運營期間影響地鐵轉(zhuǎn)轍機(jī)的道床病害整治淺談

李曉光

摘 要：運營期間的地鐵隧道整體道床沉降、翻漿冒砂、水溝開裂等病害嚴(yán)重影響線路的服役水平，當(dāng)轉(zhuǎn)轍機(jī)周邊道床出現(xiàn)類似病害時，若整治的方法不當(dāng)，可能給列車運營安全帶來嚴(yán)重影響。本文以某個影響地鐵轉(zhuǎn)轍機(jī)的道床病害為例，分析病害整治需要注意的要點，并提出整治方法和病害整治過程中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：運營期間 地鐵隧道 轉(zhuǎn)轍機(jī) 道床病害 整治

1、工程概況

某地鐵隧道轉(zhuǎn)轍機(jī)周邊位置在運營期間出現(xiàn)道床翻漿冒砂、水溝開裂現(xiàn)象。病害出現(xiàn)前，經(jīng)過持續(xù)觀察，該點測量單次變化值為-1.62mm，累計值為-1.89mm，但在病害出現(xiàn)后的加密監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，不到一周內(nèi)該點測量單次變化值為-2.2mm，累計值為-4.1mm。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明該處道床在短期內(nèi)明顯下沉，呈現(xiàn)加劇惡化趨勢。

2、病害原因分析

通過將現(xiàn)場水溝砼破除，結(jié)合抽芯取樣的過程和結(jié)果判斷，該病害處道床及兩側(cè)水溝回填層內(nèi)存在分層剝離，回填層位置存在回填料分離聯(lián)通的情況，水溝破損并伴有冒砂、積水情況，部分位置有中粗砂，整體分析判斷回填層內(nèi)部質(zhì)量偏差，局部有砂，各部位具體情況不一。

3、病害整治注意要點

該處道床病害位于轉(zhuǎn)轍機(jī)周邊，若翻漿冒砂受列車震動濺射到轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)身，或整治過程中的施工用水、用料濺入轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備內(nèi)部，影響設(shè)備靈敏度，將給列車運營安全帶來重大影響，故需通過多方面手段保證整治的有效性和安全性。

4、病害整治方法

4.1列車限速

為確保行車安全，運營對該病害處前后50米，共100米線路限速50km/h，確保不影響線路正常運營，也避免列車震動引起的濺射效果污染轉(zhuǎn)轍機(jī)部位。

4.2主要施工方法

4.2.1水溝與結(jié)構(gòu)、道床施工縫封閉處理

1）沿水溝與道床間隙位鉆孔，孔徑φ1.0cm，孔深15cm，孔距35～40cm。

2）沿間隙位開槽，槽寬×槽深為2～3×2～3cm。

3）清孔、清槽，無水部位采用XT—環(huán)保型環(huán)氧+水泥調(diào)成膠泥對孔、槽面進(jìn)行封閉埋管，有水部位采用早強水泥封閉，要求壓貼緊密。

4）進(jìn)行化學(xué)注漿，如不起壓時應(yīng)用水泥注漿進(jìn)行充填注漿，填充注漿壓力要求不超過0.2MPa，補強壓力后采用化學(xué)注漿，注漿壓力不超過0.5Mpa（圖1）。

4.2.2破損水溝的重置

隧道兩側(cè)排水溝受地下水和地鐵車輛運行振動的影響，水溝砼溶蝕后受列車振動擠壓后出現(xiàn)破碎，水溝內(nèi)流水流入該部位道床底部。水溝表面砼呈破損板塊，水溝內(nèi)砼呈破損顆粒，可用手掏出，破碎的砼顆粒無膠結(jié)料，回填層剝離形成的積砂可通過此處冒出。該部的處理方工藝如下：

（1）破除水溝破損部位。

（2）對破除部位的基面進(jìn)行清理。

（3）布置潛水泵，做好水溝積水排出，抽水量視道床及水溝下部水位而定，避免過度抽水導(dǎo)致道床板空懸。

（4）抽水后使用高性能修補砂漿進(jìn)行重置，要求表面平整，避免修復(fù)的水溝砼浸泡在積水中流失膠結(jié)材料，抽水砼封堵作業(yè)應(yīng)在對應(yīng)部位道床注漿加固前進(jìn)行，不可過早。

（5）按照原水溝設(shè)計恢復(fù)水溝面，要注意水溝面的找坡，確保排水暢通。

4.2.3結(jié)構(gòu)鉆孔

在道床面鉆孔：

1）對整治范圍內(nèi)的軌枕按行車方向進(jìn)行編號，轉(zhuǎn)轍機(jī)一動與二動間編號1～13，其余軌枕編號①～⑧；

2）“Z”字形布孔，孔徑32mm，鉆孔深入回填層，其中明挖段鉆孔深35cm、吊出井范圍鉆孔深125cm；轉(zhuǎn)轍機(jī)一動與二動間孔距1.8～2m，其余位置按孔距1～1.5m布置。

3）鉆孔過程中，做好防護(hù)，避免施工用水、泥漿濺射到轉(zhuǎn)轍機(jī)。水泥注漿后再使用環(huán)氧膠泥封閉，以確保水泥漿的可達(dá)性、回填層加固的全面性。

4.2.4回填層注漿加固處理

本項目作業(yè)區(qū)間隧道整體道床及水溝的回填層加固是本次施工的重點，加固處理方法及要求如下：

1）按“4.2.3結(jié)構(gòu)鉆孔”完成鉆孔，并在水溝內(nèi)每5m設(shè)一個抽水孔，孔徑60mm，孔深90cm。

2）根據(jù)病害位置特性，由明挖段、盾構(gòu)段向吊出井依次進(jìn)行水泥注漿，回填注漿壓力不超過0.2MPa，達(dá)到注漿壓力后恒壓5分鐘，水灰比d=1：1；0.8：1；0.6：1。水泥漿固結(jié)時間控制在1小時左右。若水泥漿無法注入在注漿段改注XT—環(huán)保型環(huán)氧漿，同時做好注漿監(jiān)測。

3）水泥注漿完畢，重新埋鋁管注漿，埋管深度10cm，注水泥+XT—環(huán)保型環(huán)氧漿，回填注漿壓力不超過0.2MPa，用于填補第一次水泥漿收縮，補強化學(xué)注漿壓力不超過0.5MPa，用于填補水泥漿縫隙，達(dá)到注漿壓力后恒壓5分鐘。

4）注漿時如發(fā)現(xiàn)壓力未能達(dá)到要求或進(jìn)漿量突變增大應(yīng)停止化學(xué)注漿，重新進(jìn)行水泥注漿，如出現(xiàn)串漿、冒漿，應(yīng)對串、冒部位進(jìn)行處理后重復(fù)注漿。

5）化學(xué)注漿膠凝時間應(yīng)控制在1小時，以確保二次以上重復(fù)注漿。

6）化學(xué)注漿達(dá)到壓力標(biāo)準(zhǔn)時，閉漿待凝，質(zhì)量控制措施是必須對所有注漿孔進(jìn)行二次或多次重復(fù)注漿，使?jié){液最大限度進(jìn)行充填固結(jié)。

7）注漿待凝7天后進(jìn)行拆管和表面修復(fù)。（圖2）

4.2.5道床及水溝裂縫的補強處理

1）沿縫鉆騎縫孔，孔距30cm，孔徑φ10mm，孔深8～10 cm。

2）清洗孔壁和基面，用早強水泥埋管，要求壓貼緊密，確保注漿時不出冒漿，做到基面干凈。

3）依孔序注XT—環(huán)保型環(huán)氧漿，壓力0.5MPa，要求兩次以上重復(fù)注漿，至孔口飽滿為止。

4.2.6道床錨桿加固

為保證道床的整體錨固效果，避免因隧道夜間作業(yè)時間短造成錨桿施工中斷，第二日行車時引起翻漿等不良情況，本項目采用后錨的施工順序。

1）鉆孔放樣定位

按照圖紙進(jìn)行放樣，放好的孔位用紅色油漆進(jìn)行標(biāo)記。

2）鉆孔和錨桿制作

鉆孔布置、孔距以不損害道床整體性為原則布置，鉆孔孔徑均為Φ40，根據(jù)現(xiàn)場布置情況對錨桿進(jìn)行編號錨1，錨2……錨n。鉆孔定位若與原注漿孔臨近或重疊，應(yīng)考慮擴(kuò)大原注漿孔作為錨桿孔。

錨桿制作：根據(jù)現(xiàn)場實際鉆孔深度，用鋼卷尺量測錨桿長度，錨桿長度應(yīng)比實際孔深長5cm，然后用角磨機(jī)進(jìn)行切割。錨固深度為進(jìn)入回填層65cm。

（3）插桿

將安裝有錨頭的桿體直接刺進(jìn)成孔底部。

（4）預(yù)緊桿件、安裝止?jié){塞、墊板、螺母

用力預(yù)緊桿體，確保錨頭頂端與孔底部緊貼并左旋錨桿體直至旋緊后，再安裝止?jié){塞、墊板、螺母。

（5）張拉

聯(lián)接常規(guī)張拉器械（例如扭力扳手），實施預(yù)應(yīng)力張拉。

（6）注漿

采用注漿機(jī)注漿（水泥：細(xì)沙=1：1），注漿壓力為1.0Mpa～1.5Mpa，一般按單管達(dá)到設(shè)計圖標(biāo)示注漿量作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿壓力達(dá)到終壓不少于20min，進(jìn)漿量仍達(dá)不到注漿終量時，亦可結(jié)束注漿。注漿結(jié)束后，將管口封堵，以防漿液倒流管外。錨桿墊板與孔口混凝土密貼，并隨時檢查錨桿頭的變形情況，緊固墊板螺帽。

注漿的目的是使?jié){液包裹預(yù)應(yīng)力錨桿體，有效地防止桿體銹蝕致使錨桿失效。

5、結(jié)論

通過本文介紹的對轉(zhuǎn)轍機(jī)周邊范圍翻漿冒砂、水溝破裂段進(jìn)行整治，達(dá)到了預(yù)期控制效果，加密監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示病害道床段無異常發(fā)展，測點中最大沉降值為0.72mm，累計最大沉降值為-3.66mm，對應(yīng)點本次上浮0.44m。

類似本工程的施工需要運營部門的相互協(xié)調(diào)，配合工作，建立運營、施工、監(jiān)測相互協(xié)調(diào)的運作機(jī)制，并把控細(xì)節(jié)，有效保護(hù)轉(zhuǎn)轍機(jī)安全實施整治，是解決類似情況的有效方法。

參考文獻(xiàn)

[1]邢良平.淺談地鐵隧道中整體道床病害整治方法[C].鐵道工務(wù)論文集，2004.

[2]孫師林.地鐵運營期間隧道道床冒漿病害分析及整治淺談[J].科技資訊，2009.

[3]吳玉哲.運營條件下隧道整體道床病害整治[C].高速重載與普通鐵路橋隧運營管理與檢測修理技術(shù)論文集（下冊），2010.

[4]GB50299-1999.地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（2003版）[S].

[5]GB50157-2003.地下鐵道設(shè)計規(guī)范[S].