雙塊式無砟軌道道床板離縫翻漿病害整治研究

李建輝，胡秋霞

（1.中國鐵路南寧局集團有限公司 工務(wù)部，高級工程師，廣西 南寧530029；2.中國鐵路南寧局集團有限公司 桂林高鐵工務(wù)段，工程師，廣西 桂林）

引言

隨著我國高速鐵路快速發(fā)展，雙塊式無砟軌道已成為我國高速鐵路無砟軌道主要結(jié)構(gòu)體系。近年來，隨著運營年限不斷累積，雙塊式無砟軌道因其獨特的結(jié)構(gòu)形式及施工特點形成了不同的結(jié)構(gòu)傷損病害，其中道床板離縫翻漿為主要的病害表現(xiàn)形式。道床板離縫翻漿會影響其上部所承載的軌道線路的平順性，從而降低高速列車行駛品質(zhì)，進一步發(fā)展可能對運營安全產(chǎn)生危害。針對貴廣客專雙塊式無砟軌道的離縫病害，本文通過現(xiàn)場調(diào)查研究和病害成因分析，研究制定了針對性整治方案和具體施工工藝，通過現(xiàn)場實際驗證了整治方案的可行性和有效性，對于建立高速鐵路雙塊式無砟軌道技術(shù)和軌道結(jié)構(gòu)長期運營維護機制具有參考價值。

1 工程概況

中國鐵路南寧局集團有限公司管內(nèi)貴廣客專正線全長410.627 km，貴廣客專線下結(jié)構(gòu)采用雙塊式無砟軌道。本文研究的道床板翻漿冒泥工程案例位于貴廣客專其嶺隧道，隧道地質(zhì)條件主要為喀斯特地貌，圍巖大部分為Ⅲ、Ⅳ級。

1.1 現(xiàn)場調(diào)查高速鐵路線路遵循“動態(tài)檢查為主，動、靜態(tài)檢查相結(jié)合，結(jié)構(gòu)檢查與幾何尺寸檢查并重”［1］的原則。通過對存在翻漿冒泥病害的鐵路區(qū)段線形動檢車檢測形成的波形圖進行分析，該區(qū)段線路軌距、三角坑等衡量線形狀態(tài)［2］的參數(shù)劣化為明顯，峰值達(dá)到2.79 mm。經(jīng)現(xiàn)場檢查,道床板翻漿冒泥主要出現(xiàn)在K366+261至K368+436區(qū)段，道床板與底座之間流淌或堆積著由水與碎石墊層細(xì)顆?；旌隙傻哪酀{，個別處所泥狀物被抽吸質(zhì)道床板側(cè)表面，且范圍較廣。

1.2 雙塊式道床板離縫翻漿成因分析雙塊式無砟軌道道床板離縫翻漿原因比較復(fù)雜，受多種因素綜合形成，主要表現(xiàn)形式分為兩個階段：

1.2.1 道床板與支撐層間離縫雙塊式無砟軌道的施工工藝要求對道床板寬度范圍內(nèi)的支撐層或底座板進行拉毛處理［3］，且在道床板澆筑前對支撐層進行濕潤整治，兩者之間是通過范德華力與機械咬合力進行粘結(jié)?；炷潦且环N內(nèi)部多孔隙結(jié)構(gòu)的材料，在混凝土在初凝過程中可通過內(nèi)部微孔隙的擴張釋放部分應(yīng)力，加上現(xiàn)場施工質(zhì)量不良、拉毛處理不佳，道床板與支撐層或底座之間的粘結(jié)面成為薄弱界面，交界處周圍易產(chǎn)生損傷，逐漸發(fā)展成細(xì)微裂縫，進而成為運營階段道床板和支撐層之間離縫的誘因。

1.2.2 道床板翻漿冒泥貴廣客專線路大部分地處我國南方多雨環(huán)境，雨水易滲入道床板既有裂縫之中，使其混凝土內(nèi)部粘結(jié)力下降，出現(xiàn)脫落、粉化現(xiàn)象［4］。道床板內(nèi)自由水在高速列車重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生動水壓力，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)松散、混凝土內(nèi)部的細(xì)微顆粒不斷從離縫間冒出，形成道床板翻漿。道床板離縫翻漿發(fā)展示過程示意如圖1所示。

圖1 道床板離縫翻漿形成過程示意圖

2 工程整治方案

2.1 整治必要性根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研可知，隧道內(nèi)雙塊式無砟軌道在線路開通前期存在一定數(shù)量的道床板離縫現(xiàn)象，隨著運營時間增加，在隧道滲水和列車荷載耦合作用下出現(xiàn)翻漿冒泥、離縫增大等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響線路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服役性能和耐久性能，需及時進行整治施工［5］。

2.2 整治設(shè)計思路根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和成因分析，為提高存在翻漿冒泥的線路區(qū)段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，研究決定采用注漿補強方式對病害區(qū)段線路進行加固補強［6］。根據(jù)《高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則》相關(guān)規(guī)定，本次作業(yè)內(nèi)容為道床離縫翻漿整治。為避免雙塊式無砟軌道離縫帶來行車安全隱患和提高軌道結(jié)構(gòu)的平順性，采取“側(cè)縫封閉+離縫鉆孔注漿”施工工藝對隧道內(nèi)雙塊式道床板離縫進行整治。其中，側(cè)縫封閉的目的是將自由水或外界腐蝕性介質(zhì)隔離在離縫外，離縫鉆孔注漿的目的是對離縫內(nèi)部空間進行填充，將道床板與底座之間牢固粘結(jié)，達(dá)到避免離縫進一步惡化及改善道床板受力的目的。

2.3 整治工序設(shè)計雙塊式無砟軌道道床板離縫泛漿病害整治處理工序：清理離縫—鉆點選取—側(cè)縫封閉—離縫鉆孔—鉆孔清理—注漿管安裝—離縫注漿—插管摘除，具體操作方法如下。

1）清理離縫：確定施工段離縫整治范圍，見圖2。作業(yè)人員使用沖擊鉆、角磨機等工具將道床板與底座板離縫部位破損的原密封材料剝離并清理干凈，露出離縫，并在混凝土表面打毛，以便于封縫材料可以更好地粘結(jié)。

圖2 隧道段離縫施工整治示意圖

2）鉆點選?。恒@孔位置在施工前由標(biāo)記組利用卷尺及鋼尺測量確定，并用記號筆標(biāo)記孔位，位于在軌道板偏上位置。先在離縫較大、孔洞處布置鉆孔，再在孔間增加鉆孔，一般間距50 cm，孔間距范圍30～80 cm，無離縫處不設(shè)鉆孔。

3）側(cè)縫封閉：采用強力吹風(fēng)機將離縫裂縫周邊的粉塵和雜物吹掃干凈。待仔細(xì)核對完所要注漿的離縫情況后，用灰刀將封縫膠沿著離縫表面的走向涂刮，使其牢固地封閉離縫。用于封堵裂縫的材料應(yīng)滿足表1的規(guī)定要求。

表1 封縫材料性能指標(biāo)要求

4）離縫鉆孔：按照標(biāo)記的鉆點和需要鉆入的深度，用沖擊鉆進行騎縫鉆孔，鉆頭直徑為14 mm，深度約為150 mm～300 mm。

5）鉆孔清理：鉆孔后先用高壓風(fēng)機清理出孔內(nèi)雜物，再用試管刷刷出塵土，確保注漿孔內(nèi)清潔、干燥。同時也要注意清理離縫中的粉塵雜物。

1.4.2 糞污處理設(shè)施 可根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模配套建設(shè)干糞處理房和堆積發(fā)酵池，或使用干糞處理機加工生產(chǎn)有機肥料，同時還應(yīng)配備沼氣等糞污處理設(shè)施。

6）注漿管安裝：鉆孔清理完成后，將注漿管插入至孔底再抽回5 cm防止出膠孔堵住，并用封邊膠封住注漿孔與注漿管外部的縫隙。約20 min，封口膠硬化后即可開始注漿作業(yè)。

7）離縫注漿：注漿過程中隨時觀察相鄰的注漿管有無膠液冒出，當(dāng)附近注漿孔或其他部位有漿液流出時，采用塞子進行封堵，并繼續(xù)注漿，直到膠液無法注入，拆除注漿機和注漿管連接端，移至其他未出膠的注漿孔繼續(xù)注漿，如此直至徹底灌注飽滿方可結(jié)束注漿，封閉所有注漿孔。注漿完成后及時清理并收集注漿機剩余桶料。用于注漿加固的材料應(yīng)滿足表2的規(guī)定要求。

表2 注漿材料性能指標(biāo)

8）插管摘除：待離縫內(nèi)與注漿管內(nèi)的注漿材料完全固化后，用較堅硬的器具碰觸其表面，無明顯壓痕為合格工藝。用切割機切除多余的注漿管，并對封邊部位進行打磨保持平整，重新用封邊膠對切割過的區(qū)域封口。

2.4 過程卡控事項

1）注漿前應(yīng)對設(shè)備、材料的配比及固化情況進行檢查，以確保能夠充填飽滿，不影響道床板的穩(wěn)定和無砟軌道的使用壽命。

2）注漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力，密切注意軌面和軌道板高程變化，確保軌道變化在允許范圍內(nèi)，同時確保注漿加固材料充分?jǐn)U散、充填縫隙和有效加固道床板。

3）注漿過程中，注漿人員應(yīng)配戴護目鏡，并對鋼軌和扣件進行覆蓋，防止管道破裂造成膠液噴濺。

3 整治效果

3.1 離縫滲水整治效果良好部分滲水嚴(yán)重的區(qū)段，通過加密注漿孔布設(shè)，加大鉆孔深度，注漿完成后，有效充填了軌道結(jié)構(gòu)中空洞與裂隙，水滲流現(xiàn)象明顯得到改善。

3.2 軌道狀態(tài)保持穩(wěn)定施工結(jié)束后，應(yīng)用軌道測量小車測量出軌道高程、平面坐標(biāo)與設(shè)計線位之間的絕對偏差量，制定軌道精調(diào)精整方案，進行軌道精調(diào)后，線路質(zhì)量長期保持穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

本文以貴廣客專其嶺隧道道床板翻漿整治工程為案例，分析了雙塊式無砟道床板離縫翻漿主要原因是雨水滲入道床板與底座之間的裂縫后致排泄不暢，在高速列車重復(fù)荷載作用下混凝土粉化后反復(fù)抽吸造成泥漿溢出，導(dǎo)致道床板空吊。針對病害成因研究設(shè)計雙塊式道床板離縫滲水病害的整治方案，并進行工程實踐驗證。實踐表明，采用“側(cè)縫封閉+離縫鉆孔注漿”的整治方案是可行的。該整治方法可以將自由水或外界腐蝕性介質(zhì)隔離在離縫外，并對離縫內(nèi)部的空間進行有效填充，將道床板與底座之間牢固粘結(jié)，達(dá)到避免離縫進一步惡化及改善道床板受力的目的，整治效果良好，能有效地消除病害，有效保障行車安全，可為類似工程提供參考。