槽处的结构示意图；

图11为本发明的上移限位块处的内嵌式弹性件压缩状态下的结构示意图

图12为本发明的下移限位块处的内嵌式弹性件压缩状态下的结构示意图。

图中标号说明：

1预埋钢管、2滑环、3挤压支杆、4观察头、5上移限位块、6下移限位块、7密封挡板、8升降警示柱、9下行滑孔、10延展块、11预留槽、12内嵌式弹性件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1和图2，一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，包括预埋钢管1，预埋钢管1外端自上而下依次套设有多个滑环2，滑环2外侧端固定连接有多个挤压支杆3，且多个挤压支杆3以滑环2的圆心为中心均匀分布，请参阅图 8，滑环2内壁固定连接有滑行开闭机构，请参阅图4、图5、图6和图7，预埋钢管1侧端开凿有多个与滑行开闭机构相对应的下行滑孔9，预埋钢管1侧端自上而下均匀分布有多组限位块组，限位块组包括上移限位块5和下移限位块6，且上移限位块5和下移限位块6分别位于滑环2上下两侧，上移限位块5可防止该预埋体插入地基的过程中滑环2上移，请参阅图10，预埋钢管 1侧端自上而下开凿有多个与上移限位块5和下移限位块6相匹配的预留槽 11，上移限位块5和下移限位块6与预留槽11槽底之间固定连接有内嵌式弹性件12，内嵌式弹性件12可采用高性能压缩弹簧，相关检测人员可以直接从外界通过观察该预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，从而及时注浆加固，另外，可利用该预埋体本身直接注浆，且能够实现自动寻位、定位注浆，注浆效率高，无需借助额外的注浆辅助件，避免破坏原有的上层地基。

预埋钢管1上端螺纹连接有观察头4，可防止外界杂物落入预埋钢管1中，造成堵塞，且能够较好的保护升降警示柱8，升降警示柱8上端延伸至观察头 4内侧。

请参阅图8和9，滑行开闭机构包括密封挡板7、升降警示柱8和延展块 10，密封挡板7和升降警示柱8均位于预埋钢管1内侧，且升降警示柱8固定连接于密封挡板7上端，延展块10一端贯穿下行滑孔9与滑环2内壁固定连接，延展块10另一端与密封挡板7靠近升降警示柱8的侧端固定连接，密封挡板7与下行滑孔9相匹配，软土地基中发生下沉塌陷时，下陷的软土会压动挤压支杆3，挤压支杆3带着滑环2和延展块10沿着下行滑孔9向下滑动，密封挡板7和升降警示柱8随着延展块10向下移动，密封挡板7不再遮挡下行滑孔9，观察头4自上而下刻设有刻度纹，检修人员通过观察头4观察升降警示柱8端部所对应的刻度变化，拧下观察头4，采用注浆设备从预埋钢管1的顶端向预埋钢管1中注浆即可，浆体直接从无密封挡板7遮挡的下行滑孔9中喷出，注入下陷区域，实现自动寻位、定位注浆。

观察头4为透明材质，且观察头4外表面包裹有弹性透明胶层，方便检修人员直接从观察头4外部观察升降警示柱8端部所对应的刻度变化。

多个升降警示柱8的颜色不同，且升降警示柱8表面涂覆有环保型荧光层，便于检修人员通过颜色来区分多个升降警示柱8所对应的不同位置，从而通过下降的升降警示柱8得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，在夜晚或者光线不足的环境下，环保型荧光层可方便检修人员准确观察到升降警示柱8端部所对应的刻度变化。

升降警示柱8的直径小于密封挡板7的宽度，且升降警示柱8固定连接于密封挡板7侧顶端，滑环2的宽度小于下行滑孔9的长度，注浆时，有利于浆体顺利通过下行滑孔9，注入下陷区域。

内嵌式弹性件12和上移限位块5表面均涂覆有防腐涂层，预留槽11表面同样涂覆有防腐涂层，使其不易受地下恶劣环境的腐蚀，请参阅图12，在软土地基中发生下沉塌陷压动挤压支杆3时，滑环2能够顺利将下移限位块6 压入预留槽11槽底，从而顺利下移。

预埋钢管1下端为密封式子弹头形状，且预埋钢管1下端经过抛光处理，挤压支杆3为半圆柱型，且挤压支杆3的曲面向下，便于施工人员顺利将该预埋体插入软土地基中。

一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其使用方法为：

S1、根据事前地质勘测确定软土地基的区域，并选择易发生下沉坍塌的软土地基，施工人员将本预埋体插入铁路轨道一侧的该软土地基中，并将1 上端部分留于地基表面之上；

S2、检修人员通过观察头4观察升降警示柱8端部所对应的刻度变化；

S3、拧下观察头4，根据下降的升降警示柱8确定软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，(因不同深度的软土地基所需承载力度不同的加固浆体，如越深其承载力度需求越大)选取最佳的浆体，采用注浆设备从预埋钢管1的顶端向预埋钢管1中注浆即可。

相较于现有技术中的预埋体不能显示软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，不能准确注浆加固的问题，以及注浆需要借助额外的注浆辅助件，十分繁琐，且容易破坏原有的上层地基的问题，本发明提出一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，多个滑环2和挤压支杆3结合滑行开闭机构使得相关检测人员可以直接从外界通过观察该预埋体得知软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，从而及时注浆加固，另外，可利用该预埋体本身直接注浆，施工人员根据下降的升降警示柱8确定软土地基中发生下沉塌陷的大概位置，选取最佳的浆体，采用注浆设备从预埋钢管1的顶端向预埋钢管1中注浆即可，浆体直接从无密封挡板7遮挡的下行滑孔9中喷出，注入下陷区域，实现自动寻位、定位注浆，注浆效率高，无需借助额外的注浆辅助件，避免破坏原有的上层地基。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：包括预埋钢管(1)，所述预埋钢管(1)外端自上而下依次套设有多个滑环(2)，所述滑环(2)外侧端固定连接有多个挤压支杆(3)，且多个挤压支杆(3)以滑环(2)的圆心为中心均匀分布，所述滑环(2)内壁固定连接有滑行开闭机构，所述预埋钢管(1)侧端开凿有多个与滑行开闭机构相对应的下行滑孔(9)，所述预埋钢管(1)侧端自上而下均匀分布有多组限位块组，所述限位块组包括上移限位块(5)和下移限位块(6)，且上移限位块(5)和下移限位块(6)分别位于滑环(2)上下两侧，所述预埋钢管(1)侧端自上而下开凿有多个与上移限位块(5)和下移限位块(6)相匹配的预留槽(11)，所述上移限位块(5)和下移限位块(6)与预留槽(11)槽底之间固定连接有内嵌式弹性件(12)。

2.根据权利要求1所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述滑行开闭机构包括密封挡板(7)、升降警示柱(8)和延展块(10)，所述密封挡板(7)和升降警示柱(8)均位于预埋钢管(1)内侧，且升降警示柱(8)固定连接于密封挡板(7)上端，所述延展块(10)一端贯穿下行滑孔(9)与滑环(2)内壁固定连接，所述延展块(10)另一端与密封挡板(7)靠近升降警示柱(8)的侧端固定连接，所述密封挡板(7)与下行滑孔(9)相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述预埋钢管(1)上端螺纹连接有观察头(4)，所述升降警示柱(8)上端延伸至观察头(4)内侧。

4.根据权利要求3所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述观察头(4)自上而下刻设有刻度纹，所述观察头(4)为透明材质，且观察头(4)外表面包裹有弹性透明胶层。

5.根据权利要求2所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：多个所述升降警示柱(8)的颜色不同，且升降警示柱(8)表面涂覆有环保型荧光层。

6.根据权利要求2所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述升降警示柱(8)的直径小于密封挡板(7)的宽度，且升降警示柱(8)固定连接于密封挡板(7)侧顶端，所述滑环(2)的宽度小于下行滑孔(9)的长度。

7.根据权利要求1所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述内嵌式弹性件(12)和上移限位块(5)表面均涂覆有防腐涂层，所述预留槽(11)表面同样涂覆有防腐涂层。

8.根据权利要求1所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述预埋钢管(1)下端为密封式子弹头形状，且预埋钢管(1)下端经过抛光处理。

9.根据权利要求1所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：所述挤压支杆(3)为半圆柱型，且挤压支杆(3)的曲面向下。

10.根据权利要求1所述的一种铁路轨道灾害修复检测预埋体，其特征在于：其使用方法为：

S1、施工人员将本预埋体插入铁路轨道一侧的软土地基中，并将(1)上端部分留于地基表面之上；

S2、检修人员通过观察头(4)观察升降警示柱(8)端部所对应的刻度变化；

S3、拧下观察头(4)，采用注浆设备从预埋钢管(1)的顶端向预埋钢管(1)中注浆即可。

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