CN112523017A - 一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法 - Google Patents

Abstract

一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，包括实时监测沉降区域和其相邻一定长度范围内的道床沉降情况；设置沉降阈值，当道床沉降量超过某个值时，自动实时监测预警，并在道床沉降尚未稳定时进行道床沉降的临时调整和临时加固；待道床沉降稳定，采用永久整治修复技术，对沉降稳定后道岔整体道床进行综合整治。本发明对沉降期间道岔的几何形位进行临时调整，使道岔几何形位满足安全行车要求；通过轨距拉杆钢架和钢制托梁临时加固措施，强化轨距保持能力和道床的整体性；针对沉降稳定后道床的不同情况，分注浆修复技术、机械抬升+注浆修复技术、凿除岔枕重新浇筑混凝土平台的永久整治修复技术，对沉降稳定后道岔整体道床进行综合整治。

Description

一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法。

背景技术

地铁隧道整体道床具有运行平稳、刚度均匀、耐久性强及维修工程量小等优点，在我国城市轨道交通中应用广泛。运营表明，地铁道床整体状况良好，但由于一些线路地质条件复杂、施工过程质量控制不到位、交叉工程施工、地下水等原因影响，导致部分线路的局部地段整体道床岀现了不同程度的沉降，出现了地铁道床沉降病害。道床下沉会对列车的平稳运行构成影响，严重时危及行车安全。而道岔本身作为线路的薄弱环节，存在着刚度不均匀、有害空间等问题，对线路平顺性要求较高，再加上道岔区结构复杂，管线和设备种类较多，道岔区整体道床的沉降会严重影响行车的舒适性和安全性，降低列车的运营速度和铁路道路的通行能力，是地铁安全运营的重要隐患之一。

对整体道床下沉传统的整治方法主要可分为两大类，第一类为中断通车，整体翻修病害区的道床，第二类为在保证通车的前提下，采取一系列措施如采取调整扣件或增大扣件可调整量的方式，或者在基底灌注水泥浆等整治抬升整体道床或钢轨，但以上两类方法均存在一定不足。

整体翻修道床的方法一般工期较长，将导致列车运行中断，且维修成本太高，施工机械庞大，作业人员多，不利现场组织管理；在长大隧道施工时通风不良，大型作业机械运行产生较严重的有害气体、粉尘和噪音，造成施工作业环境污染，同时还会产生大量隧道弃碴，所以一般情况下不会采用。

目前在不中断通车的前提下，主要有两种维修方法：一种方法是增大扣件可调整量如加厚垫层或加厚铁垫板的方式进行处理，这在一定程度上能够恢复轨道结构的平顺性。一般情况下，道岔区扣件自带调高功能，可调整+20mm左右，通过在扣件铁垫板下加塞不同规格的调高垫板实现。采用加厚垫层的方式进行调整，扣件的垫层需采用整体垫层来维护轨道结构的稳定性，采用分层垫板会导致垫层窜出，轨道稳定性较差；由于不同地点的沉降量不一样，每个扣件所用的整体垫层的厚度不一样，不同整体垫板均需单独开模制作，成本高昂，且对现场施工要求较高；此外，采用垫层加厚的方式扣件可调整量增大幅值也有限，对于随运营时间较长持续下沉的轨道结构来说，这种处理方式有较大的局限性。超出设计调高量后，可通过特制加厚铁垫板实现，比如将原设计的铁垫板厚度由20mm在制造时就加厚至30mm或更大，从而进一步提高扣件调高量，但加厚铁垫板会导致螺栓长度增加，螺栓容易出现受剪破坏，轨道结构稳定性较差。此外，采用上述方法进行整治，一定程度增加了扣件高度，钢轨稳定性会受到影响，有可能出现轨距动态扩大、弹条断裂等问题，从而影响到列车运营安全。

另一种较为普遍的方法是采用改进的水泥基材料进行注浆灌注整治，依靠浆液自身的流动性充填和加固整体道床与隧底及隧底破碎区域。目前采用注浆法现场施工存在的主要问题是，病害整治施工大多数属于天窗点施工，天窗点施工时间短，由于受到既有线道床安全施工控制的影响，对于注浆压力、浆液特性等均有较高的要求，需达到既要充填密实、又需控制注浆压力过高，以免影响线路线形及道床板安全；既要保证浆液良好的流动性，又需对浆液的早凝时间、强度及耐久性提出较高要求，所以常用的注浆方法作业过程中对一些相关配套工艺、工装等要求较高；在时间短、高标准的前提下，对病害整治施工提出了很高的要求，这就要求病害整治施工前期必须采取措施，确保和控制病害不继续发展，为后续注浆加固工序提供必要的时间和空间。后期注浆加固施工的质量也是确保施工整体效果的又一重要环节，二者需协调统一，才能产生良好的效果。

目前，国内针对无砟轨道结构道床沉降病害快速修复技术申请了一些发明，发明发明CN102018001427424公开了一种基于绳锯切割的无砟轨道沉降整治方法；发明发明CN2013100277170公开了一种应用注入法对铁路无砟轨道道床下沉进行抬升的系统和方法，主要提供了一种无砟轨道结构的抬升方法和注浆顺序；发明发明CN2013103825961公开了一种用于沉降无砟轨道的注浆抬升快速修复技术，主要提供了注浆施工时的关键施工参数和抬升精度控制技术。发明发明CN102014000394604公开了一种用于曲线段沉降无砟轨道抬升修复方法，通过进一步改进注浆技术使其适用于曲线地段。发明发明CN201510525458公开了一种基于组合支撑和注浆模板的整体道床及隧底病害整治方法，采用组合钢板和注浆相结合的方式对道床沉降进行整治。

为整治道床沉降病害，以上既有发明主要从注浆法的各个角度进行了相关发明的申请，但仍存在一定的不足，如常用的注浆施工均是在水沟、边沟内施工，对于道床沉降直接影响钢轨不平顺的地段缺少针对性措施，也缺少针对不同情况的临时加固过渡处理措施以及整治方法单一等。一般情况下，道岔区土建基础发生差异沉降，带动道岔区轨道结构发生变形，这种由于土建结构沉降引起的轨道几何形位发生改变，必须先对土建结构进行整治，待土建结构变形收敛后，再进行轨道结构的最终整治，如采用注浆法进行处理，而以上发明整治技术往往需要在下部基础沉降稳定后进行处理；但现场实际情况往往是，土建结构整治期间或者土建结构整治后，对于某些地段，下部基础沉降尚未稳定或在沉降过程中道岔区的轨道几何形位又持续存在超限的情况，轨道结构尚不能进行最终的整治措施，但对行车的安全性已经产生了巨大的影响，因此需要一些临时的加固过渡措施对控制轨道结构的几何形位，保证行车的安全。

因此十分有必要发明一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，以解决上述问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，具体方案如下：

一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，所述方法包括

步骤1，实时监测沉降区域和其相邻一定长度范围内的道床沉降情况；

步骤2，设置沉降阈值，当道床沉降量超过某个值时，实现自动实时监测预警，并在道床沉降尚未稳定时进行道床沉降的临时调整和临时加固；

步骤3，通过临时调整和临时加固后，待道床沉降稳定，采用永久整治修复技术，对沉降稳定后道岔整体道床进行综合整治。

进一步地，步骤2中，进行道床沉降的临时调整具体为：在地铁道岔的扣件中增加弯折加厚铁板，所述弯折加厚铁板安装于沉降异常段地铁道岔扣件中原有的标准铁垫板上，通过弯折加厚铁板调高扣件高度，并增加扣件锚固螺栓数量，通过多个扣件锚固螺栓将弯折加厚铁板固定于岔枕上，以分摊扣件调高带来的额外受力。

进一步地，所述弯折加厚铁板包括凸起部和位于凸起部两侧与所述凸起部一体成形的侧板，沉降异常段的钢轨支撑于所述凸起部上，所述扣件中原有的标准铁垫板位于凸起部下方，所述侧板和标准铁垫板上的相对位置均开设有多个第一螺孔，并通过多个与所述第一螺孔匹配的第一扣件锚固螺栓固定于岔枕上，所述凸起部和标准铁垫板上的相对位置均开设有多个第二螺孔，并通过多个与所述第二螺孔匹配的第二扣件锚固螺栓固定于岔枕上。

进一步地，步骤2中，进行道床沉降的临时加固具体为：使用轨距拉杆钢架固定钢轨，所述轨距拉杆钢架设置有两个钢轨安装位，沉降异常段地铁道岔的两根钢轨分别安装于轨距拉杆钢架的两个钢轨安装位上，使轨距保持不变。

进一步地，所述轨距拉杆钢架包括工字钢梁和轨距拉杆，所述工字钢梁为两根，分别沿沉降异常段的钢轨长度方向设置于钢轨两侧，所述轨距拉杆的两端分别连接于两根工字钢梁上，所述轨距拉杆为多根，多根轨距拉杆沿沉降异常段的钢轨长度方向间隔排列，所述轨距拉杆上固定安装有两个凹形槽，作为钢轨安装位，两根钢轨分别嵌入轨距拉杆的两个凹形槽中，通过两凹形槽分别固定两根钢轨，使两根钢轨的轨距保持不变。

进一步地，步骤2中，进行道床沉降的临时加固具体为：设置钢制托梁，所述钢制托梁位于沉降异常段线路钢轨外侧且沿沉降异常段线路钢轨长度方向设置，所述钢制托梁与沉降异常段的多根岔枕均固定连接。

进一步地，步骤3中，所述永久整治修复技术为注浆修复技术、机械抬升+注浆修复相结合的修复技术或凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术。

进一步地，步骤3具体为：采用水钻法取样检查道岔区道床与土建结构之间是否存在脱空情况，如有，则采用注浆修复技术永久整治道床沉降，该修复技术具体包括以下步骤：

步骤311，勘察现场道床沉降情况，安装高程测量设备，对沉降区域的无砟轨道结构高程进行测量，根据测量结果和工程需要，制定出具体抬升方案，并建立抬升点监测网；

步骤312，对道床纵横向裂缝、水沟与道床接壤裂缝、道床伸缩缝渗水位置、水沟内破损位置进行封闭注浆处理；

步骤313，根据既定的抬升方案标示出注浆孔位置，然后实施钻孔，钻孔时及时清理现场的灰尘，并采用封堵件对注浆孔进行封堵；

步骤314，清除注浆孔上部的封堵件，按照设定好的注浆抬升工艺参数及注浆工艺，将注浆材料从注浆管中注入到无砟轨道下部结构中，对轨道结构实施抬升，抬升过程中通过已安装的高程监测设备对轨道结构的高程进行实时监测；

步骤315，注浆抬升过程中，严格控制注浆压力，避免注浆后道床出现反拱；注浆顺序为首先进行中间抬升孔注浆，然后依次进行两侧填充孔和中间填充孔注浆；抬升孔注浆首先从轨道结构高程最低点开始依次注浆；当轨道结构被抬升至本次注浆抬升设定的高度后，立即停止注浆；抬升孔注浆结束后，再进行线路中间和两侧的填充孔注浆，以确保注浆材料在轨道结构下部的均匀、密实填充；

步骤316，若单次抬升高度未达到设定的抬升高度时，重复步骤D、E的工序，通过多次抬升，最终抬升道床至合适位置。

进一步地，步骤3具体为，采用水钻法取样检查道岔区道床与土建结构之间是否存在脱空情况，若不存在脱空现象，采用机械抬升+注浆修复相结合的修复技术永久整治道床沉降，该修复技术具体包括以下步骤：

步骤321，调查道床沉降异常区域的概况，确定道床沉降异常段长度；

步骤322.拆除沉降异常长度范围内的扣件和钢轨；

步骤323，在岔区道床上植筋安装锚固件，在沉降异常段道床底板两侧连续安装一定数量千斤顶，并调试千斤顶；

步骤324，将分配梁横跨轨道放置在调试好的千斤顶上；

步骤325，将吊杆与分配梁连接固定，再利用千斤顶顶升分配梁，来实现轨道的抬升；

步骤326，在顶升高度达到要求后，在抬升后道床与结构底板之间形成的空隙内灌注注浆材料，通过注浆修复技术永久整治道床沉降。

进一步地，步骤3具体为，采用水钻法取样检查道岔区道床与土建结构之间是否存在脱空情况，若不存在脱空现象，且现场顶升设备数量、安装空间有限或施工时间不充足时，采用凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术永久整治道床沉降，该修复技术具体包括以下步骤：

步骤331，对沉降区域的无砟轨道结构高程进行测量，根据沉降监测结果，采取“隔三凿一”的方式确定待凿除岔枕，并在现场做好标记；

步骤332，拆除已标记的岔枕上方的扣件；

步骤333，将已标记的岔枕及四周一定范围的混凝土凿除，凿出的坑的宽度和长度与原岔枕底部相同，深度至岔枕底面，保留坑四周原岔枕伸入道床的连接钢筋；

步骤334，将凿除岔枕后的基坑以及道床板表面清理干净；

步骤335，在凿除的岔枕两侧道床面上采用方木进行临时支撑；

步骤336，将坑内新布设的钢筋与原伸入道床的位于坑四周的连接钢筋通过焊接锚固的方式相连，坑底部通过钻孔植入钢筋，绑扎钢筋形成钢筋笼，四周涂刷界面剂，加强新老混凝土的黏结作用；

步骤337，将凿除岔枕位置的原岔枕的扣件及塑料套管重新安装好，对轨道结合形位进行调整，并在扣件周围安装模板，并浇筑混凝土；

步骤338，当混凝土固化达到一定强度后，拆除模板和扣件，使钢轨悬空，防止新浇筑的混凝土平台过早受力导致破坏；

步骤339，再次浇筑混凝土，当新浇筑的混凝土满足承载要求后，重新安装扣件，撤除方木，并对线路几何形位进行复测，线路恢复正常运营。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，针对道岔区道床沉降尚未稳定期间，采用特制弯折铁垫板调高扣件的临时调整措施，保证了道床沉降期间线路的几何形位满足安全行车要求。采用本发明弯折铁垫板的调整方法和工装，能增加扣件位置锚固螺栓数量，分摊了扣件调高带来的额外受力，同时稳定原有扣件，避免了扣件调高后螺栓相应加长导致的锚固螺栓受力不利，出现剪断破坏以及扣件调的过高引起轨距动态扩大、弹条断裂等问题。

在采用临时调整措施的基础上，同时采用加设轨距拉杆钢架和钢制托梁的临时加固措施，对线路的轨距保持能力和整体稳定性进行加强，避免了道床沉降期间对道床几何形位的恶化威胁行车安全，增强了既有道岔轨道结构抵抗道床沉降变形的能力。解决了既有整治措施中缺少针对不同情况的临时加固过渡处理措施以及整治方法单一的缺点。

2、本发明在道床沉降期间采用高精度监测设备如视频监测系统、电子水准仪等对道岔沉降区轨道结构的整体沉降和不均匀沉降进行监测并加强对监测数据的分析，掌握沉降变化曲线，预测沉降走势，设置预警阈值进行预警，建立道床沉降监测、预警、预测系统，组成道床沉降监控平台，确保了线路行车过程中轨道的几何形位满足安全要求；同时还保证了后续永久整治措施中无砟轨道结构抬升和平衡支撑过程中的精度控制。解决了既有整治措施中，整治时机没法掌握、整治精度没法控制的问题。

3、本发明针对道床沉降稳定后道岔区轨道结构的不同情况，分别采用注浆修复技术、机械抬升+注浆修复技术、凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术，对道岔区整体道床沉降进行系统综合整治，解决了传统整治措施中的整治技术单一、缺乏针对性、安装空间有限或施工时间不充足等问题。

4、本发明将道床沉降期间的临时措施、加固措施与沉降稳定后的一系列整治措施有机结合起来，系统的对地铁道岔区整体道床沉降病害进行了整治，彻底解决了道岔区整体道床不同沉降时期的病害问题。

5、本发明针对不同沉降时期的整治方法具有操作难度小、施工工艺简单、施工快捷、实用可靠、成本经济、工序可控性强、实施效率高、安全性能高、不影响地铁运营、适应性强等优点，能满足既有线施工空闲狭小、作业时间短的要求，适用于不同沉降阶段对线路的加固和整治，为在天窗时间内解决无砟轨道沉降病害提供了快速便捷、实用经济的方法，保证了线路的正常运营。

6、本发明无需使用大型施工设备、各整治方法施工工艺简单、现场作业人员少，能实现对无砟轨道结构高程的精确抬升和轨道平顺性的快速修复，减缓了列车通过前后对于道床的破环和底板的冲击作用，达到了有效控制病害发展速度、快速高效整治道床沉降的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的地铁道岔区整体道床沉降整治方法流程图；

图2为本发明实施例提供的整体整治思路图；

图3为本发明实施例提供的弯折铁垫板实例简化图；

图4为本发明实施例提供的弯折铁垫板实例三维图；

图5为本发明实施例提供的弯折铁垫板实例三维爆炸视图；

图6为本发明实施例提供的轨距拉杆钢架简化图；

图7为本发明实施例提供的轨距拉杆钢架实例三维图；

图8为本发明实施例提供的轨距拉杆钢架三维示意图；

图9为本发明实施例提供的钢制托梁简化图；

图10为本发明实施例提供的钢制托梁三维示意图；

图11为本发明实施例提供的注浆修复工艺流程图；

图12为本发明实施例提供的注浆孔横断面示意图；

图13为本发明实施例提供的注浆抬升注浆孔和注浆填充注浆孔梅花形布置示意图；

图14为本发明实施例提供的机械抬升+注浆修复工艺流程图；

图15为本发明实施例提供的机械抬升+注浆修复工艺三维示意图；

图16为本发明实施例提供的凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术示意图；

图17为本发明实施例提供的凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术流程图；

图中：1、钢轨，2、弯折铁垫板，3、绝缘缓冲垫板，4、道床，5、抬升注浆孔，6、填充注浆孔，7、标准铁垫板，8、岔枕，9、钢制托梁，10、扣件，11、混凝土平台，12、轨距拉杆，13、工字钢梁，14、轨距拉杆钢架，15、第二扣件锚固螺栓，16、第一扣件锚固螺栓，17、吊杆，18、螺母，19、千斤顶，20、分配梁，21、锚固螺栓。

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，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图2所示，作为本发明的第一实施例，提供一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，包括：

步骤1，建立道岔区整体道床沉降监控平台，通过道床沉降监控平台实时监测沉降区域和其相邻一定长度范围内的道床4沉降情况；

步骤2，设置沉降阈值，当道床4沉降量超过某个值时，实现自动实时监测预警，并在道床4沉降尚未稳定时进行道床4沉降的临时调整和临时加固；

步骤3，通过临时调整和临时加固后，待道床4沉降稳定，采用永久整治修复技术，对沉降稳定后道岔整体道床4进行综合整治。

其中，步骤1中，所述道岔区整体道床4沉降监控平台包括道床4沉降监测、预警、预测系统。

通过现场勘查道岔区整体道床4沉降区域，在沉降区域和其相邻一定长度范围内的道床4上沿纵向分布设置沉降观测点，采用测量设备如视频监控系统、电子水准仪等实时监测轨道纵、横向和竖向位移变化，重点关注道床4的整体沉降量和相关沉降量，建立道床4沉降监测系统。

针对轨道结构的沉降观测，提出不均匀沉降和整体沉降的预警值，建立道床4沉降预警系统。通过设置沉降阈值，当道床4沉降量超过某个值时，实现自动实时监测预警，保证线路的安全运营。具体预警值应根据工点实际情况进行仿真计算并结合既有经验确定，例如某工点采用不均匀沉降指标15mm/20m、整体沉降最大30mm控制，一旦超过预警值，及时对运营单位报警，相应采取线路进一步限速，严重情况采取线路停运的措施。

加密对病害点上道推小车检查轨面几何形位的频次以及加强对土建结构的持续性沉降观测及分析，特别是在土建结构持续沉降期间，加强监测数据分析，掌握沉降变化曲线，预测沉降走势，发现异常状况及时处理，建立道床沉降的预测系统。根据监测情况对运营列车采取限速通过措施(参考速度为25～35km/h)，若沉降在达到限值前收敛稳定，则不对土建进行整治，若沉降持续发展并达到规定限值，则对土建进行整治。

所述道岔区整体道床4沉降监测、预警、预测系统不仅可用于道床4沉降整治阶段，还可用于后续的道岔区线路安全运营阶段，保证线路道岔区的安全服役。

作为本发明的第二实施例，步骤2中，道床4沉降尚未稳定期间的临时调整措施具体为：

所述道床4沉降期间的临时调整措施为通过特制的弯折铁垫板2调高扣件10，对沉降期间道岔几何形位进行临时调整。

所述弯折铁垫板2为特制弯折加厚的铁垫板，材质与原道岔扣件10标准铁垫板7相同，焊接在原道岔扣件10标准铁垫板7上，承轨台(即岔枕8)部分预留同样的锚固螺栓孔，便于既有扣件10锚固件拧入固定。

所述弯折铁垫板2在承轨台两侧的弯折垫板上预留一定数量的螺栓孔，可以整体增加扣件10位置锚固螺栓数量，分摊扣件10调高带来的额外受力，同时稳定原有扣件10，避免了扣件10调高后螺栓相应加长导致的锚固螺栓受力不利出现剪断破坏以及扣件10调的过高引起轨距动态扩大、弹条断裂等问题。如图3～图5所示，本实例承轨台两侧的弯折铁垫板2上各侧板上均预留有四个第一螺孔，并通过多个与所述第一螺孔匹配的第一扣件锚固螺栓16固定于岔枕8上，所述凸起部和标准铁垫板7上的相对位置均开设有多个第二螺孔，并通过多个与所述第二螺孔匹配的第二扣件锚固螺栓15固定于岔枕8上。

所述弯折铁垫板2上的螺栓采用合金钢材质，提高螺栓强度，避免扣件锚固螺栓易破坏失效的问题。

所述弯折铁垫板2下可根据需要填塞绝缘缓冲垫板3，为标准铁垫板7与混凝土道床4之间提供缓冲，同时增加钢轨1与道床4之间的绝缘性，避免杂散电流泄漏。

另外，在道床4持续沉降期间，除了对轨道结构采取上述的临时调整措施外，还对轨道结构采取相应的临时加强措施，避免轨道几何形位超限。

所述临时加固措施包括通过轨距拉杆钢架14临时加固道岔轨道结构。在道岔区加密布置轨距拉杆12，并将一定数量的轨距拉杆12组装成刚架，以保证岔区钢轨件的整体性，强化轨距保持能力，如图6～图8所示。

所述轨距拉杆钢架14由一定数量轨距拉杆12和工字钢梁13组成，本实例轨距拉杆12数量为多根，间距650mm，轨距拉杆12长度沿线路横向布置。轨距拉杆12两端与工字钢梁13焊接相连，工字钢梁13长度沿线路纵向布置。

所述工字钢梁13可螺栓锚固至道床4表面，加强轨距拉杆钢架14对道床4和钢轨1的整体约束。

所述临时加固措施还包括通过钢制托梁9临时加固，加强道床4抵抗沉降变形的能力，提高道床4整体刚度和整体性，如图9～图10所示。

所述钢制托梁9为工字钢结构，位于线路钢轨1外侧，通过锚固件如锚固螺栓21固定在多根岔枕8上，或固定在沉降缝两侧的道床4上，对道床4进行整体性加固，本实例钢制托梁9的工字钢尺寸为宽300mm，翼缘厚20mm，高300mm，腹板厚20mm。

所述钢制托梁9长度可根据现场沉降区域确定，本实例钢制托梁9长3m。

在采用上述临时调整、加强措施的同时，在土建结构持续沉降期间，加密对整治部分的巡检次数，加强检查，并根据轨道小车测量数据，及时调整扣件10的调高量，选用不同厚度的弯折铁垫板2。

作为本发明的第三实施例，待土建沉降变形收敛稳定后，对沉降区域内的整体道床4采取永久整治措施，所述道床4沉降稳定后的永久整治方法包括注浆修复技术、机械抬升+注浆修复技术、凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术(三种并列的永久修复技术)。通过临时调整、加固措施和永久整治方法相结合，综合整治道岔区道床4沉降病害，下面对道床4沉降稳定后的永久整治措施进行具体说明。

1)道床4沉降稳定后的永久整治措施：注浆修复技术

采用水钻法取样检查道岔区道床4与土建结构之间是否存在脱空情况，如有，则采用注浆修复技术永久整治道床4沉降。

所述注浆修复技术包括注浆材料、设备工装以及相关施工工艺和步骤。所述修复技术具体是通过高压注浆设备及注浆管，在一定注浆压力、温度和流量等注浆设备工艺参数条件下，将具有良好充盈性、快速凝结及膨胀特点的高聚物注浆材料以一定的注浆顺序通过预先安装在注浆孔中的注浆管注入到道床4与结构底板之间的脱空位置，利用注浆压力以及注入浆体的膨胀力，对上部轨道结构进行抬升。注浆过程中，采用电子水准仪等精密测量装置实时监测轨道结构纵、横向和竖向位移变化，实现对沉降无砟轨道结构抬升和平衡支撑过程中的精度控制，确保轨道的几何形位满足要求。如图11～图13所示。

所述注浆材料应具备优良的亲水性、渗透性、膨胀性，在水环境下对粘土颗粒具有良好的浸润性和固化粘结的特性，固化后具有良好的粘结力，满足地铁列车长时间的运行振动要求，具有高的抗拉、抗剪强度，同时具有灌浆过程中不易被水稀释产生离散以及无毒无污染、耐老化和速凝的特性，如有机类EAA(乙烯丙烯酸共聚物)、聚氨酯、环氧树脂等，无机类水玻璃-水泥体系、硫铝酸盐体系等。

所述注浆孔的行数和行距是根据轨道结构尺寸和注浆材料扩展半径来确定的，注浆孔采用水磨钻打孔呈梅花形布置，注浆孔一般分为抬升注浆孔5和填充注浆孔6两类，抬升注浆孔5位于线路中间位置，填充注浆孔6分布在线路两侧和线路中间位置。中间注浆孔为竖直向下设置，线路两侧的注浆孔向线路中间倾斜设置。

所述注浆修复技术，在对道床板进行注浆加固前，先对道床4纵横向裂缝、水沟与道床4接壤裂缝、道床4伸缩缝渗水位置、水沟内破损位置进行封闭注浆处理，避免在注浆过程中出现串浆、冒浆的情况，同时确保道床4底部浆液的最大充填，达到最佳加固效果。

所述的注浆修复技术，注浆顺序为首先进行抬升注浆孔5注浆，然后依次进行线路两侧和中间填充注浆孔6注浆；抬升注浆孔5注浆时，首先从线路最低点的抬升注浆孔5开始注浆，然后再对两侧的抬升注浆孔5进行注浆，然后再按梅花桩顺序对线路左右两侧填充注浆孔6进行注浆，最后对线路中间的填充注浆孔6进行隔孔注浆。

所述的注浆抬升快速修复技术由现场勘测、布置监测网、制定抬升方案，提前封堵轨道裂缝、渗水位置，钻孔、设备安装及调试，注浆及精调轨道结构等施工步骤组成，具体包括以下几个方面：

A、勘察现场道床4沉降情况，安装高程测量设备，如电子水准仪等对沉降区域的无砟轨道结构高程进行测量，根据测量结果和工程需要，制定出具体抬升方案，并建立抬升点监测网。

B.对道床4纵横向裂缝、水沟与道床4接壤裂缝、道床4伸缩缝渗水位置、水沟内破损位置进行封闭注浆处理；

C.根据既定的抬升方案标示出注浆孔位置，然后实施钻孔，钻孔时及时清理现场的灰尘，并采用封堵件对注浆孔进行封堵；

D.清除注浆孔上部的封堵件，按照设定好的注浆抬升工艺参数及注浆工艺，将注浆材料从注浆管中注入到无砟轨道下部结构中，对轨道结构实施抬升，抬升过程中通过已安装的高程监测设备对轨道结构的高程进行实时监测。

E.注浆抬升过程中，严格控制注浆压力，避免注浆后道床4出现反拱。注浆顺序为首先进行中间抬升注浆孔5注浆，然后依次进行两侧填充注浆孔6和中间填充注浆孔6注浆。抬升注浆孔5注浆首先从轨道结构高程最低点开始依次注浆；当轨道结构被抬升至本次注浆抬升设定的高度后，立即停止注浆；抬升注浆孔5注浆结束后，再进行线路中间和两侧的填充注浆孔6注浆，以确保注浆材料在轨道结构下部的均匀、密实填充。

F.若单次抬升高度未达到设定的抬升高度时，可重复步骤D、E的工序，通过多次抬升，最终抬升道床4至合适位置，待注浆稳定后，扣件10精调道岔钢轨1，此时应拆除沉降期间的采取的特制工装设备，如扣件10上的弯折铁垫2、钢轨1上的轨距拉杆钢架14以及道床4或岔枕8上的钢制托梁9；拆除注浆管，对注浆孔进行封堵，复测道岔几何形位，恢复线路通车。

2)道床4沉降稳定后的永久整治措施：机械抬升+注浆修复技术

若通过水钻取样发现道岔区道床4与结构底板之间不存在脱空现象，直接采用注浆修复技术则存在一定问题。由于地铁整体道床4混凝土浇筑时一般满铺至隧道边墙，道床4与结构底板之间通过凿毛加强连接，新旧混凝土结合面处无缝隙，若取样发现不存在脱空现象，直接采用注浆修复技术时浆液难以注入，如图14～图16所示，此时可采用先支撑后注浆加固的施工方法，即本发明的机械抬升+注浆修复相结合的方法进行修复。

所述机械抬升+注浆修复相结合的修复技术包括相关设备工装以及相关施工工艺和步骤。所述机械抬升+注浆修复相结合的修复技术，其特征在于：所述的机械抬升+注浆修复相结合的修复技术由拆除扣件10和钢轨1、安装分配梁20、调试千斤顶19、机械抬升并注浆、精调轨道，安装扣件10和钢轨1，线路检测与恢复等施工步骤组成，具体包括以下几个方面：

A.首先调查道床4病害区域的概况，确定道床4病害段长度；

B.拆除病害长度范围内的扣件10和钢轨1；

C.在岔区道床4上植筋安装锚固件，在病害段道床4底板两侧连续安装一定数量千斤顶19，并调试；

D.将分配梁20横跨轨道放置在千斤顶19上；

E.将吊杆17通过螺母18与分配梁20连接固定，再利用千斤顶19顶升分配梁20，来实现轨道的抬升；

F.在顶升高度达到要求后，在抬升后道床4与结构底板之间形成的空隙内灌注注浆材料；注浆修复技术步骤和施工工艺同上；

G.精调道床板；

H.当注浆材料强度达到设计要求后，落板并拆除顶升和灌浆设备；

I.安装扣件10和钢轨1；

J.检测线路平顺状态，满足要求后恢复正常通车。

3)道床4沉降稳定后的永久整治措施：凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术

若现场顶升设备数量、安装空间有限或施工时间不充足时，采用机械抬升+注浆修复技术存在一定困难，可采用凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术，如图17所示。

所述凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术包括设备工装以及相关施工工艺和步骤。所述的凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术由现场勘测确定带待凿除岔枕8、拆除待凿岔枕8上方扣件10、凿除岔枕8混凝土、清理道床板、绑扎钢筋笼、安装原岔枕8的扣件10及塑料套管、立模浇筑混凝土、拆模和取出扣件10、安装原岔枕8扣件10、复测恢复等施工步骤组成，具体包括以下几个方面：

A.根据现场勘察和沉降监测结果，采取“隔三凿一”的方式确定待凿除岔枕8，并在现场做好标记；

B.拆除已标记的岔枕8上方的扣件10；

C.将已标记的岔枕8及四周一定范围的混凝土凿除，凿出的坑的宽度和长度与原轨枕底部相同，深度至轨枕底面，保留坑四周原岔枕8伸入道床4的连接钢筋；

D.将凿除岔枕8后的基坑以及道床板表面清理干净；

E.在凿除的轨枕两侧道床4面上采用方木进行临时支撑；

F.将坑内新布设的钢筋与原伸入道床4的位于坑四周的连接钢筋通过焊接锚固的方式相连，坑底部通过钻孔植入钢筋，绑扎钢筋形成钢筋笼，四周涂刷界面剂，加强新老混凝土的黏结作用；

G.将凿除岔枕8位置的原岔枕8扣件10及塑料套管安装好，对轨道结合形位进行调整，并在扣件10周围安装模板；

H.浇筑混凝土；

I.当混凝土固化达到一定强度后，拆除模板和扣件10，使钢轨1悬空，防止新浇筑的混凝土平台11过早受力导致破坏；

J.进一步养护混凝土，当新浇筑的混凝土满足承载要求后，重新安装扣件10，撤除方木，并对线路几何形位进行复测，线路恢复正常运营。

所述凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术施工中，凿除既有道床混凝土时会产生粉尘，应专门配置花洒，在凿除的同时进行洒水作业，减小粉尘；同时开启车站风机，消除粉尘。

所述凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术施工中，现浇的混凝土承轨台可考虑采用带连接装置的合成轨枕，合成轨枕拥有强度上升快，易打孔安装扣件10、方便开槽调低、垫板调高等优点。

本发明提供一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法及工装，对不同沉降时期的道岔整体道床4进行整治和修复。针对沉降期间的道床4，通过特制的弯折铁垫板2调高扣件10，对沉降期间道岔的几何形位进行临时调整，使道岔几何形位满足安全行车要求；通过轨距拉杆钢架14和钢制托梁9临时加固措施，强化轨距保持能力和道床4的整体性；针对沉降稳定后道床4的不同情况，分注浆修复技术、机械抬升+注浆修复技术、凿除岔枕重新浇筑混凝土平台的永久整治修复技术，对沉降稳定后道岔整体道床4进行综合整治。

通过采用特制弯折铁垫板2调高扣件10的临时调整措施，保证了道床4沉降尚未稳定期间线路的几何形位满足安全行车要求。采用本发明弯折铁垫板2的调整方法和工装，能增加扣件10位置锚固螺栓数量，分摊了扣件10调高带来的额外受力，同时稳定原有扣件系统，避免了扣件10调高后螺栓相应加长导致的锚固螺栓受力不利，出现剪断破坏以及扣件10调的过高引起轨距动态扩大、弹条断裂等问题。

在采用临时调整措施的基础上，同时采用加设轨距拉杆钢架14和钢制托梁9的临时加固措施，对线路的轨距保持能力和整体稳定性进行加强，避免了道床4沉降期间对道床4几何形位的恶化威胁行车安全，增强了既有道岔轨道结构抵抗道床4沉降变形的能力。解决了既有整治措施中缺少针对不同情况的临时加固过渡处理措施以及整治方法单一的缺点。

在道床4沉降期间通过采用高精度监测设备如视频监测系统、电子水准仪等对道岔沉降区轨道结构的整体沉降和不均匀沉降进行监测并加强对监测数据的分析，掌握沉降变化曲线，预测沉降走势，设置预警阈值进行预警，建立道床4沉降的监测、预警、预测系统，构成道床4沉降监控平台，确保线路行车过程中轨道的几何形位满足安全要求；同时还保证了后续永久整治措施中无砟轨道结构抬升和平衡支撑过程中的精度控制。解决了既有整治措施中，整治时机没法掌握、整治精度没法控制的问题。

针对道床4沉降稳定后道岔区轨道结构的不同情况，分别采用注浆修复技术、机械抬升+注浆修复技术、凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术，对道岔区整体道床4沉降进行系统综合整治，解决了传统整治方法中的整治技术单一、缺乏针对性、安装空间有限或施工时间不充足等问题。

本发明将道床4沉降期间的临时措施、加固措施与沉降稳定后的一系列整治措施有机结合起来，系统的对地铁道岔区整体道床4沉降病害进行了整治，彻底解决了道岔区整体道床4不同沉降时期的病害问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，所述方法包括

步骤1，实时监测沉降区域和其相邻一定长度范围内的道床沉降情况；

步骤2，设置沉降阈值，当道床沉降量超过某个值时，实现自动实时监测预警，并在道床沉降尚未稳定时进行道床沉降的临时调整和临时加固；

步骤3，通过临时调整和临时加固后，待道床沉降稳定，采用永久整治修复技术，对沉降稳定后道岔整体道床进行综合整治。

2.根据权利要求1所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，步骤2中，进行道床沉降的临时调整具体为：在地铁道岔的扣件中增加弯折加厚铁板，所述弯折加厚铁板安装于沉降异常段地铁道岔扣件中原有的标准铁垫板上，通过弯折加厚铁板调高扣件高度，并增加扣件锚固螺栓数量，通过多个扣件锚固螺栓将弯折加厚铁板固定于岔枕上，以分摊扣件调高带来的额外受力。

3.根据权利要求2所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，所述弯折加厚铁板包括凸起部和位于凸起部两侧与所述凸起部一体成形的侧板，沉降异常段的钢轨支撑于所述凸起部上，所述扣件中原有的标准铁垫板位于凸起部下方，所述侧板和标准铁垫板上的相对位置均开设有多个第一螺孔，并通过多个与所述第一螺孔匹配的第一扣件锚固螺栓固定于岔枕上，所述凸起部和标准铁垫板上的相对位置均开设有多个第二螺孔，并通过多个与所述第二螺孔匹配的第二扣件锚固螺栓固定于岔枕上。

4.根据权利要求2所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，步骤2中，进行道床沉降的临时加固具体为：使用轨距拉杆钢架固定钢轨，所述轨距拉杆钢架设置有两个钢轨安装位，沉降异常段地铁道岔的两根钢轨分别安装于轨距拉杆钢架的两个钢轨安装位上，使轨距保持不变。

5.根据权利要求4所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，所述轨距拉杆钢架包括工字钢梁和轨距拉杆，所述工字钢梁为两根，分别沿沉降异常段的钢轨长度方向设置于钢轨两侧，所述轨距拉杆的两端分别连接于两根工字钢梁上，所述轨距拉杆为多根，多根轨距拉杆沿沉降异常段的钢轨长度方向间隔排列，所述轨距拉杆上固定安装有两个凹形槽，作为钢轨安装位，两根钢轨分别嵌入轨距拉杆的两个凹形槽中，通过两凹形槽分别固定两根钢轨，使两根钢轨的轨距保持不变。

6.根据权利要求5所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，步骤2中，进行道床沉降的临时加固具体为：设置钢制托梁，所述钢制托梁位于沉降异常段线路钢轨外侧且沿沉降异常段线路钢轨长度方向设置，所述钢制托梁与沉降异常段的多根岔枕均固定连接。

7.根据权利要求1所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，步骤3中，所述永久整治修复技术为注浆修复技术、机械抬升+注浆修复相结合的修复技术或凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术。

8.根据权利要求1所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，步骤3具体为：采用水钻法取样检查道岔区道床与土建结构之间是否存在脱空情况，如有，则采用注浆修复技术永久整治道床沉降，该修复技术具体包括以下步骤：

步骤311，勘察现场道床沉降情况，安装高程测量设备，对沉降区域的无砟轨道结构高程进行测量，根据测量结果和工程需要，制定出具体抬升方案，并建立抬升点监测网；

步骤312，对道床纵横向裂缝、水沟与道床接壤裂缝、道床伸缩缝渗水位置、水沟内破损位置进行封闭注浆处理；

步骤313，根据既定的抬升方案标示出注浆孔位置，然后实施钻孔，钻孔时及时清理现场的灰尘，并采用封堵件对注浆孔进行封堵；

步骤314，清除注浆孔上部的封堵件，按照设定好的注浆抬升工艺参数及注浆工艺，将注浆材料从注浆管中注入到无砟轨道下部结构中，对轨道结构实施抬升，抬升过程中通过已安装的高程监测设备对轨道结构的高程进行实时监测；

步骤315，注浆抬升过程中，严格控制注浆压力，避免注浆后道床出现反拱；注浆顺序为首先进行中间抬升孔注浆，然后依次进行两侧填充孔和中间填充孔注浆；抬升孔注浆首先从轨道结构高程最低点开始依次注浆；当轨道结构被抬升至本次注浆抬升设定的高度后，立即停止注浆；抬升孔注浆结束后，再进行线路中间和两侧的填充孔注浆，以确保注浆材料在轨道结构下部的均匀、密实填充；

步骤316，若单次抬升高度未达到设定的抬升高度时，重复步骤D、E的工序，通过多次抬升，最终抬升道床至合适位置。

9.根据权利要求1所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，采用水钻法取样检查道岔区道床与土建结构之间是否存在脱空情况，若不存在脱空现象，采用机械抬升+注浆修复相结合的修复技术永久整治道床沉降，该修复技术具体包括以下步骤：

步骤321，调查道床沉降异常区域的概况，确定道床沉降异常段长度；

步骤322.拆除沉降异常长度范围内的扣件和钢轨；

步骤323，在岔区道床上植筋安装锚固件，在沉降异常段道床底板两侧连续安装一定数量千斤顶，并调试千斤顶；

步骤324，将分配梁横跨轨道放置在调试好的千斤顶上；

步骤325，将吊杆与分配梁连接固定，再利用千斤顶顶升分配梁，来实现轨道的抬升；

步骤326，在顶升高度达到要求后，在抬升后道床与结构底板之间形成的空隙内灌注注浆材料，通过注浆修复技术永久整治道床沉降。

10.根据权利要求1所述的地铁道岔区整体道床沉降整治方法，其特征在于，所述方法包括，采用水钻法取样检查道岔区道床与土建结构之间是否存在脱空情况，若不存在脱空现象，且现场顶升设备数量、安装空间有限或施工时间不充足时，采用凿除岔枕重新浇筑混凝土平台修复技术永久整治道床沉降，该修复技术具体包括以下步骤：

步骤331，对沉降区域的无砟轨道结构高程进行测量，根据沉降监测结果，确定待凿除岔枕，并在现场做好标记；

步骤332，拆除已标记的岔枕上方的扣件；

步骤333，将已标记的岔枕及四周一定范围的混凝土凿除，凿出的坑的宽度和长度与原岔枕底部相同，深度至岔枕底面，保留坑四周原岔枕伸入道床的连接钢筋；

步骤334，将凿除岔枕后的基坑以及道床板表面清理干净；

步骤335，在凿除的岔枕两侧道床面上采用方木进行临时支撑；

步骤336，将坑内新布设的钢筋与原伸入道床的位于坑四周的连接钢筋通过焊接锚固的方式相连，坑底部通过钻孔植入钢筋，绑扎钢筋形成钢筋笼，四周涂刷界面剂，加强新老混凝土的黏结作用；

步骤337，将凿除岔枕位置的原岔枕的扣件及塑料套管重新安装好，对轨道结合形位进行调整，并在扣件周围安装模板，并浇筑混凝土；

步骤338，当混凝土固化达到一定强度后，拆除模板和扣件，使钢轨悬空，防止新浇筑的混凝土平台过早受力导致破坏；

步骤339，再次浇筑混凝土，当新浇筑的混凝土满足承载要求后，重新安装扣件，撤除方木，并对线路几何形位进行复测，线路恢复正常运营。

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