CN111560798A - 一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置、使用方法及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置、使用方法及施工方法，装置包含花管，所述花管沿线路纵向间隔分布，所述花管分别沿基床两侧向中线倾斜向下设置，所述花管的低端位于所述基床的底部，所述花管的注浆口可拆卸连接有密封盖，所述基床中还设有位移传感器。采用本装置能够通过预埋的花管进行压力注浆，改善沉降变形，又能够通过将预埋花管从基床中拔出形成的卸压孔，减小上拱变形，有效节约后期路基沉降或上拱的整治维护费用，降低路基变形带来的运营风险，从而有效保证线路运行的平顺性、稳定性和安全性，且在运营期间进行变形调节，施工便捷，对高铁运营干扰小，广泛适用于各种类型的路基，具有重大推广意义。

Description

一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置、使用方 法及施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置、使用方法及施工方法。

背景技术

高速铁路特别是无砟轨道铁路对路基上拱和沉降变形的控制十分严格，无砟轨道对变形的调节主要通过轨道扣件实现，但其调节能力较弱，一旦上拱或沉降变形超过允许的限值，将严重影响高速铁路的运营安全。在路基荷载及列车动荷载的双重作用下，路基通常以沉降变形为主，有可能出现基床沉降变形超限。但在膨胀岩土、红层泥岩等路堑地段，由于岩土体卸荷流变和膨胀土增湿膨胀的特性，路基有可能发生上拱，出现基床上拱变形超限，目前已有多条铁路在运营过程中出现了基床上拱的现象。

在治理基床变形时，现有技术中往往只针对上拱或沉降变形中的单一情况进行修复，不能根据运营过程中的主控变形实现双向调节，而且治理工程对高铁运营影响较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中缺乏既能够修复治理上拱变形又能够修复治理沉降变形的装置的上述不足，提供一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置、使用方法及施工方法。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置，包含花管，所述花管沿线路纵向间隔分布，所述花管分别沿基床两侧向中线倾斜向下设置，所述花管的低端位于所述基床的底部，所述花管的注浆口可拆卸连接有密封盖，所述基床中还设有位移传感器。

采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置，包含沿线路纵向间隔分布的所述花管，所述花管分别沿基床两侧向中线倾斜向下设置，即所述花管位于所述基床侧面的一端高于所述花管靠近所处基床宽度中线的一端，所述花管的低端位于所述基床的底部，以便在通过所述花管注浆改善沉降变形时能够保证注浆的范围，有利于提高修复的质量和效率，在通过拔出所述花管形成卸压孔来解决上拱变形时，能够有足够的卸压空间，所述位移传感器埋设于所述基床能够监测路基面的变形并不易受到其他外界影响，利于稳定监控。采用本装置能够通过预埋的花管进行压力注浆，有效改善地基土体，对路基面进行抬升，改善沉降变形，又能够通过将预埋花管从基床中拔出形成的卸压孔，有效释放岩土的膨胀力，减小上拱变形，有效节约后期路基沉降或上拱的整治维护费用，降低路基变形带来的运营风险，从而有效保证线路运行的平顺性、稳定性和安全性，且在运营期间进行变形调节，施工便捷，对高铁运营干扰小，广泛适用于各种类型的路基，具有重大推广意义。

优选的，所述基床底部设有高强土工布。

采用所述高强土工布对基床底部进行满铺，有利于确保路基面变形的均匀性。

优选的，所述基床两侧分别设有侧沟，所述花管沿所述侧沟的侧壁设置。

优选的，所述花管与水平方向的夹角为30-45°。

优选的，两侧的所述花管交错设置，相邻两个所述花管的纵向间距为3-5m，所述花管的孔径为φ80-φ150mm。

进一步优选的，所述花管的水平投影长度大于所述基床宽度的一半。

即所述花管的低端穿过中线伸入对侧，便于调节所述基床整个宽度范围内的路基面的变形。

优选的，所述位移传感器设于路面以下0.4-1m，所述位移传感器的位置适配线路中线的位置，所述位移传感器的纵向间距为10-15m。

一种如上述任一所述的无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的使用方法，包含如下步骤：

当位移传感器监测到路基的沉降变形量超过预设要求后，打开密封盖对花管注浆至沉降变形量满足预设要求后，停止注浆并盖上所述密封盖；

当所述位移传感器监测到路基的上拱变形量超过预设要求后，拔出所述花管至上拱变形量满足预设要求后，停止拔出所述花管并盖上所述密封盖。

采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的使用方法，当所述位移传感器监测到路基出现沉降变形时，通过预埋的所述花管进行压力注浆至所述基床中，对路基面进行抬升，并根据所述位移传感器监测的路基面变形量来确定注浆量，根据所述位移传感器监测的数据判断沉降变形量是否恢复至预设要求；当所述位移传感器监测到路基发生上拱变形时，通过将预埋所述花管从所述基床中拔出，形成卸压孔，释放岩土的膨胀力，减小上拱变形，并根据所述位移传感器监测的路基面变形确定拔管的数量，根据所述位移传感器监测的数据判断上拱变形量是否恢复至预设要求，有效控制了膨胀岩土上拱的运营风险，保证了线路运行的平顺性和稳定性，操作方便，修复难度低，修复周期短，对铁路运营影响较小，安全环保，整治维护费用低。

优选的，修复时，对变形段内两侧的所述花管同时注浆或同时拔出。

采用上述设置方式，避免引起差异沉降，利于均匀修复路基的变形。

一种如上述任一所述的无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的施工方法，包含如下步骤：

a、分级开挖路堑边坡并进行加固防护，直至达到基床底部的设计高程；

b、施作侧沟，并在所述侧沟的侧壁预留花管的安装孔位；

c、在所述基床底部铺设高强土工布；

d、分层填筑所述基床，并埋设位移传感器；

e、沿线路钻设所述花管的安装孔，并预埋所述花管及连接密封盖。

采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的施工方法，施工过程难度低，额外投资低，施工方便，能够有效保证路面变形的均匀性。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置，能够通过预埋的花管进行压力注浆，有效改善地基土体，对路基面进行抬升，改善沉降变形，又能够通过将预埋花管从基床中拔出形成的卸压孔，有效释放岩土的膨胀力，减小上拱变形，有效节约后期路基沉降或上拱的整治维护费用，降低路基变形带来的运营风险，从而有效保证线路运行的平顺性、稳定性和安全性，且在运营期间进行变形调节，施工便捷，对高铁运营干扰小，广泛适用于各种类型的路基，具有重大推广意义。

2、采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的使用方法，能够有效控制路面沉降或上拱带来的运营风险，保证了线路运行的平顺性和稳定性，操作方便，修复难度低，修复周期短，对铁路运营影响较小，安全环保，整治维护费用低。

3、采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的施工方法，施工过程难度低，额外投资低，施工方便，能够有效保证路面变形的均匀性。

附图说明：

图1为本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的结构示意图。

图中标记：1-花管，11-密封盖，2-基床，3-位移传感器，4-高强土工布，5-侧沟。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1所示，如路基为膨胀岩土上的高速铁路线路，包含左右两线（轨道未示出），本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置，包含花管1，所述花管1沿线路纵向间隔分布，基床2两侧分别设有侧沟5，所述花管1沿所述侧沟5的侧壁设置，所述花管1分别沿两侧的所述侧沟5侧壁向中线倾斜向下设置，即所述花管1位于所述侧沟5的一端高于所述花管1靠近所处基床2宽度中线的一端，所述花管1与水平方向的夹角为30-45°，所述花管1的低端位于所述基床2的底部，以便在通过所述花管1注浆改善沉降变形时能够保证注浆的范围，有利于提高修复的质量和效率，在通过拔出所述花管1形成卸压孔来解决上拱变形时，能够有足够的卸压空间，所述基床2底部设有高强土工布4，有利于确保路基面变形的均匀性。

两侧的所述花管1交错设置，所述花管1的水平投影长度大于所述基床2宽度的一半，即所述花管1的低端穿过所述基床2中线伸入对侧，便于调节所述基床2整个宽度范围内的路基面的变形。相邻两个所述花管1的纵向间距为3-5m，所述花管1采用孔径为φ80-φ150mm的钢花管，所述花管1的注浆口可拆卸连接有密封盖11。

所述基床2中还设有位移传感器3，所述位移传感器3用于监测变形量，所述位移传感器3设于路面以下0.4-1m，所述位移传感器3分别位于左线和右线的线路中线下方，所述位移传感器3的纵向间距为10-15m，每侧可设置上下两排所述花管1。

采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置，能够通过预埋的花管1进行压力注浆，有效改善地基土体，对路基面进行抬升，改善沉降变形，又能够通过将预埋的花管1从基床2中拔出形成的卸压孔，有效释放岩土的膨胀力，减小上拱变形，有效节约后期路基沉降或上拱的整治维护费用，降低路基变形带来的运营风险，从而有效保证线路运行的平顺性、稳定性和安全性，且在运营期间进行变形调节，施工便捷，对高铁运营干扰小，广泛适用于各种类型的路基，具有重大推广意义。

使用上述双向调节装置修复路基变形，包含如下步骤：

当所述位移传感器3监测到路基的沉降变形量超过预设要求后，打开所述密封盖11对所述花管1进行压力注浆至所述基床2中，对路基面进行抬升，根据所述位移传感器3监测的路基面变形量来确定注浆量，至沉降变形量满足预设要求后，停止注浆并盖上所述密封盖11。

当所述位移传感器3监测到路基的上拱变形量超过预设要求后，通过拔机拔出对应路段的所述花管1，形成卸压孔，释放岩土的膨胀力，减小上拱变形，根据所述位移传感器3监测的路基面变形确定拔管的数量，至上拱变形量满足预设要求后，停止拔管，并盖上所述密封盖11，有效控制了膨胀岩土上拱的运营风险。

具体修复时，对变形段内两侧的所述花管1同时注浆或同时拔出，避免引起差异沉降，利于均匀修复路基的变形。注浆时，注浆速度、压力均相同；拔管时，拔出的速度也相同，宜匀速进行。所述侧沟5的宽度能够满足所述花管1的拔出，拔出的所述花管1要进行封闭，避免水从所述花管1中进入所述基床2中。

采用本发明所述的一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的使用方法，有效保证了线路运行的平顺性和稳定性，操作方便，修复难度低，修复周期短，对铁路运营影响较小，安全环保，整治维护费用低。

采用上述双向调节装置的施工方法，包含如下步骤：

a、分级开挖路堑边坡并进行加固防护，直至达到所述基床2底部的设计高程；

b、施作所述侧沟5，并在所述侧沟5的侧壁预留所述花管1的安装孔位；

c、在所述基床2底部满铺所述高强土工布4，所述高强土工布4铺至盲沟处；

d、分层填筑所述基床2，并埋设所述位移传感器3；

e、沿线路从所述侧沟5侧壁钻设所述花管1的安装孔，并预埋所述花管1及连接密封盖11。

通过在开挖填筑所述基床2的施工过程中，将所述位移传感器3埋入，施工简便，填筑完成后将所述花管1钻孔插入，还能够通过所述位移传感器3监测所述花管1的安装对路基变形的影响，施工过程难度低，施工方便，额外投资低，能够有效保证路面变形的均匀性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置，其特征在于，包含花管(1)，所述花管(1)沿线路纵向间隔分布，所述花管(1)分别沿基床(2)两侧向中线倾斜向下设置，所述花管(1)的低端位于所述基床(2)的底部，所述花管(1)的注浆口可拆卸连接有密封盖(11)，所述基床(2)中还设有位移传感器(3)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基床(2)底部设有高强土工布(4)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基床(2)两侧分别设有侧沟(5)，所述花管(1)沿所述侧沟(5)的侧壁设置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述花管(1)与水平方向的夹角为30-45°。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，两侧的所述花管(1)交错设置，相邻两个所述花管(1)的纵向间距为3-5m，所述花管(1)的孔径为φ80-φ150mm。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述花管(1)的水平投影长度大于所述基床(2)宽度的一半。

7.根据权利要求1-6任一所述的装置，其特征在于，所述位移传感器(3)设于路面以下0.4-1m，所述位移传感器(3)的位置适配线路中线的位置，所述位移传感器(3)的纵向间距为10-15m。

8.一种如权利要求1-7任一所述的无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的使用方法，其特征在于，包含如下步骤：

当位移传感器(3)监测到路基的沉降变形量超过预设要求后，打开密封盖(11)对花管(1)注浆至沉降变形量满足预设要求后，停止注浆并盖上所述密封盖(11)；

当所述位移传感器(3)监测到路基的上拱变形量超过预设要求后，拔出所述花管(1)至上拱变形量满足预设要求后，停止拔出所述花管(1)并盖上所述密封盖(11)。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，修复时，对变形段内两侧的所述花管(1)同时注浆或同时拔出。

10.一种如权利要求1-7任一所述的无砟轨道高速铁路路基基床变形双向调节装置的施工方法，其特征在于，包含如下步骤：

a、分级开挖路堑边坡并进行加固防护，直至达到基床(2)底部的设计高程；

b、施作侧沟(5)，并在所述侧沟(5)的侧壁预留花管(1)的安装孔位；

c、在所述基床(2)底部铺设高强土工布(4)；

d、分层填筑所述基床(2)，并埋设位移传感器(3)；

e、沿线路钻设所述花管(1)的安装孔，并预埋所述花管(1)及连接密封盖(11)。

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