注浆技术在加固铁路路基中的应用效果评价

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  摘 要:铁路路基承受列车动态,传递轨道重力,是轨道的基础结构。但是铁路建好后,会存在地基沉降、翻浆冒泥等危害,影响列车的安全运行,严重威胁人们的生命安全。为了及时有效地处理路基带来的隐形危害,避免铁路因地基沉降过大、下滑等造成损坏,注浆技术在铁路施工过程中已经得到了广泛应用,并取得了良好的效果。注浆技术不仅可以加固不同深度的地基,消除路基安全隐患,而且具有简单、经济、安全可靠等优点,既加快了列车运行速度,利于重载运输的发展,又使人们的生命安全得到了保障。
  关键词:注浆技术 铁路路基 工程技术 效果评价
  中图分类号:U216 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)12(c)-0075-02
  铁路注浆技术是用适当的方法将某些可以固化的浆液注入铁路路基的孔隙和裂缝中,通过挤压、置换、填充的方式来改善路基的物理学性质,是铁路施工过程中质量控制的常见技术,具有污染小、简单、经济、技术先进等优点,目前被广泛应用于铁路路基建设工程中[1]。该文探讨注浆技术在铁路路基中应用后的效果评价。
  1 铁路路基中潜在的危害
  铁路是我国国民经济建设的重要基础之一,关系国家经济命脉。铁路路基是铁路轨道组成的基础,路基工程主要由路基主体、路基防护、路基排水设备和加固建筑物组成,路基质量问题严重影响轨道的运行,危害列车的安全,直接影响我国的经济发展[2-4]。在实际应用过程中,由于列车负载、路基材料质量、排水不畅等因素都会导致路基变形,严重影响铁路的正常运行。目前常见的路基危害主要由:(1)路基下沉。路基下沉可分为两种情况,一是由于地面承载力不足而发生的路基下沉;二是由于路基本身质量问题发生的下沉。这两种情况均可导致路基在垂直方向上发生沉降。(2)水害因素造成路基破坏。雨季时由于暴雨冲刷,使得路基土中含水过多,局部路基会发生坍塌,造成列车脱轨等;如果路基排水不畅,会引起大面积积水,路基被浸泡二损毁。(3)翻浆冒泥。如果路基在建设过程中含水过多,会使路基强度急剧下降,在运行过程中出现裂缝、冒泥等情况。(4)冻害因素。冬季由于气温较低,路基基底上鼓开裂,影响列车的安全运行,一旦气温回暖,冻害回落,会使路基下沉,在列车运行过程中发生事故。
  2 注浆技术在路基中的应用
  2.1 注浆原理及分类
  注浆技术是指用压送设备将一定材料配成的浆液注入到路基或裂缝中,通过扩散、固化和凝胶的原理达到加固路基和防渗堵漏的方法,用于地基土强度的提高、空隙填充及变形模型[5]。注浆法根据浆液的流动方式,可分为3类:(1)渗透注浆。浆液利用渗透原理进入孔隙中。(2)压密注浆。浆液注入地基土中,通过挤压作用使得地基土的密度增加,增加地基土的稳定性。(3)劈裂注浆。利用浆液压力大于土体压力时,土体产生裂缝使浆液大量注入,增加土体的稳定性,达到加固土体的效果。
  2.2 注浆技术施工要求
  2.2.1 技术参数
  注浆压力:0.2~0.4 MPa;注浆水灰比:水灰比为0.8∶1~1∶1;注浆位置:注浆孔设置在路基坡度、道床坡脚和路肩外侧;注浆孔型:梅花形;两线间设置两排,道床坡脚及路肩外侧注浆孔与路基分别呈现30°和60°角;路基边坡和两线间为直孔注浆孔。
  2.2.2 注浆前准备
  处理施工场地,确保场地平整;准备注浆和钻机设备,制定钻孔施工方案,配好注浆液,检查注浆泵、搅拌机等设备的运转情况,检查管路、接头的连接和密封质量,沿钻孔位置挖集水坑和沟槽等;试泵,检查该设备的吸水是否正常。
  2.2.3 注浆步骤
  (1)布孔。根据实际情况,采用矩形布孔,行距为23 cm,列距为18 cm,并进行统一编号。孔打好后,用注浆机把水注入孔内,检查管道是否有堵塞。钻孔过程中要严格按照设定的孔径、角度和方向进行。做好详细记录,记录起止深度、钻进深度、钻具尺寸、岩石裂隙情况、岩石名称及终孔深度等等。
  (2)注浆。根据先基坑边坡,再路基边坡的方法,先稀后浓的增加浆液浓度,注入浆液。当注浆口压力在0.2 MPa,吸浆量每分钟小于40 L,冒浆点超过注浆范围4 m左右,单孔进浆量达到压浆量的2倍时,可以停止注浆。为了确保施工质量,注浆过程不得随意中断,如有特殊因素,应及时采取补救措施。
  (3)封孔。为了防止浆液串孔,等到浆液抗压能力达到3 MPa时,对已经注浆完毕的孔用水玻璃进行封堵。施工结束后及时清理现场,以免污染环境。
  2.3 质量标准
  检查孔内可见有多处浆液凝固体,缝隙基本填满;地基承受力大于150 MPa;注浆深度范围内,土层相对密度大于0.9,空隙率不超过0.30。
  2.4 质量检查
  对施工过程中用的浆液配比、浆液强度、注浆压力及注浆量等等进行抽查,检查是否达到设计要求。
  施工完成后,随机选取10个断面进行抽芯检查,如果浆液全部进入芯样,厚度在10 mm左右,说明基层已经填满,达到强度要求。
  2.5 注浆效果评价
  由于列车运行产生巨大的震动,注浆前铁路路基有明显下沉情况,框架两侧均有裂缝,对列车的安全正常行驶造成严重威胁。注浆加固后,浆液固化充分填补的裂缝,提高了路基土的承载能力,有效避免了滑塌现象的发生,保障了铁路的安全行驶。
  3 施工注意事项
  (1)施工过程中施工人员要注意安全,不可触碰网杆和铁路;施工前要在注浆范围外设置围护栏,以免造成人员及物品掉落,造成危险,影响施工的进行。(2)施工过程中要安排专人记录施工过程,详细书写施工原始记录,包括孔位、孔深、注浆压力、注浆量及注浆前路基毁坏情况。详细分析路基土的密度、含水量,及时调整浆液配比及注浆参数,使病害得到充分处理。(3)施工过程中如果出现跑浆现象,要及时堵塞,暂停注浆,以免影响有效浆量的计算。(4)如果施工过程是冬季,应先对水加入到50 ℃左右,砂石温度在40 ℃左右。如果是雨季施工,要控制砂石含水量,确保配比正确。(5)注浆结束后,及时采用混凝土或水泥砂浆封填注浆孔,直至使填满为止。(6)注浆后要及时处理废弃的浆液,保持清洁,以免造成环境污染。
  4 结语
  铁路路基建设是铁路施工过程中最重要的环节之一,是我国经济建设的重点,路基质量直接决定了整条铁路的质量,因此路基建设非常重要[6]。注浆技术不仅可以加固不同深度的地基,消除了路基安全隐患,而且具有简单、经济、安全可靠等优点,既加快了列车运行速度,利于重载运输的发展,又使人们的生命安全得到了保障,得到了广泛应用。
  该文对路基注浆技术应用情况及路基危害情况进行分析,注重注浆孔的分布,合理安排施工工序,以进一步提高路基加固技术的施工质量。
  参考文献
  [1] 周前忠.注浆法在加固铁路路基中的应用[J].江西建材,2014(5):136-137.
  [2] 王建忠.路基注浆加固技术在玉铁铁路工程中的应用[J].技术研发,2015,22(1):52-53.
  [3] 马晓磊.路基注浆加固技术在湘桂铁路工程中的应用[J].技术与市场,2015,22(7):231-233.
  [4] 吴裕铭.花管注浆技术在加固既有铁路软土路基中的应用[J].路基工程,2012(1):108-109.
  [5] 蔡永虎.应用注浆技术整治铁路路基下沉病害[J].建筑工程技术与设计,2013(3):136-137.
  [6] 郭亚春.注浆技术在铁路顶进桥工程中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2013(15):151-152.
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