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【摘 要】通过张集铁路小蒜沟段高填方路基沉降处理的工程实例，介绍了注浆法的工作机理，阐述了压力注浆法的施工流程及注意事项，并通过施工后的路基沉降观测，得出压力注浆加固法在处理高填方路基沉降方面效果良好，质量稳定。
【关键词】高填方；铁路路基；沉降；注浆加固
High embankment railway embankment settlement grouting reinforcement analysis
Pan Chao-feng
（Kehua St. Geotechnical Engineering （Beijing） Co.， Ltd. Shanxi branch Taiyuan Shanxi 030045）
【Abstract】Through xiaosuangou period of the ZhangJi railway of high fill embankment settlement with engineering example， this article introduces the working mechanism of grouting method， this paper expounds the pressure grouting method construction process and the matters needing attention， and through the construction of subgrade settlement observation， it is concluded that pressure grouting reinforcement method in the treatment of high fill embankment settlement aspects effect is good， stable quality.
【Key words】High embankment；Railway；Grouting reinforcement；Settlement
1. 工程概况
张集铁路东起河北省张家口市既有京包线张家口南站，西至内蒙古自治区乌兰察布市，与既有京包线集宁南站接轨，为京兰通道的一部分，线路全178.009 Km。2010年7、8月份在铺架单位将线路细调完善后，8月下旬至9月中旬张家口地区普降大暴雨，雨量大，持续时间长。9月底雨季过后，在线路检查过程中，发现局部路基有沉降现象，随即总包单位组织各项目部人员对管段内所有的路基进行全面排查，并进行测量观测。期间，共发现16处路基下沉段，根据测量结果，小蒜沟车站站场路基段DK47+595～DK47+680、DK47+770～DK47+820两高填方段沉降量较大，两段最高填方高度分别为22m和31m，最大沉降量分别为10cm和11.3cm。
2. 沉降原因分析
经过对路基沉降原因进行认真细致的分析研究，路基下沉的主要原因是：
（1）两段高填方路基施工时间为2008年下半年，路基预留沉降量不足，2009年张家口地区气候干旱，雨季不完整，2010年8、9月份，本地区连降大到暴雨，降水量远大于往年，造成路基沉降量过大。
（2）排水系统对降水量估计不足，路基两侧排水沟未延伸至线路外侧，导致降水无法及时排除路基，造成雨水渗入路基本地，导致路基下沉。
3. 处理方案
（1）增大原有填方边坡侧沟截面积，做到降雨期间不积水，排水畅通。
（2）对路基进行压力注浆加固处理。
4. 注浆加固法适用范围及作用机理
注浆加固法适用于人工填土、砂土、粉土和粘性土地基加固，通过浆液（一般为水泥浆液）在地基土裂隙中扩散、充填形成网络状加固体，用于防渗堵漏、提高地基土体的强度和变形模量，以便控制地基土体的变形沉降。
5. 注浆加固法施工控制
（1）浆液扩散半径r。
由于路基填料的不均匀性及孔隙率及渗透系数数值离散性，因而依据单一地层理论计算的浆液扩散半径不尽合理，因此依据施工经验及现场试验，确定孔间距1.5m。
（2）注浆孔深度h。
路基承受火车通过时的动荷载计算较为复杂，简化计算中火车动荷载一般由5根轨枕承担，其分担比为0.1：0.2：0.4：0.2：0.1。本文按照半空间弹性理论计算路基面动应力，以轨枕的有效支撑面积进行计算，把道床和上部结构合为一层，道床下部为另一层，并以当量法将不同模量层的厚度h折算成与下层同模量的等效厚度he，如下式：
he=h·3EE0
取轨枕平均的有效支承e'=110cm，轨枕长2.5m，宽280mm，根据上述轮载分担比，计算道床厚度从0.2m～1.0m，各层面动应力衰减情况。可得出结论，路基面的动应力随上层厚度的增大，模量比的增大而显著减小。动应力影响最大的为路基上部1.5m，下部1.5米影响较小，但本次处理路基段填料均匀性差，故确定注浆孔深度6～8m。
（3）浆液类型。
浆液选用P.O42.5普通硅酸盐水泥存水泥浆掺入水泥质量3%水玻璃，浆液水灰比0.8：1。
（4）注浆压力P、注浆量Q。
由于注浆压力P与路基土重度、位置、注浆次序等有关，根据注浆试验，确定注浆压力小于0.5MPa。注浆量Q=nkv，n为孔隙率、k为经验系数、v为土体体积。根据现场注浆试验，每米水泥单耗80Kg。
（5）孔位布置剖面图（见图1）。
（6）施工工艺流程（见图2）。
（7）钻孔施工。
注浆孔钻孔采用潜孔钻机，风动回旋钻进，避免钻孔孔径50mm，孔斜≤2%，孔深按大于设计孔深0.5m控制。
（8）注浆顺序及方式。
注浆分Ⅱ序进行，采用跳孔间隔注浆进行，并先外围后内部的注浆顺序。注浆方式采用孔口封闭，孔内循环法。
6. 成果检验
由于本线路为新建铁路，注浆完成后，通过稳定车稳定及现场位移测定，路基沉降已得到有效控制，本线路2010年7月通车至今，运行状况良好。
7. 结语
通过本工程实例，表明注浆加固法在控制高填方路基沉降方面效果良好，且本法经济性、环保性方面有一定优势。
参考文献
[1] 吴陶；注浆加固技术[J]；探矿工程（岩土钻掘工程）；1990年02期.
[2] 贺茉莉；高速公路路基注浆加固技术[J]；探矿工程（岩土钻掘工程）；2001年03期.
[3] 周神根；铁路路基设计动荷载研究[J]；路基工程；1996年05期.
[4] 兰剑锋；压力注浆法在地基处理中的应用[J]；山西建筑；2010年07期.
【关键词】高填方；铁路路基；沉降；注浆加固
High embankment railway embankment settlement grouting reinforcement analysis
Pan Chao-feng
（Kehua St. Geotechnical Engineering （Beijing） Co.， Ltd. Shanxi branch Taiyuan Shanxi 030045）
【Abstract】Through xiaosuangou period of the ZhangJi railway of high fill embankment settlement with engineering example， this article introduces the working mechanism of grouting method， this paper expounds the pressure grouting method construction process and the matters needing attention， and through the construction of subgrade settlement observation， it is concluded that pressure grouting reinforcement method in the treatment of high fill embankment settlement aspects effect is good， stable quality.
【Key words】High embankment；Railway；Grouting reinforcement；Settlement
1. 工程概况
张集铁路东起河北省张家口市既有京包线张家口南站，西至内蒙古自治区乌兰察布市，与既有京包线集宁南站接轨，为京兰通道的一部分，线路全178.009 Km。2010年7、8月份在铺架单位将线路细调完善后，8月下旬至9月中旬张家口地区普降大暴雨，雨量大，持续时间长。9月底雨季过后，在线路检查过程中，发现局部路基有沉降现象，随即总包单位组织各项目部人员对管段内所有的路基进行全面排查，并进行测量观测。期间，共发现16处路基下沉段，根据测量结果，小蒜沟车站站场路基段DK47+595～DK47+680、DK47+770～DK47+820两高填方段沉降量较大，两段最高填方高度分别为22m和31m，最大沉降量分别为10cm和11.3cm。
2. 沉降原因分析
经过对路基沉降原因进行认真细致的分析研究，路基下沉的主要原因是：
（1）两段高填方路基施工时间为2008年下半年，路基预留沉降量不足，2009年张家口地区气候干旱，雨季不完整，2010年8、9月份，本地区连降大到暴雨，降水量远大于往年，造成路基沉降量过大。
（2）排水系统对降水量估计不足，路基两侧排水沟未延伸至线路外侧，导致降水无法及时排除路基，造成雨水渗入路基本地，导致路基下沉。
3. 处理方案
（1）增大原有填方边坡侧沟截面积，做到降雨期间不积水，排水畅通。
（2）对路基进行压力注浆加固处理。
4. 注浆加固法适用范围及作用机理
注浆加固法适用于人工填土、砂土、粉土和粘性土地基加固，通过浆液（一般为水泥浆液）在地基土裂隙中扩散、充填形成网络状加固体，用于防渗堵漏、提高地基土体的强度和变形模量，以便控制地基土体的变形沉降。
5. 注浆加固法施工控制
（1）浆液扩散半径r。
由于路基填料的不均匀性及孔隙率及渗透系数数值离散性，因而依据单一地层理论计算的浆液扩散半径不尽合理，因此依据施工经验及现场试验，确定孔间距1.5m。
（2）注浆孔深度h。
路基承受火车通过时的动荷载计算较为复杂，简化计算中火车动荷载一般由5根轨枕承担，其分担比为0.1：0.2：0.4：0.2：0.1。本文按照半空间弹性理论计算路基面动应力，以轨枕的有效支撑面积进行计算，把道床和上部结构合为一层，道床下部为另一层，并以当量法将不同模量层的厚度h折算成与下层同模量的等效厚度he，如下式：
he=h·3EE0
取轨枕平均的有效支承e'=110cm，轨枕长2.5m，宽280mm，根据上述轮载分担比，计算道床厚度从0.2m～1.0m，各层面动应力衰减情况。可得出结论，路基面的动应力随上层厚度的增大，模量比的增大而显著减小。动应力影响最大的为路基上部1.5m，下部1.5米影响较小，但本次处理路基段填料均匀性差，故确定注浆孔深度6～8m。
（3）浆液类型。
浆液选用P.O42.5普通硅酸盐水泥存水泥浆掺入水泥质量3%水玻璃，浆液水灰比0.8：1。
（4）注浆压力P、注浆量Q。
由于注浆压力P与路基土重度、位置、注浆次序等有关，根据注浆试验，确定注浆压力小于0.5MPa。注浆量Q=nkv，n为孔隙率、k为经验系数、v为土体体积。根据现场注浆试验，每米水泥单耗80Kg。
（5）孔位布置剖面图（见图1）。
（6）施工工艺流程（见图2）。
（7）钻孔施工。
注浆孔钻孔采用潜孔钻机，风动回旋钻进，避免钻孔孔径50mm，孔斜≤2%，孔深按大于设计孔深0.5m控制。
（8）注浆顺序及方式。
注浆分Ⅱ序进行，采用跳孔间隔注浆进行，并先外围后内部的注浆顺序。注浆方式采用孔口封闭，孔内循环法。
6. 成果检验
由于本线路为新建铁路，注浆完成后，通过稳定车稳定及现场位移测定，路基沉降已得到有效控制，本线路2010年7月通车至今，运行状况良好。
7. 结语
通过本工程实例，表明注浆加固法在控制高填方路基沉降方面效果良好，且本法经济性、环保性方面有一定优势。
参考文献
[1] 吴陶；注浆加固技术[J]；探矿工程（岩土钻掘工程）；1990年02期.
[2] 贺茉莉；高速公路路基注浆加固技术[J]；探矿工程（岩土钻掘工程）；2001年03期.
[3] 周神根；铁路路基设计动荷载研究[J]；路基工程；1996年05期.
[4] 兰剑锋；压力注浆法在地基处理中的应用[J]；山西建筑；2010年07期.