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摘要：高速铁路在运营过程中经常发生路基沉降。注浆加固技术已被证明是处理路基沉降的有效手段。路基灌浆施工对线路的平整度影响不可忽视，线路变形应控制在允许范围内。提高灌浆施工过程的信息控制程度十分必要。路基沉降是高速铁路运营中的常见病害之一。这一问题的存在将严重影响高速铁路的行车安全。基于此，从高速铁路路基沉降的角度，从该病害的成因出发，论述了注浆加固技术的必要性，并结合我国高速铁路运营的实际需要，通过试验说明了低粘度改性聚合物灌浆材料的优越性。
关键词：高速铁路;路基沉降;注浆加固;施工技术
高速铁路工程在建设的过程中，经常出现路基沉降的问题，这是一种常见的质量灾害问题，会对铁路的等级以及建设质量产生直接的影响，因此在建设的过程中，需要对这种问题进行预防和解决，才能避免高速铁路工程在使用的过程中出现安全事故。在进行铁路工程建设时，如果需要进行开挖作业，就需要选用正确的施工工艺，并且对施工工艺进行改善和优化，才能更好的进行工程的建设。因为铁路工程的建设工时间比较长，在施工的过程中会面临恶劣的施工环境，注浆施工技术可以对这些影响因素进行有效的控制。
一、路基沉降的类型
从病害程度的角度来看，可分为瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降三种，以下对这三种类型展开论述。
1.1瞬时沉降，
高速铁路路基受到某重力作用时，将在短时间内快速发生沉降，其主要与饱和软土中孔隙水外排效率较低有关，此时土体有形变现象。瞬时沉降的基本特点在于发生时间较短且具有突然性，并且会对路基带来较为严重的不良影响，因此需要加大防控力度，切实规避瞬时沉降所带来的不良影响。
1.2主固结沉降
在孔隙水压逐步减小的情况下，土体的压缩性能增强，随该变化的持续发展，逐步显现出渗透性固结沉降现象。
1.3次固结沉降
超静孔隙水压力减小直至消失是诱发次固结沉降问题的关键成因，其结果则是土粒表面与水膜接触并发生反应，有较为明显的松动现象，并且在含腐殖质或其他类型有机质的土质中体现得更为明显。尽管次固结沉降的发生概率较低，但仍有较严重的不良影响，因此需对其引起高度重视。
二、高速铁路路基沉降病害的治理方法
2.1局部换填加固
将基床表层之下一定深度的，经过检查不合格的回填土挖出，然后利用质地更为坚硬、性能更为稳定、抗侵蚀性更强的沙质材料、碎石质材料进行填充，在填充的过程中，利用分层填充的方式，同时要利用机械设备去分层的压实以及夯实，最终达到要求的密实度，成就合格的人工地基。
2.2挤密桩加固
有效利用冲击或者震动的方法，将圆形的钢管桩打入到基床当中，也就是利用挤压的方式，使得周边土体密实度增加，从而增强土体的承载能力。在将圆形钢管桩拔出之后，利用砂石、碎石、碎石水泥等强度比较高的材料将桩孔填满并夯实，让桩体和回填土形成复合结构。通过这一方法，不仅可以让桩体去直接承受荷载，同时可以提高回填土的承载能力。
2.3土工格室加固
在局部換填的基础之上，在换填层的内部增加栅网，利用这一构造去约束土体的横向变形，进而有效提高换填区域的承载能力。
2.4注浆加固
利用压力的作用将可以实现固结的浆液通过钻孔的方式注入到路堤当中，使得填土的性能得到最大程度的改善，进而提高路基的承载能力。
所呈现的4种技术在治理普通铁路路基沉降的过程中均得到了非常广泛的应用，也取得了较好的效果。但是需要注意的是无论应用何种技术都需要停止车辆运行，这对于线路的正常运营将会带来比较大的影响。结合现阶段我国高速铁路运营管理要求，可以应用于中断行车进行施工的最长天窗时间就是4h，所以在针对高速铁路路基沉降病害的治理过程中，是不可以选择开挖路基以及使用大型机械设备的加固方法的，这就使得注浆加固法是最为可行的方法。
在利用注浆加固法的过程中，注浆材料的选择是最关键的步骤。在选择注浆材料时一定要结合路基填料的特殊属性，不仅要关注注浆材料的渗透性，同时还要仔细分析结石体的强度是否会引发施工过程中的沉降问题。从路基填料的特殊性这一点来看，如果填料中含有粒径小于0.075mm的颗粒时，那么填料的渗透性指数将会低于10-6～10-4cm/s。众所周知，水泥浆等颗粒性注浆材料的渗透系数大约是10-3～10-2cm/s，即使在施工的过程中选择了超细型水泥浆，其渗水性指数也只能达到10-4cm/s的水平，这是无法获得非常满意的注浆效果的。并且，水泥浆结石体的变形模量与填土相比是高出于一个数量级的，这样就会引发刚度不均匀的问题，从而也就容易出现二次病害，由此可见利用水泥浆实施高速铁路路基注浆加固具有一定的局限性。
与传统的颗粒状注浆材料相比来看，低粘度化学注浆材料在渗透性上具备一定的优势，是可以经过碾压提高密实度的方式当做高速铁路路基注浆加固材料进行应用的。但是，与一般性的地基加固不同，高铁地基加固的过程中对于结石体的强度要求是比较高的，通常情况下不能低于1MPa，然而绝大多数的低粘度化学浆液的强度只能达到0.5MPa的水平，显然是达不到相关要求的。另外，利用水溶液注浆材料的过程中，由于水溶液对于土体往往会产生扰动，这样就会出现施工期的沉降，这也是在天窗期限制内注浆加固技术所不能接受的现实。由此可见，在高速铁路路基沉降病害治理的过程中，选择注浆材料只能选择低粘度、结石体强度高、固化时间段、低含水性的注浆材料。
三、高速铁路路基注浆精细化施工控制要求
3.1注浆工艺选择
铁路路基注浆主要采用花管注浆、袖阀管注浆、动态阻塞注浆等工艺。其中袖阀管注浆技术具有分段、定量、局部施压、可反复多次注浆的优点，能够保证注浆的效果和质量，较好地满足运营高速铁路路基加固的要求。出于高速铁路运营安全性要求，一般采用斜孔注浆。这样方便采用硬隔离措施，将施工区域与高速铁路隔离开，有利于保证高铁的运营安全。
3.2浆液材料要求
注浆加固采用的浆液一般为水泥浆，少数情况采用化学浆液。出于天窗点结束后第二天开通运营的要求，在天窗点结束前，注浆体应达到初凝的程度，因此，对化学浆液有快凝的要求。一般要求水泥中添加速凝剂，或直接采用硫铝酸盐水泥等快硬水泥。
3.3注浆关键参数
根据现场地质条件，一般浆液水灰比采用0.8∶1～1∶1，地基注浆压力控制在0.5～0.8MPa，基床注浆压力应更小，控制在0.2～0.3MPa。采用KBY-70/16-22注浆机进行注浆，注浆方式采用后退式分段注浆。注浆分段步距100cm，注浆速度10～100L/min。每孔首次注浆完毕后立即用清水冲洗注浆管，确保再次注浆时管道畅通，当首次注浆由于串浆、漏浆而使得注浆量未达到注浆效果时要进行二次注浆，并提高注浆压力使浆液在地层中均匀扩散。为达到注浆效果，要合理安排注浆顺序。通常奇、偶数跳孔注浆，先施作内部注浆孔，后施作外围注浆孔，使整个加固范围内浆液扩散更加均匀。
3.4轨道状态实时监控
由于高速铁路对线路平顺性要求严格，为防止注浆过程中路基产生变形突变，必须对注浆区域进行高频率的人工监测或自动监测，对轨道结构变形进行实时监控。同时，对注浆机的压力、流量等关键参数进行实时监测，一般通过在注浆设备上安装流量计及压力计，掌握参数的波动状态进行实时控制。轨道结构变形自动监测系统与注浆系统应进行联合设计，实现对路基加固注浆过程的控制。
结语：
在实践中，工程施工人员只有充分认识到灌浆加固应用的必要性，并保证其具体加固点，才能保证灌浆方法应用的规范化，从而在提高高速铁路路基基层加固质量的基础上，保证人们出行的稳定性和安全性。
参考文献
[1]王钦.高速铁路路基沉降注浆加固施工技术[J].工程技术研究，2021，6（11）：75-76.
[2]本立平.高速铁路路基沉降注浆加固施工技术研究[J].工程技术研究，2019，4（1）：26-27.
[3]李元强.冻害地区高速铁路路基沉降原因及大孔径注浆加固处理技术[J].交通世界（中旬刊），2021（3）：9-10.
关键词：高速铁路;路基沉降;注浆加固;施工技术
高速铁路工程在建设的过程中，经常出现路基沉降的问题，这是一种常见的质量灾害问题，会对铁路的等级以及建设质量产生直接的影响，因此在建设的过程中，需要对这种问题进行预防和解决，才能避免高速铁路工程在使用的过程中出现安全事故。在进行铁路工程建设时，如果需要进行开挖作业，就需要选用正确的施工工艺，并且对施工工艺进行改善和优化，才能更好的进行工程的建设。因为铁路工程的建设工时间比较长，在施工的过程中会面临恶劣的施工环境，注浆施工技术可以对这些影响因素进行有效的控制。
一、路基沉降的类型
从病害程度的角度来看，可分为瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降三种，以下对这三种类型展开论述。
1.1瞬时沉降，
高速铁路路基受到某重力作用时，将在短时间内快速发生沉降，其主要与饱和软土中孔隙水外排效率较低有关，此时土体有形变现象。瞬时沉降的基本特点在于发生时间较短且具有突然性，并且会对路基带来较为严重的不良影响，因此需要加大防控力度，切实规避瞬时沉降所带来的不良影响。
1.2主固结沉降
在孔隙水压逐步减小的情况下，土体的压缩性能增强，随该变化的持续发展，逐步显现出渗透性固结沉降现象。
1.3次固结沉降
超静孔隙水压力减小直至消失是诱发次固结沉降问题的关键成因，其结果则是土粒表面与水膜接触并发生反应，有较为明显的松动现象，并且在含腐殖质或其他类型有机质的土质中体现得更为明显。尽管次固结沉降的发生概率较低，但仍有较严重的不良影响，因此需对其引起高度重视。
二、高速铁路路基沉降病害的治理方法
2.1局部换填加固
将基床表层之下一定深度的，经过检查不合格的回填土挖出，然后利用质地更为坚硬、性能更为稳定、抗侵蚀性更强的沙质材料、碎石质材料进行填充，在填充的过程中，利用分层填充的方式，同时要利用机械设备去分层的压实以及夯实，最终达到要求的密实度，成就合格的人工地基。
2.2挤密桩加固
有效利用冲击或者震动的方法，将圆形的钢管桩打入到基床当中，也就是利用挤压的方式，使得周边土体密实度增加，从而增强土体的承载能力。在将圆形钢管桩拔出之后，利用砂石、碎石、碎石水泥等强度比较高的材料将桩孔填满并夯实，让桩体和回填土形成复合结构。通过这一方法，不仅可以让桩体去直接承受荷载，同时可以提高回填土的承载能力。
2.3土工格室加固
在局部換填的基础之上，在换填层的内部增加栅网，利用这一构造去约束土体的横向变形，进而有效提高换填区域的承载能力。
2.4注浆加固
利用压力的作用将可以实现固结的浆液通过钻孔的方式注入到路堤当中，使得填土的性能得到最大程度的改善，进而提高路基的承载能力。
所呈现的4种技术在治理普通铁路路基沉降的过程中均得到了非常广泛的应用，也取得了较好的效果。但是需要注意的是无论应用何种技术都需要停止车辆运行，这对于线路的正常运营将会带来比较大的影响。结合现阶段我国高速铁路运营管理要求，可以应用于中断行车进行施工的最长天窗时间就是4h，所以在针对高速铁路路基沉降病害的治理过程中，是不可以选择开挖路基以及使用大型机械设备的加固方法的，这就使得注浆加固法是最为可行的方法。
在利用注浆加固法的过程中，注浆材料的选择是最关键的步骤。在选择注浆材料时一定要结合路基填料的特殊属性，不仅要关注注浆材料的渗透性，同时还要仔细分析结石体的强度是否会引发施工过程中的沉降问题。从路基填料的特殊性这一点来看，如果填料中含有粒径小于0.075mm的颗粒时，那么填料的渗透性指数将会低于10-6～10-4cm/s。众所周知，水泥浆等颗粒性注浆材料的渗透系数大约是10-3～10-2cm/s，即使在施工的过程中选择了超细型水泥浆，其渗水性指数也只能达到10-4cm/s的水平，这是无法获得非常满意的注浆效果的。并且，水泥浆结石体的变形模量与填土相比是高出于一个数量级的，这样就会引发刚度不均匀的问题，从而也就容易出现二次病害，由此可见利用水泥浆实施高速铁路路基注浆加固具有一定的局限性。
与传统的颗粒状注浆材料相比来看，低粘度化学注浆材料在渗透性上具备一定的优势，是可以经过碾压提高密实度的方式当做高速铁路路基注浆加固材料进行应用的。但是，与一般性的地基加固不同，高铁地基加固的过程中对于结石体的强度要求是比较高的，通常情况下不能低于1MPa，然而绝大多数的低粘度化学浆液的强度只能达到0.5MPa的水平，显然是达不到相关要求的。另外，利用水溶液注浆材料的过程中，由于水溶液对于土体往往会产生扰动，这样就会出现施工期的沉降，这也是在天窗期限制内注浆加固技术所不能接受的现实。由此可见，在高速铁路路基沉降病害治理的过程中，选择注浆材料只能选择低粘度、结石体强度高、固化时间段、低含水性的注浆材料。
三、高速铁路路基注浆精细化施工控制要求
3.1注浆工艺选择
铁路路基注浆主要采用花管注浆、袖阀管注浆、动态阻塞注浆等工艺。其中袖阀管注浆技术具有分段、定量、局部施压、可反复多次注浆的优点，能够保证注浆的效果和质量，较好地满足运营高速铁路路基加固的要求。出于高速铁路运营安全性要求，一般采用斜孔注浆。这样方便采用硬隔离措施，将施工区域与高速铁路隔离开，有利于保证高铁的运营安全。
3.2浆液材料要求
注浆加固采用的浆液一般为水泥浆，少数情况采用化学浆液。出于天窗点结束后第二天开通运营的要求，在天窗点结束前，注浆体应达到初凝的程度，因此，对化学浆液有快凝的要求。一般要求水泥中添加速凝剂，或直接采用硫铝酸盐水泥等快硬水泥。
3.3注浆关键参数
根据现场地质条件，一般浆液水灰比采用0.8∶1～1∶1，地基注浆压力控制在0.5～0.8MPa，基床注浆压力应更小，控制在0.2～0.3MPa。采用KBY-70/16-22注浆机进行注浆，注浆方式采用后退式分段注浆。注浆分段步距100cm，注浆速度10～100L/min。每孔首次注浆完毕后立即用清水冲洗注浆管，确保再次注浆时管道畅通，当首次注浆由于串浆、漏浆而使得注浆量未达到注浆效果时要进行二次注浆，并提高注浆压力使浆液在地层中均匀扩散。为达到注浆效果，要合理安排注浆顺序。通常奇、偶数跳孔注浆，先施作内部注浆孔，后施作外围注浆孔，使整个加固范围内浆液扩散更加均匀。
3.4轨道状态实时监控
由于高速铁路对线路平顺性要求严格，为防止注浆过程中路基产生变形突变，必须对注浆区域进行高频率的人工监测或自动监测，对轨道结构变形进行实时监控。同时，对注浆机的压力、流量等关键参数进行实时监测，一般通过在注浆设备上安装流量计及压力计，掌握参数的波动状态进行实时控制。轨道结构变形自动监测系统与注浆系统应进行联合设计，实现对路基加固注浆过程的控制。
结语：
在实践中，工程施工人员只有充分认识到灌浆加固应用的必要性，并保证其具体加固点，才能保证灌浆方法应用的规范化，从而在提高高速铁路路基基层加固质量的基础上，保证人们出行的稳定性和安全性。
参考文献
[1]王钦.高速铁路路基沉降注浆加固施工技术[J].工程技术研究，2021，6（11）：75-76.
[2]本立平.高速铁路路基沉降注浆加固施工技术研究[J].工程技术研究，2019，4（1）：26-27.
[3]李元强.冻害地区高速铁路路基沉降原因及大孔径注浆加固处理技术[J].交通世界（中旬刊），2021（3）：9-10.