智能化解決既有鐵路頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降問題

蔣亞峰

摘要：一般情況下，鉆孔注漿樁大都應(yīng)用在地基加固以及防滲處理中，對既有鐵路頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降整治相對較少，因此可選用路基邊坡斜打注孔注漿加固以及改良土體為主要路基整治方案，且該方案的最終實(shí)施效果較好。既有鐵路在頂進(jìn)涵路基過渡段可能出現(xiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象會(huì)對國民生命財(cái)產(chǎn)安全造成不小的損失，因此將智能化技術(shù)應(yīng)用其中，可有效提高既有鐵路頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降問題的預(yù)防與解決效果。對此，文中對既有鐵路頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降及解決措施做了簡單探究分析，希望為后續(xù)工作人員提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：既有鐵路；過渡段；不均勻沉降

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095—6487（2018）02—0105—02

0引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通流量也在呈逐年上升趨勢。鐵路路基填土因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)、地基環(huán)境等多方面問題，極易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，如若不及時(shí)采取有效措施對其進(jìn)行控制，就會(huì)致使路面突變，進(jìn)而對人們的日常交通造成重要影響。所以，如何有效控制既有鐵路頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的重要問題。

1工程背景

在實(shí)際施工過程中，施工單位常常會(huì)出現(xiàn)一些操作失誤問題，比如路基填料不均勻、工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、填筑順序錯(cuò)誤、含水量較多或者較少、壓實(shí)松鋪厚度不符合相關(guān)要求以及使用設(shè)備不符合當(dāng)前要求等。

既有鐵路頂進(jìn)涵路基主體工程頂進(jìn)完成且路基回填后，對其進(jìn)行了路基檢測，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)頂進(jìn)涵兩側(cè)路基面出現(xiàn)了不均勻沉降，最大沉降已達(dá)到20 m凹陷，且坡面出現(xiàn)了部分溜塌現(xiàn)象，根據(jù)本次檢查現(xiàn)象可知，如果操作失誤會(huì)對后期鐵路路基造成一定負(fù)面影響。與此同時(shí)，除了在路基回填后產(chǎn)生的多種問題，在建設(shè)鐵路涵洞過程中，涵洞主題構(gòu)造與路基相互連接的接口處有明顯脫落現(xiàn)象，這些錯(cuò)口會(huì)對工程建設(shè)的穩(wěn)定性造成直接影響，相關(guān)工作人員必須要及時(shí)依照相關(guān)要求對其進(jìn)行加固處理。由于施工環(huán)境當(dāng)中存在多種影響因素，在施工過程中主要將素填土作為路基的回填土，結(jié)構(gòu)相對松散，孔隙相對較大，因此在施工過程中除了要進(jìn)行鉆孔、注漿外，還應(yīng)對其進(jìn)行再次加工，進(jìn)而更好的保證工程的穩(wěn)定性。

2既有鐵路智能化設(shè)計(jì)與加固技術(shù)

2.1既有鐵路智能化設(shè)計(jì)

對于既有鐵路而言，若要解決頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降問題，就必須要提前做好設(shè)計(jì)工作，與此同時(shí)，還要針對不均勻沉降現(xiàn)象所引起的一系列問題進(jìn)行全面的考慮與設(shè)計(jì)，以確定既能夠降低既有鐵路頂進(jìn)涵路基過渡段不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生的幾率，也可以提高既有鐵路運(yùn)行的安全可靠性。

對于既有鐵路而言，對其進(jìn)行平面改建智能設(shè)計(jì)，根據(jù)其通過頂進(jìn)涵路基過渡段時(shí)可能出現(xiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象及導(dǎo)致這一現(xiàn)象的因素進(jìn)行分析、處理、計(jì)算與設(shè)計(jì)，使其可從根本上減少此類事件發(fā)生的可能性。智能化設(shè)計(jì)減少了在既有鐵路設(shè)計(jì)與運(yùn)行階段單一開展的問題，提高了交互工作內(nèi)容，進(jìn)而達(dá)到了提高既有鐵路設(shè)計(jì)效率，降低不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生的幾率。

2.2路基智能化注漿作用

（1）路基注漿主要指的是利用電力技術(shù)，將已經(jīng)混合完成的物理材料放到相關(guān)裝置當(dāng)中，同時(shí)利用壓力在基體的空隙和裂縫中注漿液體。一般情況下，在注漿液體過程當(dāng)中，注漿液體在注漿管端口形成一個(gè)作用力，進(jìn)而導(dǎo)致素填土產(chǎn)生裂縫，此種情況下，注漿液體會(huì)隨著素填土自身裂縫深入到其內(nèi)部，進(jìn)而導(dǎo)致其形成“漿泡”現(xiàn)象。相關(guān)工作人員的檢查結(jié)果表明，如果電力注漿加固壓力增大，那么“漿泡”就會(huì)依附土壤中的裂縫，進(jìn)而在土壤中形成一定的反作用力。所以，在工程開始初期，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須要對涵洞結(jié)構(gòu)內(nèi)的土壤整體進(jìn)行夯實(shí)，使基體形成一個(gè)相對穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)，進(jìn)而有效抵觸非正常狀態(tài)下注漿液體產(chǎn)生的負(fù)面壓力。

（2）注漿形成骨架強(qiáng)度。在初步注漿過程結(jié)束后，基體內(nèi)的空洞及縫隙已經(jīng)基本填充完畢，不管是密度還是質(zhì)感都有了明顯加強(qiáng)。但是，由于注漿壓力的影響，土壤內(nèi)部會(huì)存在較大的抗力，導(dǎo)致填充注漿在實(shí)體中呈葉片脈絡(luò)狀進(jìn)行分布。在葉片脈絡(luò)狀形成過程中，不管是基體的抗壓能力、物質(zhì)強(qiáng)度還是組織敏度都有了明顯增加，基體土壤強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了最佳建筑狀態(tài)。

（3）當(dāng)漿液的外加劑達(dá)到一定數(shù)值后，水泥與素填土之間會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。這是由于漿液外加劑會(huì)對土壤產(chǎn)生改性作用，同時(shí)能夠提升外加劑的分子活動(dòng)性，比如水泥的化學(xué)反應(yīng)、礦物強(qiáng)度變化等。所以，在這些作用力的促使下，土壤基體會(huì)形成一種凝固的膠體物質(zhì)，這種物質(zhì)對整個(gè)建筑項(xiàng)目有著不可忽視的重要作用，同時(shí)還可為土壤形成抵抗外作用力的持久性、高強(qiáng)度提供保障。

（4）防滲堵漏作用。雖然在此次整治中，防水不是最初目的，但站在客觀角度來看，如果相關(guān)工作人員對當(dāng)前基體進(jìn)行了填充堵漏，會(huì)掩蓋素填土中間過于松散的縫隙，同時(shí)還可有效降低水分子對涵洞過渡階段路基的阻礙作用，進(jìn)而降低水對路基路面產(chǎn)生的不良影響。

2.3智能化加固方案

在加固方案的施工過程中，不僅要結(jié)合施工現(xiàn)場土壤實(shí)際情況對土壤酸堿度、抗壓力進(jìn)行綜合分析，還應(yīng)采取多種試驗(yàn)方式，對注漿工程中的詳細(xì)的半徑、范圍等數(shù)值進(jìn)行明確規(guī)定。同時(shí)還要對施工過程中出現(xiàn)的多重風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)估調(diào)整，進(jìn)而更好地為施工質(zhì)量提供保障。

（1）一般情況下，1 m注漿深度的水泥應(yīng)用數(shù)量大約為110 kg左右，但必須要注意的是，注漿的劑量應(yīng)不低于100 kg。

（2）依照相關(guān)工程設(shè)計(jì)要求，注漿的孔徑應(yīng)在0.3 m左右，孔距應(yīng)為1 m，在調(diào)整整體分布狀態(tài)時(shí)應(yīng)依照梅花形進(jìn)行分布，進(jìn)而更好的保障基地的穩(wěn)定性。

（3）在計(jì)算注漿壓力過程中，相關(guān)工作人員必須要保證設(shè)計(jì)注漿壓力范圍在0.2～1.3 MPa之內(nèi)，進(jìn)而有效提高注漿成功率。

（4）在設(shè)計(jì)注漿深度時(shí)，應(yīng)初步將其設(shè)置為12 m，深入頂涵基地1 m，在打入實(shí)驗(yàn)孔后，對其后期進(jìn)行觀測是否出現(xiàn)了更嚴(yán)重沉降，注漿深度不變。

（5）在設(shè)計(jì)要求中管線的傾斜角度為15°。

（6）在經(jīng)過一定的注漿填充后，工程設(shè)計(jì)推進(jìn)穩(wěn)定性、抗壓性以及持久性等各個(gè)方面均有明顯改善。

（7）在工程施工過程中，注漿加固技術(shù)的操作半徑必須要大于0.5 m。

（8）如果單孔注漿加固技術(shù)已經(jīng)完成，但是項(xiàng)目仍需變更的話，必須要達(dá)到以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才可對其進(jìn)行調(diào)整。首先，是注漿量沒有達(dá)到最初設(shè)計(jì)要求；其次，是注漿壓力不符合初始設(shè)計(jì)數(shù)值；最后，是基體路面漿體出現(xiàn)了外滲現(xiàn)象。

3注漿實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場分析

在注漿施工現(xiàn)場，為了有效保證工程按時(shí)保質(zhì)的完成，相關(guān)工作人員必須要依照當(dāng)前現(xiàn)場情況采集土壤樣本，同時(shí)要將已經(jīng)采集到的圖樣依照相關(guān)順序?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)整、實(shí)踐，確定實(shí)踐結(jié)果可以滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求的最佳水灰比、水泥摻入量、外加劑品種及抗壓程度等。配置完成的灰漿必須要達(dá)到流動(dòng)性強(qiáng)、便于輸送和噴射等相關(guān)要求。而對于一些規(guī)模相對較大且性質(zhì)較為特殊的相關(guān)工程，必須要在注漿施工間進(jìn)行實(shí)踐，進(jìn)而有效保障噴射直徑、強(qiáng)度的牢靠性。

在施工現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格依照預(yù)先設(shè)計(jì)要求，按照實(shí)驗(yàn)配合比分為40 cm、50 cm、60 cm加固體三種實(shí)驗(yàn)情況，利用具體實(shí)踐，可得出三個(gè)結(jié)論。

（1）注漿完成后形成的水泥幾何形體，可有效為土體接觸涵洞外墻提供一定的外力幫扶，除此之外，還可有效降低路基沉降，降低幅度高達(dá)11.6%左右。

（2）注漿所形成的結(jié)合體可有效降低過渡階段路基下沉出現(xiàn)幾率，減少幅度約在13.6%左右。

（3）漿體加固除了可有效提升穩(wěn)固效果外，還會(huì)對行車造成一定影響，所以在工程建設(shè)過程中必須要對當(dāng)前列車運(yùn)行速度以及載重?cái)?shù)值進(jìn)行全面考慮，以免出現(xiàn)安全事故。

4結(jié)束語

總而言之，在注漿建筑工程作用下，基體沉降量可達(dá)到20%左右，而減少沉降的范圍也都在10%以上。因此相關(guān)檢測部門必須要利用專業(yè)的治理方式，對橋頭的路基下沉情況進(jìn)行綜合治理。與此同時(shí)，在后期的沉降檢查調(diào)查中不難發(fā)現(xiàn)，沉降量為10 mm，路基沉降相對穩(wěn)定，同時(shí)整體建筑標(biāo)準(zhǔn)均符合相關(guān)要求，經(jīng)過整治后的基床土的物理力學(xué)性也都可以保障其正常運(yùn)營。