鐵路路基施工與維護(hù) 課件 6-2運(yùn)營期高速鐵路路基變形的處理

鐵路路基施工與維護(hù)6-2運(yùn)營期高速鐵路路基變形的處理一、路基沉降注漿加固處理

注漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理,通過注漿管把漿液均勻地壓人地層中,使?jié){液以填充、滲透和擠密等方式,將土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣排出，將原來松散的土顆?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能優(yōu)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)石體。概念一、路基沉降注漿加固處理

一般情況下,在路基承載力及變形不能滿足要求時(shí),均可采用注漿的方法來提高路基的力學(xué)性能,尤其在路堤填筑較松散,土體孔隙較大部位,采用注漿法的加固處理效果較佳，一般情況下,注漿法對(duì)采用砂土、粉土填筑的路基加固效果明顯,黏性土路基應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。注漿范圍應(yīng)根據(jù)路基發(fā)生沉降變形病害的部位確定,注漿加固深度隨工程情況而定,在一般部位,孔深可較淺,以5~10m為多,在重要部位可達(dá)10~20m在地基沉陷區(qū)段的深度可達(dá)20m以上。注漿范圍及注漿孔布置一、路基沉降注漿加固處理

注漿材料的選擇應(yīng)根據(jù)注漿目的、地層特性、施工條件進(jìn)行預(yù)選,針對(duì)不同條件選擇注漿材料時(shí)首先應(yīng)滿足設(shè)計(jì)功能要求,如固化時(shí)間、抗硫酸侵蝕性、可灌性、微膨脹性、親水固化性、水分不分散固化性、抗凍性、低溫固化性等,其次一般優(yōu)先選擇常用材料、來源豐富的當(dāng)?shù)夭牧虾驮靸r(jià)低廉的材料，同時(shí)漿液易配置、施工操作方便,以減小工程造價(jià);應(yīng)優(yōu)先選擇無或低污染環(huán)境的材料,盡量避免和減少環(huán)境污染,保證人員健康安全,減少對(duì)施工人員的健康危害。選擇材料后應(yīng)初步確定配合比,在施工前進(jìn)行注漿試驗(yàn),檢驗(yàn)效果,確定符合要求的材料和配合比。注漿材料及工藝一、路基沉降注漿加固處理

高速鐵路路基注漿參數(shù)設(shè)計(jì)需考慮加固地層的適宜程度,與注漿質(zhì)量密切相關(guān)，主要參數(shù)包括注漿壓力、結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)、單位注入量等。注漿參數(shù)一、路基沉降注漿加固處理

注漿施工安全監(jiān)控包括設(shè)計(jì)和施工方案評(píng)審及專項(xiàng)管理、施工全過程安全管理及變形監(jiān)測等方面。注漿施工安全監(jiān)控二、路基沉降注漿抬升處理

路基沉降變形整治的注漿抬升技術(shù),是采用注漿方式充填、加固軟弱松散路基土體,并借助漿液產(chǎn)生的壓力上移抬升無作軌道結(jié)構(gòu)的技術(shù)。注漿抬升技術(shù)最早用于建筑物的糾偏,隨著注漿技術(shù)的發(fā)展,在許多工程領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,關(guān)于注漿拾升的工程實(shí)踐也在逐漸增多。對(duì)于我國高速鐵路出現(xiàn)的路基不均勻沉降變形病害,注漿抬升技術(shù)也被用于沉降變形病害的整治,并取得了良好效果。注漿拾升技術(shù)應(yīng)用時(shí),注入的漿液應(yīng)能及時(shí)阻塞孔隙形成密閉漿液壓力體,從而能夠形成抬升力。同時(shí),被抬升的一側(cè)應(yīng)為臨空面,具有產(chǎn)生位移的條件。技術(shù)沿革二、路基沉降注漿抬升處理

注漿抬升時(shí),通過鉆孔將極稠的漿液擠入土體,在注漿處形成漿泡。漿泡對(duì)周圍土體產(chǎn)生壓縮作用，在漿泡臨近區(qū)存在較大的塑性變形區(qū),距離漿泡較遠(yuǎn)區(qū)域土體發(fā)生彈性變形，進(jìn)而增加土體的密度,如圖所示。壓密注漿剛開始時(shí),漿泡直徑和體積較小,壓力豐要作用在徑向即水平方向,隨著漿泡體積的增加,將產(chǎn)生較大的上抬力。注漿抬升原理注漿抬升技術(shù)原理二、路基沉降注漿抬升處理針對(duì)CRTSI型板式無軌道結(jié)構(gòu),根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)及工程實(shí)踐,建立了如圖所示的注漿抬升施工流程。注漿抬升施工流程及工藝無砟軌道注漿抬升施工流程三、運(yùn)營條件下路基凍脹變形處理地下水位較高的低路堤段,為保證排水通道暢通,可設(shè)置滲水盲溝,將路基士體內(nèi)的水引入盲溝，再通過盲溝引排到地下水位較低的滲井,通過滲水管并導(dǎo)人地下或通過排水溝引排到地勢較低處排走。低矮路基滲水盲溝設(shè)置三、運(yùn)營條件下路基凍脹變形處理滲水盲溝構(gòu)造滲水盲溝設(shè)置于路基坡腳護(hù)道下部,埋深通常為最大凍深+0.25m,現(xiàn)場開挖深度不滿足時(shí)可在其外側(cè)及頂面鋪設(shè)一層10cm厚的XPS溫板。溝底寬1.0~1.2m,垂直開挖溝內(nèi)充填洗凈碎石，下設(shè)C25混凝土基礎(chǔ),基礎(chǔ)底部設(shè)置4%橫向排水坡，上鋪315mm的PVC帶孔雙壁滲水波紋管,在溝外側(cè)及頂面設(shè)置一層不透水土工布,內(nèi)側(cè)及下側(cè)采用一層透水土工布反濾層包裹，如圖所示。當(dāng)采用樁網(wǎng)或樁筱地基處理時(shí),盲溝內(nèi)側(cè)可與筱板或樁帽搭接一定寬度。低矮路基滲水盲溝設(shè)置滲水盲溝設(shè)置示意三、運(yùn)營條件下路基凍脹變形處理防凍脹效果

根據(jù)哈爾濱一齊齊哈爾鐵路沿線地區(qū)近10年降雨情況統(tǒng)計(jì),大月降雨量約150mm。按月降雨量150mm計(jì)算，滲防凍層的水量由滲井完全排出需要約6d,僅為降雨時(shí)間的1/5,因此現(xiàn)有滲井的設(shè)置間距以及滲水能力完全可滿足雨季排水要求,不會(huì)因滲水不足而導(dǎo)致路基防凍層水分增加。低矮路基滲水盲溝設(shè)置三、運(yùn)營條件下路基凍脹變形處理凍脹區(qū)段軌道狀態(tài)維護(hù)主要依靠動(dòng)態(tài)檢測,以消除I級(jí)、控制工級(jí)超限為目標(biāo)。不同的凍脹超限處所,采取不同的處理方法及流程。針對(duì)動(dòng)態(tài)檢測的超限處所，確定絕對(duì)測量區(qū)段,并調(diào)查墊板情況，根據(jù)測量結(jié)果制訂整修方案,核對(duì)動(dòng)檢曲線的波峰波谷距離是否與整修方案中的墊板撤板位置相符，以確定最優(yōu)維護(hù)方案,整修方案確定后經(jīng)上報(bào)審批合格后進(jìn)行軌道維護(hù),保證線路平順性達(dá)到運(yùn)營要求。軌道狀態(tài)維護(hù)措施三、運(yùn)營條件下路基凍脹變形處理通過對(duì)某高速鐵路2012~2013年度的凍害數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)76.13%的凍害發(fā)生在無昨軌道底座板伸縮縫處。初步分析原因是底座板伸縮縫在溫度力的作用下產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致地表水滲入,引起基床表層凍脹。為此,對(duì)路基凍害處的失效底座板伸縮縫進(jìn)行了重新封堵針對(duì)路基面防水層粉化脫落問題,于2013年8~9月進(jìn)行了聚氨酷封閉整治試驗(yàn)。對(duì)路基表面進(jìn)行封閉,