智能化解決既有鐵路頂進涵路基過渡段不均勻沉降問題

蔣亞峰

摘要：一般情況下，鉆孔注漿樁大都應用在地基加固以及防滲處理中，對既有鐵路頂進涵路基過渡段不均勻沉降整治相對較少，因此可選用路基邊坡斜打注孔注漿加固以及改良土體為主要路基整治方案，且該方案的最終實施效果較好。既有鐵路在頂進涵路基過渡段可能出現的不均勻沉降現象會對國民生命財產安全造成不小的損失，因此將智能化技術應用其中，可有效提高既有鐵路頂進涵路基過渡段不均勻沉降問題的預防與解決效果。對此，文中對既有鐵路頂進涵路基過渡段不均勻沉降及解決措施做了簡單探究分析，希望為后續工作人員提供一些參考意見。

關鍵詞：既有鐵路；過渡段；不均勻沉降

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：2095—6487（2018）02—0105—02

0引言

隨著我國國民經濟的不斷發展，交通流量也在呈逐年上升趨勢。鐵路路基填土因為自身結構、地基環境等多方面問題，極易出現不均勻沉降現象，如若不及時采取有效措施對其進行控制，就會致使路面突變，進而對人們的日常交通造成重要影響。所以，如何有效控制既有鐵路頂進涵路基過渡段不均勻沉降已經成為當前亟待解決的重要問題。

1工程背景

在實際施工過程中，施工單位常常會出現一些操作失誤問題，比如路基填料不均勻、工程質量不達標、填筑順序錯誤、含水量較多或者較少、壓實松鋪厚度不符合相關要求以及使用設備不符合當前要求等。

既有鐵路頂進涵路基主體工程頂進完成且路基回填后，對其進行了路基檢測，在檢測過程中發現頂進涵兩側路基面出現了不均勻沉降，最大沉降已達到20 m凹陷，且坡面出現了部分溜塌現象，根據本次檢查現象可知，如果操作失誤會對后期鐵路路基造成一定負面影響。與此同時，除了在路基回填后產生的多種問題，在建設鐵路涵洞過程中，涵洞主題構造與路基相互連接的接口處有明顯脫落現象，這些錯口會對工程建設的穩定性造成直接影響，相關工作人員必須要及時依照相關要求對其進行加固處理。由于施工環境當中存在多種影響因素，在施工過程中主要將素填土作為路基的回填土，結構相對松散，孔隙相對較大，因此在施工過程中除了要進行鉆孔、注漿外，還應對其進行再次加工，進而更好的保證工程的穩定性。

2既有鐵路智能化設計與加固技術

2.1既有鐵路智能化設計

對于既有鐵路而言，若要解決頂進涵路基過渡段不均勻沉降問題，就必須要提前做好設計工作，與此同時，還要針對不均勻沉降現象所引起的一系列問題進行全面的考慮與設計，以確定既能夠降低既有鐵路頂進涵路基過渡段不均勻沉降現象發生的幾率，也可以提高既有鐵路運行的安全可靠性。

對于既有鐵路而言，對其進行平面改建智能設計，根據其通過頂進涵路基過渡段時可能出現的不均勻沉降現象及導致這一現象的因素進行分析、處理、計算與設計，使其可從根本上減少此類事件發生的可能性。智能化設計減少了在既有鐵路設計與運行階段單一開展的問題，提高了交互工作內容，進而達到了提高既有鐵路設計效率，降低不均勻沉降現象發生的幾率。

2.2路基智能化注漿作用

（1）路基注漿主要指的是利用電力技術，將已經混合完成的物理材料放到相關裝置當中，同時利用壓力在基體的空隙和裂縫中注漿液體。一般情況下，在注漿液體過程當中，注漿液體在注漿管端口形成一個作用力，進而導致素填土產生裂縫，此種情況下，注漿液體會隨著素填土自身裂縫深入到其內部，進而導致其形成“漿泡”現象。相關工作人員的檢查結果表明，如果電力注漿加固壓力增大，那么“漿泡”就會依附土壤中的裂縫，進而在土壤中形成一定的反作用力。所以，在工程開始初期，相關設計人員必須要對涵洞結構內的土壤整體進行夯實，使基體形成一個相對穩定的物質基礎，進而有效抵觸非正常狀態下注漿液體產生的負面壓力。

（2）注漿形成骨架強度。在初步注漿過程結束后，基體內的空洞及縫隙已經基本填充完畢，不管是密度還是質感都有了明顯加強。但是，由于注漿壓力的影響，土壤內部會存在較大的抗力，導致填充注漿在實體中呈葉片脈絡狀進行分布。在葉片脈絡狀形成過程中，不管是基體的抗壓能力、物質強度還是組織敏度都有了明顯增加，基體土壤強度已經達到了最佳建筑狀態。

（3）當漿液的外加劑達到一定數值后，水泥與素填土之間會出現化學反應。這是由于漿液外加劑會對土壤產生改性作用，同時能夠提升外加劑的分子活動性，比如水泥的化學反應、礦物強度變化等。所以，在這些作用力的促使下，土壤基體會形成一種凝固的膠體物質，這種物質對整個建筑項目有著不可忽視的重要作用，同時還可為土壤形成抵抗外作用力的持久性、高強度提供保障。

（4）防滲堵漏作用。雖然在此次整治中，防水不是最初目的，但站在客觀角度來看，如果相關工作人員對當前基體進行了填充堵漏，會掩蓋素填土中間過于松散的縫隙，同時還可有效降低水分子對涵洞過渡階段路基的阻礙作用，進而降低水對路基路面產生的不良影響。

2.3智能化加固方案

在加固方案的施工過程中，不僅要結合施工現場土壤實際情況對土壤酸堿度、抗壓力進行綜合分析，還應采取多種試驗方式，對注漿工程中的詳細的半徑、范圍等數值進行明確規定。同時還要對施工過程中出現的多重風險進行預估調整，進而更好地為施工質量提供保障。

（1）一般情況下，1 m注漿深度的水泥應用數量大約為110 kg左右，但必須要注意的是，注漿的劑量應不低于100 kg。

（2）依照相關工程設計要求，注漿的孔徑應在0.3 m左右，孔距應為1 m，在調整整體分布狀態時應依照梅花形進行分布，進而更好的保障基地的穩定性。

（3）在計算注漿壓力過程中，相關工作人員必須要保證設計注漿壓力范圍在0.2～1.3 MPa之內，進而有效提高注漿成功率。

（4）在設計注漿深度時，應初步將其設置為12 m，深入頂涵基地1 m，在打入實驗孔后，對其后期進行觀測是否出現了更嚴重沉降，注漿深度不變。

（5）在設計要求中管線的傾斜角度為15°。

（6）在經過一定的注漿填充后，工程設計推進穩定性、抗壓性以及持久性等各個方面均有明顯改善。

（7）在工程施工過程中，注漿加固技術的操作半徑必須要大于0.5 m。

（8）如果單孔注漿加固技術已經完成，但是項目仍需變更的話，必須要達到以下三個標準才可對其進行調整。首先，是注漿量沒有達到最初設計要求；其次，是注漿壓力不符合初始設計數值；最后，是基體路面漿體出現了外滲現象。

3注漿實驗現場分析

在注漿施工現場，為了有效保證工程按時保質的完成，相關工作人員必須要依照當前現場情況采集土壤樣本，同時要將已經采集到的圖樣依照相關順序對其進行調整、實踐，確定實踐結果可以滿足預期設計要求的最佳水灰比、水泥摻入量、外加劑品種及抗壓程度等。配置完成的灰漿必須要達到流動性強、便于輸送和噴射等相關要求。而對于一些規模相對較大且性質較為特殊的相關工程，必須要在注漿施工間進行實踐，進而有效保障噴射直徑、強度的牢靠性。

在施工現場應嚴格依照預先設計要求，按照實驗配合比分為40 cm、50 cm、60 cm加固體三種實驗情況，利用具體實踐，可得出三個結論。

（1）注漿完成后形成的水泥幾何形體，可有效為土體接觸涵洞外墻提供一定的外力幫扶，除此之外，還可有效降低路基沉降，降低幅度高達11.6%左右。

（2）注漿所形成的結合體可有效降低過渡階段路基下沉出現幾率，減少幅度約在13.6%左右。

（3）漿體加固除了可有效提升穩固效果外，還會對行車造成一定影響，所以在工程建設過程中必須要對當前列車運行速度以及載重數值進行全面考慮，以免出現安全事故。

4結束語

總而言之，在注漿建筑工程作用下，基體沉降量可達到20%左右，而減少沉降的范圍也都在10%以上。因此相關檢測部門必須要利用專業的治理方式，對橋頭的路基下沉情況進行綜合治理。與此同時，在后期的沉降檢查調查中不難發現，沉降量為10 mm，路基沉降相對穩定，同時整體建筑標準均符合相關要求，經過整治后的基床土的物理力學性也都可以保障其正常運營。