蕪湖東緩行器基礎(chǔ)病害的整治

張海清 上海鐵路局蕪湖工務(wù)段

蕪湖東站為二級四場的大型編組站，主要承擔(dān)了寧蕪線、蕪銅線、淮南線、皖贛線、宣杭線、銅九線等方向的貨物列車編組任務(wù)。該站于1991年5月正式開通啟用，后經(jīng)過多次改造后而形成目前規(guī)模。駝峰為自動化駝峰，車輛溜放時(shí)主要采用緩行器減速和減速頂方式進(jìn)行車輛減速，其中駝峰Ⅰ、Ⅱ部位采用TJK3型車輛減速器，Ⅲ部位采用TJK2型車輛減速器，緩行器基本軌為浮動式，懸浮高度為5～10mm。

1 基礎(chǔ)病害情況

經(jīng)過十幾年的運(yùn)營，緩行器基礎(chǔ)部位陸續(xù)產(chǎn)生一些病害，隨著蕪湖長江大橋開通使用和二通道的貨運(yùn)分流，緩行器病害日益嚴(yán)重，其中Ⅰ部位J1和J2緩行器的病害尤為嚴(yán)重（如圖1所示），主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

圖1 基礎(chǔ)病害情況

（1）緩行器基礎(chǔ)翻漿冒泥、下沉嚴(yán)重。Ⅰ部位緩行器分別于2001年和2006年進(jìn)行過兩次大修，對緩行器整體道床進(jìn)行了更換，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)整體道床下的片石基礎(chǔ)已完全斷裂，碎石墊層已完全板結(jié)。Ⅰ部位J1和J2緩行器整體道床下的基礎(chǔ)自大修以來蕪湖端已累計(jì)下沉約100mm，南京端已累計(jì)下沉約60mm。Ⅱ部位緩行器下的基礎(chǔ)下沉量均在40~60mm間。雖然工區(qū)進(jìn)行了多次起道整治，但下沉依然存在，尤其在雨季下沉的速率較大。

（2）軌枕板（軌枕）承軌槽壓潰、基本軌空吊嚴(yán)重。由于基本軌本身需要5~10mm的懸浮，列車運(yùn)行過程中，軌底不斷對承軌槽產(chǎn)生沖擊，使軌下膠墊失效，承軌槽壓潰，加之基礎(chǔ)下沉造成鋼軌空吊，加劇了對承軌槽的沖擊，同時(shí)鋼軌扣件無法固定鋼軌，并造成多處螺桿折斷（工區(qū)進(jìn)行過多次改錨）。目前Ⅰ部位J1、J2緩行器承軌槽壓潰深度均達(dá)15~30mm，Ⅱ部位緩行器承軌槽壓潰深度均達(dá)10~25mm。軌下膠墊失效達(dá)100多塊。

（3）整體道床斷裂，軌枕板（軌枕）擋肩損毀（含掉塊）。J1緩行器擋肩損壞5處，J2緩行器擋肩損壞損壞21處。

2 原因分析

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低

蕪湖東編組站設(shè)計(jì)年代較早，由于種種原因，對站場設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都相對較低，如軟土地基的加固處理措施、路基填料及承載力的要求等與目前鐵路建設(shè)所采用的標(biāo)準(zhǔn)有著很大差距；緩行器整體道床下采用寬度為3.4m、厚為0.5m的漿砌片石基礎(chǔ)，整體性差，在下部地基承載力不均勻或列車的沖擊荷載不一的情況下，片石基礎(chǔ)易產(chǎn)生斷裂和不均勻下沉，最終導(dǎo)致上部整體道床斷裂和鋼軌空吊。

2.2 施工工藝落后，施工質(zhì)量差

該編組站始建于二十世紀(jì)八十年代初期，當(dāng)時(shí)的鐵路建設(shè)還沒有大規(guī)模采用機(jī)械化施工，路基施工主要以人力進(jìn)行土石方的挖運(yùn)、夯填，路基填料的密實(shí)度較差，路基承載力不足，導(dǎo)致在后期運(yùn)營過程中產(chǎn)生較大沉降。

2.3 駝峰所處位置的地質(zhì)條件差

蕪湖東站場處于長江中下游淤積平地，基床土為淤積粘土，屬于河灘沉積類。建站前該地區(qū)是河塘、沼澤較多的農(nóng)田，駝峰位置正好位于池塘區(qū)域，淤泥層較厚。由于當(dāng)時(shí)的施工工藝都相對較為落后，在河塘淤泥清除不夠徹底，也未用其他加固措施來強(qiáng)化軟土地基的條件下，直接填筑路基，造成線路開通后不久就產(chǎn)生下沉的病害。

2.4 排水系統(tǒng)不健全

蕪湖東站場是經(jīng)過多次改造和擴(kuò)能后才達(dá)到目前規(guī)模的，建站初期在駝峰區(qū)范圍內(nèi)未修建排水設(shè)施，僅靠緩行器兩側(cè)的風(fēng)管溝來截留地表水，而溝墻頂?shù)臉?biāo)高比漿砌片石基礎(chǔ)頂高出約15cm左右，地表水不能完全排入風(fēng)管溝，造成雨水長期浸泡基礎(chǔ)，在列車荷載的抽吸作用下，地基逐漸軟化、下沉。

3 整治方案

（1）首先要解決基礎(chǔ)強(qiáng)度問題。根據(jù)現(xiàn)場施工作業(yè)條件，為盡可能減少施工對運(yùn)輸?shù)母蓴_，主要制定了以下兩種基礎(chǔ)處理方案。

方案一：拆除既有漿砌片石基礎(chǔ)，利用級配碎石替換原基礎(chǔ)，并用壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓，使級配碎石達(dá)到密實(shí)狀態(tài)（如圖2所示）。本方案需大型機(jī)械進(jìn)場壓實(shí)，施工難度較大，封鎖時(shí)間比較長，但處理效果很好，不需預(yù)留較大下沉量。

圖2 換填級配碎石、注漿加固方案

方案二：拆除既有漿砌片石基礎(chǔ)，利用土工材料及黃砂替換原基礎(chǔ)，然后對下部軟土地基進(jìn)行注漿加固，以增加地基承載力（如圖3所示）。本方案不需要大型機(jī)械配合施工，施工較簡單，但處理后前期易產(chǎn)生下沉，預(yù)留下沉量較難控制。

圖3 換填土工格室和中粗紗、注漿加固方案

由于該緩行器位于駝峰咽喉區(qū)，運(yùn)輸十分繁忙，每次施工對運(yùn)輸干擾都較大，因此我們選擇了施工難度大但處理效果好的方案一作為最終的基礎(chǔ)處理方案，這樣既減少了施工后期緩行器養(yǎng)護(hù)過程中對運(yùn)輸造成的干擾，又提高了施工的安全可靠度。

（2）增設(shè)排水設(shè)施，改善排水條件。在級配碎石與碎石墊層間鋪設(shè)寬度為4m的橡膠合成纖維土工布，并對緩行器兩側(cè)的地面進(jìn)行硬化處理，使雨水能順著硬化面排入兩側(cè)的風(fēng)管溝而不致于滲透到整體道床下部的基礎(chǔ)中；在兩臺緩行器之間沿線路方向增設(shè)一條排水溝，，將雨水引出緩行器范圍，使緩行器之間不存留積水。

（3）更換緩行器整體道床。由于既有整體道床已嚴(yán)重破損，無法滿足生產(chǎn)需要，因此結(jié)合對緩行器下部基礎(chǔ)進(jìn)行處理的同時(shí)，對上部的整體道床進(jìn)行更換。

4 施工組織

由于施工場地狹小，現(xiàn)場還需堆放大量的級配碎石、施工棄土和拆除的線路材料等，同時(shí)還需動用救援列車、挖掘機(jī)、壓路機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備配合施工，因此，在施工前對施工方案進(jìn)行了多次優(yōu)化，最后確定了共計(jì)8h的封鎖施工方案。

4.1 封鎖施工前的準(zhǔn)備

主要有以下幾方面工作：在既有緩行器周圍設(shè)置測量控制點(diǎn)，以便在封鎖施工時(shí)控制級配碎石的填筑高度、線路縱向坡度、施工預(yù)留下沉量和整體道床的精確定位等；準(zhǔn)備施工用料，如級配碎石、緩行器基本軌等；安排施工機(jī)械操作人員到施工現(xiàn)場熟悉施工作業(yè)環(huán)境，了解現(xiàn)場作業(yè)的安全注意事項(xiàng)等；對施工地段線路的各種螺栓進(jìn)行涂油等。

4.2 封鎖施工

根據(jù)路局批準(zhǔn)的施工封鎖計(jì)劃，對施工過程中的各項(xiàng)工作進(jìn)行了細(xì)化，明確了各參與施工單位的作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)用時(shí)，主要內(nèi)容是：

4.3 軟土地基壓漿加固

主要內(nèi)容：調(diào)查、開挖并保護(hù)鐵路兩側(cè)電務(wù)及鐵通管線，然后按照設(shè)計(jì)圖對緩行器兩側(cè)進(jìn)行鉆孔，再對孔內(nèi)壓漿。

5 整治效果和體會

按照上述方案對蕪湖東站J2緩行器進(jìn)行了綜合整治，在經(jīng)過一個(gè)月的運(yùn)營后，對緩行器的沉降進(jìn)行了檢查和測量，除施工時(shí)預(yù)留的15mm沉降基本沉降到位，基礎(chǔ)周圍未發(fā)生明顯冒漿現(xiàn)象，整治效果比較理想。