既有铁路路基下沉加固施工技术研究

既有铁路路基下沉加固施工技术研究

刘明君

北京铁城建设监理有限责任公司广州分公司，广东广州，510000

摘要：铁路是供火车等交通工具行驶的轨道。近几年，我国铁路建设里程不断增加，既有铁路连接了上游项目开发、设备制造与中游运输服务、下游维修检查养护等环节。既有铁路的运营安全稳定性关乎整个铁路行业的发展。而既有铁路路基下沉问题的出现，导致铁路整体运行安全性能下降，制约了铁路行业发展。因此，研究既有铁路路基下沉加固施工技术具有非常重要的意义。

关键词：既有铁路；路基下沉；加固；施工技术；

引言

作为铁路工程的基础，路基对铁路性能所产生的影响有目共睹，要想在满足行车要求的前提下，尽量延长铁路寿命，关键是要对路基进行加固，通过提高路基稳定性的方式，使铁路质量得到有力保障。现阶段，可用于路基加固的技术较多，施工方应立足实际，根据现场情况选择恰当技术及工艺，确保加固施工最终呈现出的效果可达到客户方预期。

1铁路路基缺陷成因分析

（1）水文及气候因素，如遭遇较大降雨量、干旱、冰冻等特殊天气环境，使得温差增加，进而影响土体结构的天然特性。（2）工程地质条件和水文地质条件较差。若是地质构造较为复杂，就会存在岩层走向和倾角结构增加的情况，形成较为复杂的地质状态，会增加整个铁路路基结构的管理难度，如岩层松软、土质差及地下水位较高等问题。（3）铁路工程项目设计存在问题。例如，在路基结构设计工作中忽略了断面尺寸结构的应用要求，边坡取值不当、挖填布置不满足实际应用环境需求或最小填土高度不足等，使得对应的工程项目安全水平无法满足预期标准。（4）施工操作和具体流程不合规。对于铁路路基施工项目而言，要严格按照标准化流程逐步开展，一旦出现填筑顺序不当、土基压实水平不足等问题，就会对铁路路基结构的稳定性产生影响。另外，部分施工部门没有按照规范内容和操作标准流程开展具体作业，也会导致路基结构缺陷问题。

2既有铁路路基下沉加固施工难点

2.1天窗时间短

既有铁路线路天窗时间较短，为1.5h/天，传统先基于K30平板载荷试验计算地基承载力、后回填捣固道碴的方法实施难度较大。

2.2排水不畅

既有铁路线路基床顶面标高显著低于线路侧沟沟底标高，侧沟沟底积水排出难度较大，大量淤积的水体可反向灌输至基床。同时在道床一定深度位置侧沟出现泥浆渗出现象，导致既有铁路线路两侧排水沟被基床冒浆堵塞，基床沟清理周期显著缩短。

3既有铁路路基下沉加固施工技术

3.1排水加固

1）地面排水。地面排水是指利用排水管、边沟和急流槽等地面设施进行排水。正式施工前，先要以铁路情况为依据，对现场可用的排水设施类型加以确定。随后制定相应的施工方案，通过降低路基含水率的方式，避免土层软化或类似问题出现，在加固路基基础上下，使铁路寿命得到延长。2）路面排水。路面排水可以简单地理解为快速清除路面积水，以免由于路面积水过多，致使少量雨水透过路面缝隙到达路基深部，进而给路基稳定性产生影响。施工过程中，施工方应严格控制路基横坡、边坡的坡度，确保边坡的坡度略大于横坡，二者相差2%左右，为路面排水创造良好条件。

3.2路基边坡加固

因既有铁路路基横断面为梯形，白水泥固结体较为坚硬，在挤压作用下，路基边坡与“咬合”形桩相交位置少量土体极易被挤出，基于此，需对既有铁路路基边坡进行进一步加固。既有铁路路基边坡加固方法为机械密实捣固+种灌木方法。根据排水不畅致既有铁路路基土软化变形现象，结合线路两旁标高与基床标高差异，取消原有线路边坡两侧围墙，进行底标高低于既有铁路下沉病害路段路基顶面标高的边沟设置，或者在原有线路两侧围墙墙脚设置数量充足的排水孔，确保地表水顺利排出。同时利用清筛方法处理污染严重、泥碴混结的道碴，移除泥浆混结体，避免泥浆填堵侧沟。清筛后，先后铺设15cm砂垫层、土工布、15cm砂垫层、洁净碎石道碴。在洁净碎石道碴铺设后，均匀密实捣固，确保土质在固体状态下物理力学性质稳定，提高路基基床强度。

3.3高填路堤加固

（1）渗入式注浆。利用固定的注浆压力作用有效克服浆液流动阻力，直接渗入地层的孔隙位置并完成填充，有效形成对周围岩石的压密处理，减少孔隙率。（2）劈裂注浆。一般是在高灌浆压力环境下，浆液在力的作用下克服地层初始应力和抗压强度，引起岩体结构破坏或者是扰动，此时，原有的不可灌注的地层能实现顺利的浆液灌注。（3）压密注浆。借助路基沉陷造成的面板下陷位置、断裂位置和脱空位置，在路基加固处理结束后配合压密灌浆操作将混凝土板与路面标高位置重合，并钻出浅孔，此时，注入浓度较高的浆液，保证附近的土体在压密作用下形成浆包。

3.4高压旋喷要点

在既有铁路下沉病害路段路基高压旋喷加固前，技术人员应查看水泥、外加剂的质量合格证以及拌和用水的质量鉴定结果。确认无误后，根据设计要求将适量水、水泥、外加剂加入搅拌桶内，搅拌5min以内，经过0.8mm孔径筛网过滤后倒入注浆桶。同时检查高压旋喷注浆机械设备是否存在异常，对高压旋喷注浆机械设备进行试机运行，确保旋喷系统功能正常。在浆液配置完毕且高压旋喷制浆机功能无误后，接通高压泵管路并加压，进行工艺试喷作业，验证高压旋喷加固工艺在既有铁路下沉病害路段路基中的应用可行性，提前调整喷浆压力、注浆量、注浆速度、浆液配比等高压喷射参数。在既有铁路下沉病害路段路基高压旋喷加固时，根据注浆压力与水泥土加固体直径等加固效果之间的紧密关系，优选较大的注浆压力。为避免注浆压力过大引发高孔压下路基隆起病害，配置适宜的止浆器。高压旋喷顺序是由底层到顶层，在第一根钻杆退出路基坡面后停止压浆并将钻杆快速拆除，拆除后恢复压浆继续旋喷，达到孔口位置时继续旋喷5圈以上、8圈以内，停止作业。

3.4现场施工

对具体施工技术进行落实是路基加固的重点和难点，施工单位需要做好关键技术落实工作。要求相关人员对加固处理技术进行剖析，并对各项技术措施的应用流程进行优化，分析技术要点，使加固施工效果达到标准。施工人员应当在最新行业标准与技术规范的指导下，对主要机械设备进行试验，确保机械设备使用性能满足现场施工要求。在试验中，若发现设备存在严重质量问题，应立即对其做出更换处理，确保现场施工安全稳定。在施工技术管理中，要求相关人员对施工材料进行严格管控，对材料采购、保管、入场进行规范，并根据施工技术要求，对材料性能、规格进行复核。在施工技术方案落实中，要求现场人员对重点施工区域进行管控，对施工区域存在的风险因素进行全面分析。

3.5钻孔要点

在既有铁路下沉病害路段路基钻孔时，需要以列车稳定运行为前提，落实天窗时间内快速施工原则，结合高压旋喷加固初期强度小、集中加固段在连续喷射下较为软弱的特点，利用间隔钻孔法代替连续钻孔法，间隔孔位为3孔~4孔。在确定钻孔方法后，技术人员应在正式操作前期检查桩位布置准确性，确认无误后，利用红色油漆标注每一排、每一个高压旋喷桩位置，并固定木桩编号。同时对压力表的灵敏度、精度进行核查，确认现有测量仪表与既有铁路路基下沉病害路段钻孔压力测试要求相符。

结束语

综上所述，铁路路基是列车、轨道荷载的承受者，对线路安全性、行车稳定性均具有较大的影响。铁路路基下沉是由路基强度低、填筑密度小等因素诱发的病害，易导致铁路填方路基断面尺寸的异常变化。而加固是既有铁路路基下沉问题的首要措施。加固施工技术人员应选择兼具有效性、时效性的方案，解决路基填料不良问题，提高路基压实度，满足既有铁路路基安全平顺运行要求。

参考文献

[1]张松雷.矿区铁路钢筋混凝土桥梁下沉整治方法研究——以矿上铁路桥下沉为例[J].中国锰业，2018（05）：215-218.

[2]周鑫.地铁盾构施工穿越既有铁路预加固施工技术研究[J].交通世界，2021（33）：83-84.

[3]胡国伟.铁路路基下沉病害原因及注浆加固处理研究[J].工程技术研究，2021，6（17）：183-184.

[4]陈伟明.软土地区大直径盾构穿越铁路咽喉区加固措施研究[J].工程机械与维修，2022（03）：151-153.

[5]丁延昌.盾构隧道下穿既有铁路路基的加固措施[J].路基工程，2022（01）：160-164.