一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，包括注漿材料、設(shè)備工裝以及施工工藝，具體為在確定無砟軌道抬升量后，采用高壓注漿設(shè)備，在一定注漿壓力下，按一定順序通過注漿管將速凝快硬注漿材料注入到預(yù)先橫向放置在無砟軌道底座下、級配碎石表層中的注漿袋中，注漿過程中，采用電子水準(zhǔn)儀精密測量裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測上部軌道結(jié)構(gòu)高程變化，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)停止注漿抬升，然后將高流動(dòng)性、速凝快硬注漿材料直接注入填充至被抬升底座與級配碎石層間隙，注漿材料迅速填充飽滿并固化，將抬升后的底座與級配碎石層粘結(jié)成一體，實(shí)現(xiàn)對無砟軌道的精確抬升與牢固定位。
【專利說明】一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高速鐵路無砟軌道養(yǎng)護(hù)維修【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無砟軌道是當(dāng)今世界最先進(jìn)的軌道技術(shù)，是我國建造高速鐵路所采用的主要軌道結(jié)構(gòu)型式，我國新建的京津、滬杭、滬寧、武漢城際，鄭西、武廣、京滬、哈大、京石武、杭甬、寧杭、合福、津秦、滬昆、蘭新、哈齊、寧安、鄭徐、沈丹等高速鐵路均采用無砟軌道型式。無砟軌道具有平順性高、穩(wěn)定性好、使用壽命長、耐久性好、維修工作量少等技術(shù)優(yōu)勢，但同時(shí)無砟軌道的鋪設(shè)與運(yùn)營對路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求非常嚴(yán)格，路基要求工后沉降不大于15mm，路橋、路隧結(jié)構(gòu)物過渡段的不均勻沉降差不大于5mm，縱向變形折角不大于0.1 %，追求“零沉降”理念，以確保高速鐵路高速、安全、平穩(wěn)運(yùn)行。
[0003]對于無砟軌道各結(jié)構(gòu)層來說，由于鐵路路基主要組成材料——土具有隨壓實(shí)固結(jié)程度的提高而發(fā)生體積收縮的特點(diǎn)，是最易導(dǎo)致無砟軌道線路不平順性的重要因素；而且，由于路基具有組成材料分散、復(fù)雜的特點(diǎn)以及施工控制難、性能易受環(huán)境條件影響等特點(diǎn)，其穩(wěn)定度及變形控制一直是高速鐵路建設(shè)、運(yùn)營中的難點(diǎn)。雖然人們對路基的相關(guān)問題給予了足夠的重視，并在設(shè)計(jì)、施工時(shí)采取了較多的方法和手段對路基進(jìn)行處理，如采用性能更好的A、B填料，采用摩擦樁、樁板結(jié)構(gòu)等。這些方法及手段從一定程度上增加了路基的穩(wěn)定度，減少了其變形的幅度，但從實(shí)際效果來看，由于我國幅員遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，高鐵線路大量穿越軟土、黃土、巖溶等不良地質(zhì)地帶，路基變形的問題仍然存在，尤其是在軟土發(fā)育區(qū)域建設(shè)的無砟軌道，由于軟體具有含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、滲透系數(shù)小、固結(jié)周期長等物理力學(xué)特征，其區(qū)域性工后沉降變形量大等問題仍然十分突出。工程實(shí)踐表明，在外界自然環(huán)境和列車長期運(yùn)營荷載作用下，我國已建的高速鐵路均不同程度地出現(xiàn)了由于路基沉降造成的上部無砟軌道結(jié)構(gòu)脫空、開裂、離縫等病害，例如，最早開通的京津城際出現(xiàn)了地基區(qū)域性沉降變形，武廣高鐵耒陽車站由于路基沉降導(dǎo)致無砟軌道板脫空、開裂等病害，甬臺溫鐵路由于軟土地基失穩(wěn)、造成部分路基區(qū)段下沉，石太鐵路路基發(fā)生沖蝕病害，導(dǎo)致該區(qū)段限速運(yùn)行，以上出現(xiàn)的種種路基病害嚴(yán)重影響高速鐵路行車安全和運(yùn)輸效率。
[0004]目前，針對工后沉降導(dǎo)致的無砟軌道結(jié)構(gòu)線路不平順問題，在不中斷通車的情況下，主要有兩種維修方法:一種方法是采取了調(diào)整扣件或增大扣件可調(diào)整量的方式進(jìn)行處理，這在一定程度上能夠恢復(fù)軌道結(jié)構(gòu)的平順性。但是，增大扣件系統(tǒng)可調(diào)整量后，扣件系統(tǒng)的墊塊需采用整體墊塊來維護(hù)軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，由于不同地點(diǎn)的沉降量不一樣，每個(gè)扣件系統(tǒng)所用的整體墊塊的厚度不一樣，這樣，不同整體墊塊均需單獨(dú)開模制作，成本高昂，此外，扣件系統(tǒng)可調(diào)整量增大幅值是有限的，對于隨運(yùn)營時(shí)間的延長持續(xù)下沉的軌道結(jié)構(gòu)來說，這種處理方式也具有局限性。另一種方法是采取普通水泥基材料進(jìn)行灌漿，該方法存在漿液在無砟軌道底部的擴(kuò)展不可控、強(qiáng)度發(fā)展慢、抬升效果差、難以實(shí)現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)的精確、快速抬升等問題。
[0005]針對上述兩種方法的弊端，國內(nèi)外開展了無砟軌道沉降病害的快速修復(fù)技術(shù)的試驗(yàn)研究，但目前還處于試驗(yàn)開發(fā)階段，其中，專利“應(yīng)用注入法對鐵路無砟軌道道床沉降進(jìn)行抬升的系統(tǒng)和方法(201310027717.0) ”，僅提供了一種無砟軌道結(jié)構(gòu)的抬升方法和注漿順序，并未涉及抬升精度控制技術(shù)，且工效較低，不適于天窗時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)作業(yè)；而專利“高速鐵路無砟軌道抬升高聚物注漿方法(201310123669.5) ”目前尚未見應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道，且從施工工藝來看，既不利于注漿材料填充飽滿，也不利于天窗時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)作業(yè)。同時(shí)，上述兩項(xiàng)專利均未涉及到抬升直線段、曲線段無砟軌道的工藝區(qū)別，而且兩項(xiàng)專利所用注漿材料均為反應(yīng)時(shí)具有膨脹性能的高聚物材料，該材料一方面成本較高，不利于大規(guī)模工程應(yīng)用；另一方面其剛度、彈性模量等物理力學(xué)性能指標(biāo)與無砟軌道結(jié)構(gòu)用材料如混凝土、級配碎石等差別較大，可能對軌道結(jié)構(gòu)受力帶來不良影響；另外，上述兩項(xiàng)專利還不適用于沉降較大線路的抬升修復(fù)。因此，為根本解決無砟軌道道床沉降病害的快速修復(fù)技術(shù)難題，系統(tǒng)形成分別適用于直線段、曲線段無砟軌道結(jié)構(gòu)注漿抬升技術(shù)，經(jīng)濟(jì)有效地解決地基、路基工后沉降量超出扣件可調(diào)整量造成的無砟軌道結(jié)構(gòu)線路不平順性問題，是本領(lǐng)域亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明針對我國高速鐵路無砟軌道沉降修復(fù)的現(xiàn)實(shí)需要以及當(dāng)前沉降病害整治方法的缺陷不足，發(fā)明了一種適用于沉降無砟軌道鐵路的注漿抬升快速修復(fù)方法。該發(fā)明施工快捷、實(shí)用可靠、成本經(jīng)濟(jì)，為在天窗時(shí)間內(nèi)解決無砟軌道沉降病害提供了一種快速、便捷、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的新方法。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0008]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述修復(fù)方法包括注漿材料、設(shè)備工裝以及相關(guān)施工工藝和步驟，具體是在確定無砟軌道線路抬升量后，采用高壓注漿設(shè)備，在一定注漿壓力下，按一定順序，通過注漿管將一種速凝快硬的注漿材料注入到預(yù)先橫向放置在無砟軌道底座下、級配碎石表層中的注漿袋中，注漿過程中，采用電子水準(zhǔn)儀精密測量裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測上部軌道結(jié)構(gòu)高程變化，當(dāng)接近或達(dá)到預(yù)定抬升設(shè)計(jì)高程時(shí)停止注漿，然后將高流動(dòng)性、速凝快硬的注漿材料直接注入填充至被抬升軌道結(jié)構(gòu)的底座與級配碎石層間隙，注漿材料快速填充飽滿并迅速固化，將抬升后的無砟軌道底座與級配碎石層粘結(jié)成一體，從而實(shí)現(xiàn)對無砟軌道上部結(jié)構(gòu)的精確抬升與牢固定位。
[0009]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述的注漿材料為具有膨脹性或無膨脹性的速凝快硬材料，可工作時(shí)間為5s?600s，Ih抗壓強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上；速凝快硬材料為有機(jī)類速凝快硬材料聚氨酯、聚脲、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂和不飽和聚酯等中的一種，或?yàn)闊o機(jī)類速凝快硬材料水玻璃-水泥體系、硫鋁酸鹽體系、鋁酸鹽和磷酸鹽體系中的一種。所述注漿材料速凝快硬的特性，可以實(shí)現(xiàn)被抬升無砟軌道結(jié)構(gòu)的快速可承載與通車的功能要求。
[0010]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述的注漿設(shè)備壓力調(diào)節(jié)范圍為0.5MPa?30MPa、注漿流量調(diào)節(jié)范圍為OL/min?200L/min、對注漿材料加熱控溫范圍為20°C?80°C。
[0011]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述的注漿孔分為抬升孔和填充孔，抬升孔是用于軌道結(jié)構(gòu)高程抬升的注漿孔，孔間距為0.6m?10.6m，孔直徑1mm?100mm，孔內(nèi)放置預(yù)先加工制作的、編好編號的、不同長度或直徑的、內(nèi)插注漿管、口部扎死的注漿袋；而填充孔是用于均勻填充被抬升底座與級配碎石層間隙的注漿孔，其布置在每兩個(gè)抬升注漿孔中間，注漿管長度至底板中心線且其前端無需設(shè)置注漿袋。
[0012]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述的注漿順序?yàn)槭紫冗M(jìn)行抬升孔注漿，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)停止抬升孔注漿，進(jìn)行填充孔注漿。
[0013]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述的相關(guān)施工工藝和步驟由現(xiàn)場測量、制定修復(fù)方案、制作合適尺寸的注漿管與注漿袋、放松扣件更換墊板、橫向鉆孔、穿管放袋、設(shè)備就位及調(diào)試、接管、注漿抬升、同步監(jiān)控抬升量、抬升后的空隙注漿、線路復(fù)測及收尾清場工作組成，具體包括以下步驟:
[0014]A、抬升前，采用精度為0.1mm以上電子水準(zhǔn)儀或軌道測量小車對沉降區(qū)域的無砟軌道結(jié)構(gòu)的平順性進(jìn)行測量；根據(jù)測量結(jié)果和工程需要，制定出可天窗時(shí)間內(nèi)完成的具體抬升修復(fù)方案(確定注漿孔間距、孔徑、長度、材料用量、注漿順序、各點(diǎn)抬升高度、注漿管尺寸及數(shù)量、注漿機(jī)具、施工人員及分工、各工藝工序及控制點(diǎn))，并建立抬升點(diǎn)監(jiān)測網(wǎng)；
[0015]B、預(yù)先制作注漿袋，將直徑5mm?10mm的注漿管一端插入至注漿袋底部，另一端置于注漿袋外且長于注漿袋1cm以上，然后，將注漿袋口部繞注漿管扎緊，其余部分緊密摺疊纏繞在注漿管外，根據(jù)抬升修復(fù)方案對相應(yīng)尺寸的布袋進(jìn)行編號；
[0016]C、根據(jù)抬升方案，現(xiàn)場標(biāo)示出注漿孔位置并編號，孔間距為0.2m?10.6m,同步放松鋼軌扣件和更換適宜墊板，然后按標(biāo)示位置在需抬升修復(fù)的無砟軌道底板下級配碎石層橫向鉆孔，孔直徑1mm?100mm,用于抬升的注衆(zhòng)孔長度大于底板橫向?qū)挾菼cm以上(孔直徑根據(jù)其上部無砟軌道擬抬升高度確定，孔長度根據(jù)現(xiàn)場線路防排水層的封閉情況調(diào)整)，用于填充的注漿管長度至底板中心線即可，且無需注漿袋；
[0017]D、根據(jù)抬升方案，將預(yù)先加工制作的、編好編號的、不同長度或直徑的、內(nèi)插注漿管、口部扎死的注漿袋插入對應(yīng)編號的抬升注漿孔內(nèi)，且需深入至孔最末端；
[0018]E、設(shè)備安裝就位，調(diào)試設(shè)備工藝參數(shù)，制備出性能滿足要求的注漿材料；
[0019]F、首先，將注漿設(shè)備通過快速接頭接至置于線路沉降相對較大位置的注漿袋外的注漿管口部，向注漿袋中注漿，注漿材料在注漿壓力下?lián)伍_并脹滿注漿袋，注漿壓力以及注漿材料反應(yīng)所產(chǎn)生的膨脹力將沉降無砟軌道向上抬起，抬升過程中采用電子水準(zhǔn)儀對軌道結(jié)構(gòu)相應(yīng)承軌臺(或鋼軌頂面)的高程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)高程后停止注漿。隨后，注漿材料迅速硬化，將抬升后的無砟軌道支承、定位在既定位置；
[0020]G、以上述注漿孔為中心，按F所述的注漿方法分別向其兩側(cè)的注漿孔中的注漿袋依次注漿，直至所修復(fù)區(qū)段軌道高程均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
[0021]H、若單次抬升高度未達(dá)到設(shè)定的抬升高度時(shí)，可重復(fù)上述工序A-G，通過多次天窗作業(yè)最終完成對沉降無砟軌道的抬升；
[0022]1、線路高程抬升至設(shè)計(jì)要求后，通過注漿管，將速凝快硬注漿材料(優(yōu)選成本較低的快硬水泥基材料)向上述各注漿抬升布袋間被抬升后的無砟軌道底座與級配碎石層的間隙注漿，直至注漿材料從底座兩側(cè)連續(xù)冒出后停止注漿，以確保注漿材料在無砟軌道底座下部填充密實(shí)、均勻；
[0023]J、完成注漿后，及時(shí)對注漿設(shè)備進(jìn)行清洗，對線路高程進(jìn)行復(fù)測，并據(jù)此調(diào)整扣件高度，確保線路平順性滿足要求后，清理施工現(xiàn)場，恢復(fù)線路通車。
[0024]一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述的相關(guān)施工工藝對于直線段無砟軌道抬升而言，抬升、填充注漿管接口設(shè)置在線路外側(cè)，注漿漿液從內(nèi)側(cè)向外側(cè)流動(dòng)；對于曲線段無砟軌道抬升而言，抬升用注漿管接口設(shè)置在線路曲線超高側(cè)，漿液從低端向高端流動(dòng)，而填充用注漿管接口優(yōu)選設(shè)置在線路外側(cè)，漿液從高端向低端流動(dòng)，以確保抬升效果。
[0025]與現(xiàn)有無砟軌道修復(fù)技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026](I)通過在底座下級配碎石層鉆設(shè)注漿孔，避免了對軌道板或底座等線路關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位的鉆孔損傷，對線路擾動(dòng)小。
[0027](2)填充抬升孔隙時(shí)大量采用快硬水泥基材料，一方面有利于保證注漿抬升硬化層的彈性模量、剛度與無砟軌道結(jié)構(gòu)更加匹配，確保線路軌道結(jié)構(gòu)受力合理；另一方面有利于降低高分子聚合物等高成本注漿材料的用量，大幅降低修復(fù)成本。
[0028](3)根據(jù)線路沉降大小，差異設(shè)置與之相適應(yīng)的鉆孔直徑和注漿袋尺寸，一方面有利于控制無砟軌道抬升精度，避免出現(xiàn)局部抬升過高、過偏等問題；另一方面有利于降低注漿材料用量，節(jié)省材料成本。
[0029](4)抬升注漿、填充注漿可獨(dú)立進(jìn)行，一方面大幅減少注漿孔數(shù)量，進(jìn)一步提高了工效；另一方面更適于施工組織安排，不僅適于單個(gè)天窗時(shí)間內(nèi)的修復(fù)作業(yè)，還適于多個(gè)天窗時(shí)間的連續(xù)修復(fù)作業(yè)。
[0030](5)所用注漿材料可較多選用無機(jī)水泥基材料，耐久性能、環(huán)保性能更好，經(jīng)濟(jì)性更高，可節(jié)省60%以上的修復(fù)材料成本。
[0031](6)適用性高，既適用于直線段無砟軌道的抬升修復(fù)，又適用于曲線段無砟軌道的抬升修復(fù)。
[0032]綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有的注漿抬升技術(shù)明顯不同，對沉降的無砟軌道結(jié)構(gòu)抬升精度可控制在± 1mm，所述注漿材料施工完畢后Ih內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上，能夠確保天窗時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)抬升作用，并能保證無砟軌道線路的平順性，具有施工快捷、成本經(jīng)濟(jì)、耐久環(huán)保、實(shí)用可靠、適用性高等諸多優(yōu)勢，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明所提供的典型的單線沉降無砟軌道線路平面示意圖。
[0034]圖2是典型的無砟軌道底座下抬升、填充用注漿孔平面布置示意圖。
[0035]圖3是典型的用于抬升注漿孔的注漿袋及注漿管示意圖。
[0036]圖4是向抬升注漿孔內(nèi)插入對應(yīng)編號的注漿袋及注漿管示意圖。
[0037]圖5是向填充注漿孔內(nèi)插入注漿管示意圖。
[0038]圖6是向抬升注漿孔El至E20注漿后無砟軌道被抬升、支承示意圖。
[0039]圖7是向填充注漿孔Fl至F19注漿后無砟軌道被牢固均勻支承、定位示意圖。
[0040]圖8是向曲線段無砟軌道抬升注漿孔內(nèi)插入對應(yīng)編號的注漿袋及注漿管示意圖。
[0041]圖9是向曲線段無砟軌道填充注漿孔內(nèi)插入注漿管示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下通過具體實(shí)施例介紹本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)和所具有的有益效果，但本發(fā)明并不局限于此，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]實(shí)施例1
[0044]本發(fā)明實(shí)施例1提供了一種用于直線段單線沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述方法包括以下內(nèi)容:
[0045](I)抬升前，采用電子水準(zhǔn)儀(精確度至少0.1mm)對沉降區(qū)域的無砟軌道結(jié)構(gòu)平順性進(jìn)行測量，并建立抬升點(diǎn)監(jiān)測網(wǎng)；根據(jù)線路設(shè)計(jì)標(biāo)高，確定了 1#至20#各承軌臺(001)所對應(yīng)的設(shè)計(jì)抬升高度見表1、圖1所示。
[0046]表I 1#至20#承軌臺設(shè)計(jì)抬升高度
[0047]
承軌臺編號I設(shè)計(jì)抬升高度(Mn)~I承軌臺編號I設(shè)計(jì)抬升高度(mn)
1#17U#H
2#1712#30
3#2013#27
4#2114#25
5#2215#23
6#2416#21
7#2517#18
8#2718#17
9#3019#15
10# H20#16
[0048](2)根據(jù)設(shè)計(jì)抬升高度，制定具體抬升修復(fù)方案。確定注漿孔布置方案及各孔編號如圖2所示，其中，用于抬升的注漿孔位于每個(gè)承軌臺(001)下方、孔徑30mm、長度大于底板(002)橫向?qū)挾萳cm，對應(yīng)于編號El至E20 ;用于填充的注漿孔位于每兩個(gè)抬升注漿孔中間、孔徑20mm、長度至底板中心線(003)，對應(yīng)于編號Fl至F19。
[0049](3)根據(jù)設(shè)計(jì)抬升高度，制作不同直徑的注漿袋(004)，將外徑1mm的注漿管
(005)一端插入至注漿袋(004)底部，另一端置于注漿袋(004)外且長于注漿袋(004) 1cm以上，然后，將注漿袋(004) 口部用扎絲(006)繞注漿鋼管(005)扎死，其余部分摺疊緊密纏繞在注漿鋼管(005)外，如圖3所示。
[0050](4)根據(jù)注漿孔布置方案，現(xiàn)場標(biāo)示出注漿孔位置并醒目編號，同步放松鋼軌扣件和更換適宜墊板，然后按標(biāo)示位置在需抬升修復(fù)的無砟軌道底板(002)下級配碎石層
(007)橫向鉆孔,成孔后亦如圖2所示。
[0051](5)根據(jù)抬升方案，將內(nèi)插注漿管(005)的注漿袋(004)插入對應(yīng)編號的抬升注漿孔內(nèi)(El至E20)，且需深入至孔最末端，如圖4所示；同步將直徑1mm的注漿鋼管(005)分別插入至填充注漿孔內(nèi)(Fl至F19)，且需深入線路中心線(003)位置，如圖5所示。
[0052](6)注漿設(shè)備安裝就位，分別設(shè)定調(diào)試用于抬升孔、填充孔注漿的設(shè)備工藝參數(shù)，并制備出性能滿足要求的注漿材料。其中，用于向抬升注漿孔El至E20(即向1#至20#布袋)注漿的設(shè)備注漿壓力為16MPa，流量10L/min，加熱料溫設(shè)定為50°C，所用材料為聚氨酯發(fā)泡材料，可工作時(shí)間10s，15min內(nèi)達(dá)到最終抗壓強(qiáng)度的90%以上；用于向填充注漿孔Fl至F19注漿的設(shè)備注漿壓力為5MPa，流量30L/min，所用材料為水泥-水玻璃速凝快硬材料，可工作時(shí)間為35s，lh內(nèi)的抗壓強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上。
[0053](7)在確認(rèn)注漿設(shè)備與注漿材料均正常后，首先，將用于抬升孔注漿的注漿設(shè)備通過快速接頭接至置于線路沉降最大位置的注漿袋(004)外的注漿管(005) 口部(即E10、Ell)，向注漿袋(004)中注入聚氨酯發(fā)泡材料，注漿材料在注漿壓力下?lián)伍_并脹滿注漿袋
(004)，注漿材料反應(yīng)所產(chǎn)生的膨脹力將沉降無砟軌道向上抬起，抬升過程中采用電子水準(zhǔn)儀對軌道結(jié)構(gòu)相應(yīng)承軌臺(001)(或鋼軌頂面)的高程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)接近設(shè)計(jì)高程后停止注漿。隨后，以該注漿孔為中心分別向其兩側(cè)的抬升注漿孔中的注漿袋(004)依次注漿，即按 E9、E12、E8、E12、E7、E13、E6、E14、E5、E15、E4、E16、E3、E17、E2、E18、E1、E19、E20 的順序進(jìn)行注漿，抬升過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測高程變化，直至所修復(fù)區(qū)段軌道高程均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。注漿材料迅速硬化，通過El至E20注漿孔內(nèi)的硬化材料將抬升后的無砟軌道支承、定位在既定位置，如圖6所示。
[0054](8)若單次抬升高度未達(dá)到設(shè)定的抬升高度時(shí)，可重復(fù)上述工序(I) _(8)，通過多次天窗作業(yè)最終完成對沉降無砟軌道的抬升。
[0055](9)待線路高程抬升至設(shè)計(jì)要求后，將用于填充孔注漿的注漿設(shè)備通過快速接頭接至置于填充注漿管(005) 口部(即Fl至F19)，向被抬升后的無砟軌道底座(002)與級配碎石層(007)的間隙注入水泥-水玻璃速凝快硬材料，直至注漿材料從底座(002)兩側(cè)連續(xù)冒出后停止注漿，確保注漿材料在無砟軌道底座(002)下部填充密實(shí)、均勻，以牢固支承與定位上部的無砟軌道結(jié)構(gòu)，如圖7所示。注漿過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測高程變化，若高程變化明顯(> Imm)，則降低注漿壓力，繼續(xù)注漿直至漿液從底座(002)兩側(cè)溢出。
[0056](10)完成注漿后，及時(shí)對注漿設(shè)備進(jìn)行清洗，對線路高程進(jìn)行復(fù)測，并據(jù)此調(diào)整扣件高度，確保線路平順性滿足要求后，徹底清場，恢復(fù)線路通車。
[0057]所述的無砟軌道注漿抬升技術(shù)，適用于整治路基、隧道直線段各種類型(CRTS 1、Π、ΙΙΙ型板式與雙塊式)無砟軌道結(jié)構(gòu)以及道岔區(qū)無砟軌道道床的沉降病害，無需使用大型施工設(shè)備、施工工藝簡單、現(xiàn)場作業(yè)人員少、更適于天窗作業(yè)、更便于施工組織，對沉降的無砟軌道結(jié)構(gòu)抬升精度可控制在±1_，所述注漿材料施工完畢后Ih內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，能夠很好地保證無砟軌道線路的平順性，較快地開放線路，實(shí)現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)的快速修復(fù)。
[0058]實(shí)施例2
[0059]本發(fā)明實(shí)施例2提供了一種用于曲線段單線沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，所述方法包括以下內(nèi)容:
[0060](I)修復(fù)工藝、步驟與實(shí)施例1基本相同，僅是抬升、填充注漿孔的鉆取布設(shè)稍有差別，其示意圖分別如圖8、9所示，即抬升用注漿管(005)接口設(shè)置在線路曲線超高側(cè)，漿液從低側(cè)向超高側(cè)流動(dòng)，而填充用注漿管(005)接口優(yōu)選設(shè)置在線路外側(cè)，漿液從超高側(cè)向低側(cè)流動(dòng)，以確保抬升效果。
[0061](2)用于向抬升注漿孔注漿的材料為聚氨酯發(fā)泡材料，可工作時(shí)間10s，15min內(nèi)達(dá)到最終抗壓強(qiáng)度的90%以上；用于向填充注漿孔注漿的材料為快硬水泥速凝快硬材料，可工作時(shí)間為40s，Ih內(nèi)的抗壓強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上。
[0062]所述的無砟軌道注漿抬升技術(shù)，適用性高，既適用于直線段無砟軌道的抬升修復(fù)，又適用于曲線段無砟軌道的抬升修復(fù)；無需使用大型施工設(shè)備、施工工藝簡單、現(xiàn)場作業(yè)人員少、更適于天窗作業(yè)、更便于施工組織，對沉降的無砟軌道結(jié)構(gòu)抬升精度可控制在土 1mm，所述注漿材料施工完畢后Ih內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上，能夠很好地保證無砟軌道線路的平順性，較快地開放線路，實(shí)現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)的快速修復(fù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于沉降無砟軌道的注漿抬升快速修復(fù)方法，其特征為:所述修復(fù)方法包括注漿材料、設(shè)備工裝以及施工工藝，具體為在確定無砟軌道抬升量后，采用高壓注漿設(shè)備，在一定注漿壓力下，按一定順序通過抬升用注漿管將速凝快硬注漿材料注入到預(yù)先橫向放置在無砟軌道底座下、級配碎石表層中的注漿袋中，注漿時(shí)采用電子水準(zhǔn)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測高程變化，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)停止注漿抬升，然后將高流動(dòng)性、速凝快硬注漿材料通過填充用注漿管直接注入填充至被抬升底座與級配碎石層間隙，注漿材料迅速填充飽滿并固化，將抬升后的底座與級配碎石層粘結(jié)成一體，實(shí)現(xiàn)了對無砟軌道的精確抬升與牢固定位。
2.如權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述的注漿材料為具有膨脹性或無膨脹性的速凝快硬材料，可工作時(shí)間為5s?600s，Ih抗壓強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上；速凝快硬材料為有機(jī)類速凝快硬材料聚氨酯、聚脲、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂和不飽和聚酯等中的一種，或?yàn)闊o機(jī)類速凝快硬材料水玻璃-水泥體系、硫鋁酸鹽體系、鋁酸鹽和磷酸鹽體系中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述的注漿設(shè)備壓力調(diào)節(jié)范圍為0.5MPa?30MPa、注漿流量調(diào)節(jié)范圍為OL/min?200L/min、對注漿材料加熱控溫范圍為20°C?80°C。
4.如權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述的注漿孔分為抬升孔和填充孔，抬升孔是用于軌道結(jié)構(gòu)高程抬升的注漿孔，孔間距為0.6m?10.6m,孔直徑1mm?100mm，孔內(nèi)放置預(yù)先加工制作的、編好編號的、不同長度或直徑的、內(nèi)插注漿管、口部扎死的注漿袋且注漿袋需深入至孔最末端；填充孔是用于均勻填充被抬升底座與級配碎石層間隙的注漿孔，其布置在每兩個(gè)抬升注漿孔中間，注漿管長度至底板中心線且其前端無需設(shè)置注漿袋。
5.如權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述的注漿順序?yàn)槭紫冗M(jìn)行抬升孔注漿，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)停止抬升孔注漿，進(jìn)行填充孔注漿。
6.如權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于:其包括以下步驟: A、抬升前，采用精度為0.1mm以上電子水準(zhǔn)儀或軌道測量小車對沉降區(qū)域的無砟軌道結(jié)構(gòu)的平順性進(jìn)行測量；根據(jù)測量結(jié)果和工程需要，制定出可天窗時(shí)間內(nèi)完成的具體抬升修復(fù)方案(確定注漿孔間距、孔徑、長度、材料用量、注漿順序、各點(diǎn)抬升高度、注漿管尺寸及數(shù)量、注漿機(jī)具、施工人員及分工、各工藝工序及控制點(diǎn))，并建立抬升點(diǎn)監(jiān)測網(wǎng)； B、預(yù)先制作注漿袋，將直徑5_?10mm的注漿管一端插入至注漿袋底部，另一端置于注漿袋外且長于注漿袋1cm以上，然后，將注漿袋口部繞注漿管扎緊，其余部分緊密摺疊纏繞在注漿管外，根據(jù)抬升修復(fù)方案對相應(yīng)尺寸的布袋進(jìn)行編號； C、根據(jù)抬升方案，現(xiàn)場標(biāo)示出注漿孔位置并編號，孔間距為0.2m?10.6m,同步放松鋼軌扣件和更換適宜墊板，然后按標(biāo)示位置在需抬升修復(fù)的無砟軌道底板下級配碎石層橫向鉆孔，孔直徑1mm?100mm，用于抬升的注漿孔長度大于底板橫向?qū)挾菼cm以上(孔直徑根據(jù)其上部無砟軌道擬抬升高度確定，孔長度根據(jù)現(xiàn)場線路防排水層的封閉情況調(diào)整)，用于填充的注漿管長度至底板中心線即可，且無需注漿袋； D、根據(jù)抬升方案，將預(yù)先加工制作的、編好編號的、不同長度或直徑的、內(nèi)插注漿管、口部扎死的注漿袋插入對應(yīng)編號的抬升注漿孔內(nèi)，且需深入至孔最末端； E、設(shè)備安裝就位，調(diào)試設(shè)備工藝參數(shù)，制備出性能滿足要求的注漿材料； F、首先，將注漿設(shè)備通過快速接頭接至置于線路沉降相對較大位置的注漿袋外的注漿管口部，向注漿袋中注漿，注漿材料在注漿壓力下?lián)伍_并脹滿注漿袋，注漿壓力以及注漿材料反應(yīng)所產(chǎn)生的膨脹力將沉降無砟軌道向上抬起，抬升過程中采用電子水準(zhǔn)儀對軌道結(jié)構(gòu)相應(yīng)承軌臺(或鋼軌頂面)的高程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)高程后停止注漿。隨后，注漿材料迅速硬化，將抬升后的無砟軌道支承、定位在既定位置； G、以上述注漿孔為中心，按F所述的注漿方法分別向其兩側(cè)的注漿孔中的注漿袋依次注漿，直至所修復(fù)區(qū)段軌道高程均達(dá)到設(shè)計(jì)要求； H、若單次抬升高度未達(dá)到設(shè)定的抬升高度時(shí)，可重復(fù)上述工序A-G，通過多次天窗作業(yè)最終完成對沉降無昨軌道的抬升； 1、線路高程抬升至設(shè)計(jì)要求后，通過注漿管，將速凝快硬注漿材料(優(yōu)選成本較低的快硬水泥基材料)向上述各注漿抬升布袋間被抬升后的無砟軌道底座與級配碎石層的間隙注漿，直至注漿材料從底座兩側(cè)連續(xù)冒出后停止注漿，以確保注漿材料在無砟軌道底座下部填充密實(shí)、均勻； J、完成注漿后，及時(shí)對注漿設(shè)備進(jìn)行清洗，對線路高程進(jìn)行復(fù)測，并據(jù)此調(diào)整扣件高度，確保線路平順性滿足要求后，清理施工現(xiàn)場，恢復(fù)線路通車。
7.如權(quán)利要求1所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述的注漿工藝對于直線段無砟軌道抬升而言，抬升、填充注漿管接口設(shè)置在線路外側(cè)，注漿漿液從內(nèi)側(cè)向外側(cè)流動(dòng)；對于曲線段無砟軌道抬升而言，抬升用注漿管接口設(shè)置在線路曲線超高側(cè)，漿液從低側(cè)向超高側(cè)流動(dòng)，而填充用注漿管接口優(yōu)選設(shè)置在線路外側(cè)，漿液從超高側(cè)向低側(cè)流動(dòng)。
【文檔編號】E01B29/04GK104153259SQ201410410235
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】鄭新國, 劉競, 謝永江, 翁智財(cái), 李書明, 曾志, 朱長華, 仲新華, 楊德軍, 王月華 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所