注漿法在永壽梁隧道整體道床病害整治中的應用淺析

施昌勇

（中鐵十九局集團有限公司，北京 100176）

整體道床具有整體性強、穩定性好、線路平順和表面整潔美觀等優點，與碎石道床相比可減少維修工作量50%～70%[1],因此，近年來，整體道床得到了大量應用。但是整體道床的施工要求很高，一旦發生線路路基病害就很難養護。傳統整治方法是將基礎重新澆筑，費時費力，對鐵路交通運輸影響大，并且遇隧道這種施工環境受限，大型設備無法進入的情況，更是難上加難。所以如何有效處理整體道床基礎下沉是工程建設單位和設備維護單位關心的重點、難點和焦點問題，針對整體道床的病害整治，許多學者進行了探索[2-4]。鐘貞榮等[5]探討了整體道床病害產生的原因，以化學灌漿法對整體道床病害進行了整治。許新樁等[6]針對小棕溪隧道整體道床病害，采用加固型TGRM 水泥基特種灌漿料進行了整治，達到了很好的效果。蘭建[7]對道床病害的產生原因進行了分析，通過采用壓注新型雙組份聚氨酯膨脹材料體積膨脹量來控制道床的整體抬升高度。

文章通過永壽梁隧道整體道床抬升加固工程，探討注漿抬升技術在整體道床病害整治中的應用。

1 概況

1.1 工程概況

位于西平鐵路蒿店至太裕區間的永壽梁隧道，自蒿店車站引出，于蔡家山溝左岸山坡進洞，穿越永壽梁后，在太裕河右岸陡坡溝口進洞，上跨銀武高速公路，然后設太裕車站。鐵路等級為國鐵Ⅰ級鐵路，旅客列車設計行車速度為120km/h;電力牽引。永壽梁隧道設計為兩座相對平行的單線隧道，除兩端洞口曲線段外，Ⅰ、Ⅱ線線間距為35m。Ⅱ線隧道起訖里程K91+502.5～K108+657.5，長17154.92m（短鏈4.08m）。隧道內縱坡，自西安端設計-9‰、-11‰、-6‰的單面下坡。

1.2 病害情況

工務段日常檢查，發現永壽梁隧道多處出現整體道床下沉和翻漿冒泥病害，局部水溝產生裂紋，因此需要盡快采取措施進行整治。其中上行102+000～102+011 處，左軌膠墊厚度達到26mm，超墊16mm；右軌膠墊厚度達到40mm，超墊30mm。通過電子水準儀對此段整體道床水平情況進行測量，最大沉降值近50mm，遠遠超出沉降標準控制值。左、右軌沉降曲線如圖1 所示。

圖1 左、右軌沉降曲線

2 病害整治

2.1 整治方案

為了徹底解決整體道床下沉、翻漿冒泥病害，我們與各單位進行多次討論，最終確定采用以下方案進行整治：

1）采用JC 高聚物抬升注漿材料進行道床抬升；將JC 高聚物抬升注漿材料注入整體道床填充層，通過控制注漿工藝，確保JC 高聚物注漿材料按照策劃的時間和密度進行發泡，發泡過程產生膨脹力從而達到抬升的目的。

2）采用地質雷達對病害段進行檢測，依據結合檢測結果，確定注漿加固的位置和深度，在整體道床抬升后，再采用TGRM 水泥灌漿料對檢測發現的不密實、空穴區段進行二次注漿加固。

2.2 注漿抬升

2.2.1 原理

通過注漿抬升專用設備將高聚物發泡材料注入道床下部填充層或鋪底層，利用材料發泡膨脹產生的抬升力，多次、分區域實施抬升，注漿過程要控制抬升高度，確保原軌道結構在抬升過程中受力均勻，最終使原結構恢復到墊板可調范圍。抬升原理如圖2 所示。

圖2 注漿抬升原理示意圖

2.2.2 注漿抬升順序

注漿抬升工藝實施主要分為三個階段：前期準備階段、抬升實施階段、抬升后恢復階段。抬升施工，應多次、分區域進行（如圖3 所示），紅色為下沉曲線，綠色為抬升后的曲線，編號為抬升順序。

圖3 注漿抬升順序示意圖

3 注漿抬升施工

1）準備工作。注漿抬升施工之前，以標準墊板替換軌下調高墊板并擰緊扣件，并調試設備。

2）線路測量。對需要注漿抬升施工段落的線路高程進行測量。先在抬升施工的線路旁建立高程基準點，具體數量根據施工段落的長度而定。高程基準點應設置在基礎穩定的地面，并對高程基準點進行編號，編號應具有唯一性。

測點編號完成后，采用DINI03 型精密電子水準儀（精度為±0.3mm/km、最小讀數0.01mm）對需抬升的段落線路各承軌臺高程進行測量。測量時應保證板面上測量點處的潔凈。測量的段落應包括抬升線路前后的搭接范圍。

3）注漿孔位置的標識。根據線路高程測量結果，按照線路平順性要求，并結合軌道扣件系統的調整范圍，確定線路各個支承塊的抬升高度和抬升點。現場對各注漿點進行標識和編號。注漿點分中間注漿點和兩側注漿點，分別用“L”“M”“R”表示左側、中間、右側注漿點。

4）鉆孔。采用電錘鉆進行鉆孔。鉆孔時，先用較短鉆頭進行鉆孔，再用較長鉆頭進行鉆孔，直至鉆至檢測深度。鉆孔完成后，應及時清理、收集鉆出的粉塵，防止污染現場環境，并應采用玻璃膠或木塞對注漿孔進行臨時封閉，防止水及雜質進入。

5）安裝注漿管及注漿作業。注漿管由內管、外管、橡膠管、螺母、墊片及帶有單向閥的注漿嘴組成，不同孔深對應選用不同長度的注漿管，注漿管露出注漿孔長度在15cm 左右。

先將封閉注漿孔的玻璃膠清理干凈，將注漿管插入注漿孔中，用大力鉗夾住注漿管的外管，然后用扳手擰注漿管上部的螺母，使外管擠壓橡膠管使橡膠管產生膨脹，從而封堵注漿孔，防止漿液沿著注漿管外壁上冒。

注漿前，將注漿抬升區段內軌下的調高墊板拆除，并將軌道扣件重新擰緊。同時，現場復核各點的注漿抬升量。

單次抬升量擬定為10mm，當抬升量超過10mm時，應分多次進行抬升。在進行二次抬升時，應在第一次所施工的段落抬升、填充全部完成后進行，二次抬升應在原先的抬升孔或注漿孔上重新鉆孔、安裝注漿管進行注漿。

在注漿的過程中，采用2 臺精密電子水準儀對板面左右兩側高程進行監測，達到預定抬升量后停止注漿作業。抬升高度應考慮注漿材料的膨脹性能，預留5mm 左右的抬升量。

6）施工過程監控、測量。施工前測量。對順坡段測量點進行測量，校正本次抬升量，最終確定本次抬升目標高程。

過程控制。進行左右股道高程監控，以最低點高程為停止目標。相鄰軌道，進行靠近注漿點側高程及水平位移監控，并作為停止注漿抬升控制目標之一。

下道前測量。測量施工段測量點高程，進行本次順坡匯總，并分析本次順坡效果。

順坡點抬升高度達到預定值，動停點位測量板端受抬升影響而產生的高程變化，只要其中一個條件達到即停止施工進行原因分析。

按照既定的抬升方案注漿抬升施工完畢后，對該施工段落的所有承軌臺高程進行測量。若不滿足要求，進行再次抬升施工。

7）注漿抬升后回填壓漿。結合抬升前地質雷達檢測結果，注漿完成并對注漿孔封堵之后，針對不密實部位進行回填壓漿。基底壓注TGRM 特種灌漿料進行回填加固,隧底壓漿施工工藝及工程技術要求:（a）壓漿材料采用TGRM 特種灌漿料；（1）注漿應從線路中心向兩側進行；（c）預先打孔，作為排淤口用；（d）漿液配比：水灰比=0.4～0.6:1（重量比）；（e）注漿壓力：0.2～0.5MPa，壓漿時應嚴格控制注漿壓力，并設專人監控線路，確保線路不會因壓漿而抬高；（f）壓漿孔位可根據現場情況局部適當調整。

4 效果分析

永壽梁隧道整體道床通過注漿抬升施工，整體道床板板面、軌面基本達到設計標高，下沉基本消失；基底加固注漿使不密實、空穴段得到有效治理。整體道床抬升前、后下沉量對比如圖4 和圖5 所示。

圖4 左軌抬升前、后沉降量對比曲線

圖5 右軌抬升前、后沉降量對比曲線

由圖4 和圖5 可以看出，用注漿法對沉降變形過大的整體道床進行抬升施工，部分點位的抬升高度可達50mm，抬升施工后各測點的值與設計高程的差值縮小，最大差值控制在±5mm 以內，使得軌面達到預定標高。因此，注漿法抬升整體道床的施工方法可行、可靠。

5 結語

永壽梁隧道整體道床下沉、錯臺等病害區段通過注漿抬升施工，使得軌面基本達到預定標高，取得了較好的效果。隧道整體道床板抬升施工后，對基礎底部采用TGRM 特種灌漿料進行加固注漿，填充了由于抬升而產生的空隙，起到了加固基礎的作用，隧道道床基礎的不密實、空穴病害也得到了有效的治理，起到了加固基床的作用，進而防止抬升后再次產生下沉病害。

注漿抬升施工，不但能夠完美解決整體道床基礎下沉、基礎不密實的空穴，作業靈活并降低病害整治成本，將施工對鐵路造成的影響降到最低。