CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降快速維修技術

王鑫，王濤，王瑋，吳紹利，吳智強，邵丕彥

(中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所，北京100081)

CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降快速維修技術

王鑫，王濤，王瑋，吳紹利，吳智強，邵丕彥

(中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所，北京100081)

根據CRTSⅠ型板式無砟軌道結構為單元板的特點，提出CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降快速維修技術。通過抬升軌道板并增加填充層厚度的方式，在不破壞軌道結構的條件下對CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降實現天窗內快速維修。通過采用乙烯基樹脂和發(fā)泡橡膠材料克服了抬板后快速充填和密封兩大技術難點，并制定了完善的施工工藝。本文所介紹的維修技術2013年在某線路沉降區(qū)得到實際應用，軌道結構抬升精確，效果良好。

CRTSⅠ型板式無砟軌道 路基沉降 快速維修 抬板

CRTSⅠ型板式無砟軌道作為我國高鐵重要的軌道結構之一，被應用于哈大高鐵、滬寧城際、石太客專、廣珠客專等線路。無砟軌道鋪設的核心問題之一是對工后沉降的控制。由于我國幅員遼闊，地質結構復雜，路基出現工后不均勻沉降變形是不可避免的。當沉降超過一定量時，如不及時維修，將影響軌道的平順性和耐久性。

針對無砟軌道路基沉降問題，國外目前尚無不破壞軌道板進行加固處理或修復的先例。近年來，美國環(huán)氧公司研制出一種聚氨酯發(fā)泡材料，并成功完成建筑物糾偏和道路沉降抬升試驗。方法是在建筑物底部或道路沉降位置打孔至地基表層，通過高壓注漿設備將聚氨酯發(fā)泡材料注入該層，隨著材料的發(fā)泡膨脹對建筑物糾偏或道路抬升。此方法僅在我國CRTSⅡ型無砟軌道進行了嘗試，目前主要存在以下三方面問題:①注漿需要在軌道板打孔，對軌道結構有影響;②注入材料不能取出，如果材料出現問題，難以恢復;③發(fā)泡膨脹較難控制，需要專業(yè)隊伍施工，抬升量有偏差。

針對無砟軌道路基沉降問題，國內常采用扣件調高順坡的方式消除路基沉降變形對軌道平順性的影響。但扣件調高量有最大限，CRTSⅠ型板式無砟軌道采用WJ-7扣件，其最大調高量為30 mm。當沉降超過最大限時，換用加長扣件，并采取線路限速處理，以保證運營的安全性。

由于CRTSⅠ型板式無砟軌道結構為單元板，且CA砂漿為袋裝，與軌道板易分離，并結合我國檢修天窗的實際要求，本文提出了CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降的快速維修技術，即將軌道板抬起，通過增加填充層厚度的方式來解決工后沉降造成的軌道不平順。

1 快速維修材料性能分析

乙烯基樹脂因具有優(yōu)異的動態(tài)載荷性能和良好的力學性能，成為國外無砟軌道砂漿層病害的主要維修材料。其中QS樹脂和LF樹脂是北京中鐵科新材料技術有限公司生產的兩種乙烯基樹脂，曾應用于秦沈客運專線狗河橋上CRTSⅠ型板式無砟軌道的維修。

為了快速填充板下空間，乙烯基樹脂被預制成塊，其厚度為板下空間高度的80%，為保證樹脂塊輕便，結合CRTSⅠ型板式無砟軌道軌道板的結構形式，一塊樹脂砂漿板的寬度不超過0.6 m，長度根據整體板和框架板不同，分0.7 m和1.2 m兩種大小。剩余的20%板下空間和各個樹脂塊之間采用液態(tài)乙烯基樹脂填充和“縫合”，形成類似“海島結構”，其中樹脂塊為“島”，液態(tài)乙烯基樹脂為“?！?。

快速密封采用發(fā)泡橡膠材料，發(fā)泡倍率根據注漿壓力計算得出。應用時，通過軌道板自重和精調爪壓縮材料，使其產生膨脹力，反作用于軌道板底產生摩擦力，該力大于注漿壓力，從而保證注漿過程中不漏漿，使該工藝具有可實施性。由于發(fā)泡橡膠材料自身沒有可塑性，對于CRTSⅠ型板式無砟軌道某些隱蔽性位置(主要指軌道板的凸臺樹脂位置)難以密封。通過試驗，可將發(fā)泡橡膠材料一側編上薄鋼筋，借助鋼筋的可塑性使發(fā)泡橡膠材料具有可塑性，保證軌道結構隱蔽性位置的密封。

2 快速維修施工工藝

在不斷克服技術難點的基礎上，根據CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降的維修思想和維修材料，制定了相應的快速維修施工工藝，并在某鐵路局高鐵段維修基地進行了三次演練，不斷改進，最終確定了維修施工工藝。

2.1 維修前準備工作

1)根據路基沉降量預制樹脂砂漿板，如圖1所示。

圖1 預制樹脂砂漿板

2)根據路基沉降量選擇發(fā)泡密封條高度，并對放置于軌道板邊角的密封條一側添加鋼筋，以保證具有可塑性，如圖2所示。

3)在發(fā)泡密封條上預插入注漿管和排氣管，以節(jié)約現場時間。

圖2 可塑發(fā)泡密封條

圖3 現場維修工藝流程

2.2 現場維修工藝(圖3)

1)拆除扣件及調高墊板，鑿除原凸臺樹脂。

2)精調爪抬升軌道板，對砂漿袋褶皺部位進行處理，并放入軌道板端部密封條。

3)根據軌道板每組扣件的抬高量，放入相應的預制樹脂砂漿板。

4)放入軌道板前端和后部密封條。

5)精調爪回落軌道板至沉降軌道板預恢復高度，同時軌道板壓縮密封條，密封軌道板與CA砂漿層之間的間隔空間。

6)重新澆筑凸臺樹脂。

7)檢查密封情況，并開動注漿機注入液體樹脂砂漿材料。

8)注漿至排氣孔冒漿為止，清洗注漿機。

9)等待液體樹脂砂漿材料固化約0.5 h，組裝扣件，拆除密封條，恢復軌道結構。

2013年10月在某客運專線的CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降恢復工程中應用了該快速維修工藝，效果良好，軌道結構抬升精確。維修前后軌道結構靜態(tài)數據和動態(tài)數據改善明顯，并經多次動態(tài)檢測確認后，沉降區(qū)線路速度由限速80 km/h恢復至實際運營速度200 km/h，經一年運營，目前軌道狀態(tài)穩(wěn)定，新增填充層未與軌道板及CA砂漿層離縫，且自身強度良好，確保了客運專線的安全穩(wěn)定運行。

3 快速維修技術優(yōu)點

1)充分利用CRTSⅠ型板式無砟軌道結構為單元板的特點，逐塊軌道板維修，對鄰近軌道板不產生影響，可以根據每天維修人員數量和檢修天窗的長短，把整個工后沉降區(qū)分割為若干段進行維修恢復，提高了作業(yè)效率和作業(yè)安全性，保證檢修天窗后線路的安全運營。

2)根據每塊軌道板沉降量不同，通過改變軌道板下新增填充層厚度進行調節(jié)，抬升量精確，對軌道結構影響小。

3)抬升軌道板并增加填充層厚度的方式對軌道板、砂漿層沒有損傷，屬于無損維修。

4)通過增加填充層厚度恢復軌道結構的維修方式具有“可二次維修性”。由于新填充層通過化學方式粘接于軌道板和CA砂漿袋間，當軌道結構因其他原因再次出現沉降，或者隨著科學技術的進步有更先進的方法時，可以重新增加填充層或者將新填充層取出換用更先進的材料，以滿足軌道結構要求。

同樣，上述技術也存在難點，即抬板后的快速密封和板下空間的快速填充，需要新材料和新工藝的支持。

4 結語

利用CRTSⅠ型板式無砟軌道為單元板的特點，采用抬板后增加填充層的方式，實現了CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降天窗內的快速維修。該維修技術抬升精確，并對原軌道結構無傷害，保證了線路的平順性和行車安全性。該維修技術也填補了我國CRTSⅠ型板式無砟軌道路基沉降維修的空白，延長了無砟軌道使用壽命，為我國無砟軌道的養(yǎng)護維修注入新方法，完善了我國無砟軌道技術體系。

［1］尤昌龍，劉彬，孫紅林.客運專線路基沉降問題探討［J］.鐵道標準設計，2006(7):8-10.

［2］孫韶峰.德國鐵路基礎設施的管理與維修［J］.中國鐵路，2005(12):29-32.

［3］文志勛.廣深準高速鐵路線路狀況及維修養(yǎng)護對策［J］.鐵道建筑，2001(4):10-12.

［4］中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所.高速鐵路板式無砟軌道充填層快速搶修技術研究［R］.北京:中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所，2013.

［5］陳東生，曲建軍，田新宇，等.中國高速鐵路工務維修管理體系探討［J］.鐵道建筑，2012(8):104-109.

［6］曾真.高速鐵路板式無砟軌道破損分析及工務修程修制研究［D］.成都:西南交通大學，2013.

Rapid maintenance technology of subgrade settlement for CRTSⅠslab-type ballastless track

WANG Xin，WANG Tao，WANG Wei，WU Shaoli，WU Zhiqiang，SHAO Piyan
(Metals and Chemistry Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China)

According to the unit plate characteristics of CRT SⅠslab-type ballastless track structure，rapid repair technology for subgrade settlement in CRT SⅠslab-type ballastless track was put forward.By lifting track plate and increasing the thickness of the filling layer，rapid repair in skylight for subgrade settlement of CRT SⅠslab-type ballastless track was implemented under the condition of retaining complete track structure.T wo technology difficulties including rapid filling and sealing after plate lifting were overcome by using the vinyl resin and rubber foaming materials and a comprehensive construction technology was developed.T he repair technology presented in this paper has been applied in settlement area of one railway line in 2013，uplifting of track structure is precise and the effect is good.

CRT SⅠslab-type ballastless track;Subgrade settlement;Rapid repair;Lift plate

U213.2+42

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.05.32

1003-1995(2015)05-0129-03

(責任審編周彥彥)

2014-11-10;

2015-01-20

中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計劃項目(2013G008-A-1)

王鑫(1983—)，男，河北邯鄲人，助理研究員，碩士。