CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区基础沉降整治对策

杨绪成

(中国铁路北京局集团有限公司,北京 100086)

1 技术难点

端刺区CRTSⅡ型板式无砟轨道结构纵断面如图1 所示。其主要由大小端刺、摩擦板、过渡板及其上部无砟道床组成。

图1 端刺区CRTSⅡ型板式无砟轨道结构纵断面(单位：mm)

对其进行抬升整治主要存在如下技术难点:

1)对于已成熟应用于常规路基段无砟轨道结构基础沉降整治的高聚物注浆整体抬升技术，虽然其具备工艺简单、风险低、工效高、理论抬升量充足、可消除轨道结构变形应力、施工精度高等诸多优点，但是在应用于CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区基础沉降整治时，却由于底座板、摩擦板与端刺联为一体，注入高聚物只能在摩擦板下进行，加之轨道结构自重及约束阻力较大，导致无法应用。

2)根据CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区结构特征(如图2所示)，理论上可以通过调整砂浆充填层厚度的方式实现轨道板的抬升，但此法存在工艺复杂、工效低、成本高、天窗时间内施工风险高、砂浆层可调整厚度有限、不能消除轨道下部结构(如支承层、底座板等)变形应力、对轨道结构破坏大等问题，难以在沉降量较大、沉降距离较长地段采用。

图2 端刺区CRTSⅡ型板式无砟轨道结构横断面 (小端刺位置，单位：mm)

3)一般情况下针对端刺区与相邻的路基段无砟轨道结构整体沉降，在进行端刺区无砟轨道结构抬升的同时要对相邻的路基段无砟轨道结构进行顺坡抬升。如果对常规路基段采用高聚物注浆抬升方式，端刺区采用抬升轨道板方式进行整治，则会导致2种抬升方式衔接位置的轨道下部结构出现较大的高差，这是不允许的。

2 整治方案

图3 过渡段综合处理抬升方案示意

3 整治流程

在不影响列车运行的情况下，仅利用天窗时间对端刺区沉降实施抬升修复的整治流程如图4所示。其中顺坡过渡段采用高聚物注浆抬升和调整砂浆层厚度抬升轨道板相结合的方式分步实施，先调整砂浆层厚度抬升轨道板至一定高度后再进行高聚物注浆抬升至目标高度。

图4 CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区基础沉降整治流程

具体实施要点分述如下：

1)调整砂浆层厚度抬升轨道板

对于端刺区直接通过调整砂浆层厚度抬升轨道板的方式一次性将轨道板抬升到位，对于顺坡过渡段应先进行砂浆层厚度调整使轨道板抬升至目标高程。调整砂浆层厚度抬升轨道板的主要整治流程如下：

①凿除宽接缝。凿除轨道板间宽接缝混凝土。在宽接缝混凝土未恢复期间，采用限位装置对轨道进行限位。

②松开作业区域前后扣件，抬高轨道板。松开抬板位置前后一定长度的扣件，扣件松开长度根据作业轨温、实际锁定轨温等条件确定。之后，放入千斤顶并抬升轨道板，以便于原有充填层砂浆的凿除。

③清除原砂浆层。凿除原有砂浆层并将混凝土底座表面清理干净。在凿除充填层砂浆时一并凿除灌注口内填充混凝土及砂浆。

④轨道板就位并精调。通过调节精调爪，将轨道板调整至目标高度。轨道板抬升后，已抬升轨道板与相邻未抬升轨道板形成的高度差，采用调高扣件进行轨面顺坡调整，顺坡坡度不大于2‰。

⑤支立模板并灌注砂浆。在轨道板侧面进行封边并支立砂浆灌注模板，然后灌注快硬聚合物水泥砂浆。

⑥轨道板纵连并恢复宽接缝。待砂浆强度达到9 MPa 或窄接缝浇筑的混凝土强度达到20 MPa后可对轨道板按原设计进行张拉，并采用C55微膨胀早强聚合物混凝土重新浇筑宽接缝。

2)高聚物注浆整体抬升

对于常规路基区段和完成了轨道板抬升的顺坡过渡段，采用高聚物注浆抬升的方式将无砟轨道结构整体抬升至目标高程。高聚物注浆抬升的主要整治流程如下：

①注浆孔钻孔。按照注浆孔的布置位置标注孔位后进行钻孔。

②安装注浆管。将注浆管插入注浆孔中并拧紧止浆阀。侧孔的注浆管可以在钻孔完毕后立即安装，中间注浆管需在注浆施工的当天进行安装，以免影响行车安全。

③注浆抬升作业。调试注浆设备，测试高聚物注浆材料的性能参数以确保其满足要求；按预定注浆顺序进行注浆操作，在注浆的过程中对道床板高程和中线进行监测，直至轨道结构抬升至目标高程。

④功能型聚合物砂浆填充。待无砟轨道结构抬升至目标高程后，采用功能型聚合物砂浆对无砟轨道下部形成的空腔进行完全填充。

4 工程应用及效果

上述综合整治方案已在京津城际铁路一端梁区无砟轨道差异沉降整治中成功应用，抬升长度为264 m，其中调整砂浆层厚度抬升轨道板的最大抬升量为65 mm，高聚物注浆整体抬升的最大抬升量为 86 mm。该整治段落整治前后轨面高程静态测量线形如图5所示，整治前后动态检测数据对比如图6所示。从整治前后动静态检测数据对比可以看出，整治后线形改善明显，轨道平顺性得以恢复，端刺区基础沉降整治效果良好。

图5 整治前后轨面高程静态检测线形对比

图6 整治前后动态检测数据对比

5 结语

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构端刺区基础沉降问题，提出了对端刺区采用调整砂浆层抬升轨道板、对相邻的常规路基段采用高聚物注浆抬升、对2种方案结合位置设置顺坡过渡段的综合整治。经工程验证，该措施切实可行且应用效果良好。