注浆法在永寿梁隧道整体道床病害整治中的应用浅析

施昌勇

（中铁十九局集团有限公司，北京 100176）

整体道床具有整体性强、稳定性好、线路平顺和表面整洁美观等优点，与碎石道床相比可减少维修工作量50%～70%[1],因此，近年来，整体道床得到了大量应用。但是整体道床的施工要求很高，一旦发生线路路基病害就很难养护。传统整治方法是将基础重新浇筑，费时费力，对铁路交通运输影响大，并且遇隧道这种施工环境受限，大型设备无法进入的情况，更是难上加难。所以如何有效处理整体道床基础下沉是工程建设单位和设备维护单位关心的重点、难点和焦点问题，针对整体道床的病害整治，许多学者进行了探索[2-4]。钟贞荣等[5]探讨了整体道床病害产生的原因，以化学灌浆法对整体道床病害进行了整治。许新桩等[6]针对小棕溪隧道整体道床病害，采用加固型TGRM 水泥基特种灌浆料进行了整治，达到了很好的效果。兰建[7]对道床病害的产生原因进行了分析，通过采用压注新型双组份聚氨酯膨胀材料体积膨胀量来控制道床的整体抬升高度。

文章通过永寿梁隧道整体道床抬升加固工程，探讨注浆抬升技术在整体道床病害整治中的应用。

1 概况

1.1 工程概况

位于西平铁路蒿店至太裕区间的永寿梁隧道，自蒿店车站引出，于蔡家山沟左岸山坡进洞，穿越永寿梁后，在太裕河右岸陡坡沟口进洞，上跨银武高速公路，然后设太裕车站。铁路等级为国铁Ⅰ级铁路，旅客列车设计行车速度为120km/h;电力牵引。永寿梁隧道设计为两座相对平行的单线隧道，除两端洞口曲线段外，Ⅰ、Ⅱ线线间距为35m。Ⅱ线隧道起讫里程K91+502.5～K108+657.5，长17154.92m（短链4.08m）。隧道内纵坡，自西安端设计-9‰、-11‰、-6‰的单面下坡。

1.2 病害情况

工务段日常检查，发现永寿梁隧道多处出现整体道床下沉和翻浆冒泥病害，局部水沟产生裂纹，因此需要尽快采取措施进行整治。其中上行102+000～102+011 处，左轨胶垫厚度达到26mm，超垫16mm；右轨胶垫厚度达到40mm，超垫30mm。通过电子水准仪对此段整体道床水平情况进行测量，最大沉降值近50mm，远远超出沉降标准控制值。左、右轨沉降曲线如图1 所示。

图1 左、右轨沉降曲线

2 病害整治

2.1 整治方案

为了彻底解决整体道床下沉、翻浆冒泥病害，我们与各单位进行多次讨论，最终确定采用以下方案进行整治：

1）采用JC 高聚物抬升注浆材料进行道床抬升；将JC 高聚物抬升注浆材料注入整体道床填充层，通过控制注浆工艺，确保JC 高聚物注浆材料按照策划的时间和密度进行发泡，发泡过程产生膨胀力从而达到抬升的目的。

2）采用地质雷达对病害段进行检测，依据结合检测结果，确定注浆加固的位置和深度，在整体道床抬升后，再采用TGRM 水泥灌浆料对检测发现的不密实、空穴区段进行二次注浆加固。

2.2 注浆抬升

2.2.1 原理

通过注浆抬升专用设备将高聚物发泡材料注入道床下部填充层或铺底层，利用材料发泡膨胀产生的抬升力，多次、分区域实施抬升，注浆过程要控制抬升高度，确保原轨道结构在抬升过程中受力均匀，最终使原结构恢复到垫板可调范围。抬升原理如图2 所示。

图2 注浆抬升原理示意图

2.2.2 注浆抬升顺序

注浆抬升工艺实施主要分为三个阶段：前期准备阶段、抬升实施阶段、抬升后恢复阶段。抬升施工，应多次、分区域进行（如图3 所示），红色为下沉曲线，绿色为抬升后的曲线，编号为抬升顺序。

图3 注浆抬升顺序示意图

3 注浆抬升施工

1）准备工作。注浆抬升施工之前，以标准垫板替换轨下调高垫板并拧紧扣件，并调试设备。

2）线路测量。对需要注浆抬升施工段落的线路高程进行测量。先在抬升施工的线路旁建立高程基准点，具体数量根据施工段落的长度而定。高程基准点应设置在基础稳定的地面，并对高程基准点进行编号，编号应具有唯一性。

测点编号完成后，采用DINI03 型精密电子水准仪（精度为±0.3mm/km、最小读数0.01mm）对需抬升的段落线路各承轨台高程进行测量。测量时应保证板面上测量点处的洁净。测量的段落应包括抬升线路前后的搭接范围。

3）注浆孔位置的标识。根据线路高程测量结果，按照线路平顺性要求，并结合轨道扣件系统的调整范围，确定线路各个支承块的抬升高度和抬升点。现场对各注浆点进行标识和编号。注浆点分中间注浆点和两侧注浆点，分别用“L”“M”“R”表示左侧、中间、右侧注浆点。

4）钻孔。采用电锤钻进行钻孔。钻孔时，先用较短钻头进行钻孔，再用较长钻头进行钻孔，直至钻至检测深度。钻孔完成后，应及时清理、收集钻出的粉尘，防止污染现场环境，并应采用玻璃胶或木塞对注浆孔进行临时封闭，防止水及杂质进入。

5）安装注浆管及注浆作业。注浆管由内管、外管、橡胶管、螺母、垫片及带有单向阀的注浆嘴组成，不同孔深对应选用不同长度的注浆管，注浆管露出注浆孔长度在15cm 左右。

先将封闭注浆孔的玻璃胶清理干净，将注浆管插入注浆孔中，用大力钳夹住注浆管的外管，然后用扳手拧注浆管上部的螺母，使外管挤压橡胶管使橡胶管产生膨胀，从而封堵注浆孔，防止浆液沿着注浆管外壁上冒。

注浆前，将注浆抬升区段内轨下的调高垫板拆除，并将轨道扣件重新拧紧。同时，现场复核各点的注浆抬升量。

单次抬升量拟定为10mm，当抬升量超过10mm时，应分多次进行抬升。在进行二次抬升时，应在第一次所施工的段落抬升、填充全部完成后进行，二次抬升应在原先的抬升孔或注浆孔上重新钻孔、安装注浆管进行注浆。

在注浆的过程中，采用2 台精密电子水准仪对板面左右两侧高程进行监测，达到预定抬升量后停止注浆作业。抬升高度应考虑注浆材料的膨胀性能，预留5mm 左右的抬升量。

6）施工过程监控、测量。施工前测量。对顺坡段测量点进行测量，校正本次抬升量，最终确定本次抬升目标高程。

过程控制。进行左右股道高程监控，以最低点高程为停止目标。相邻轨道，进行靠近注浆点侧高程及水平位移监控，并作为停止注浆抬升控制目标之一。

下道前测量。测量施工段测量点高程，进行本次顺坡汇总，并分析本次顺坡效果。

顺坡点抬升高度达到预定值，动停点位测量板端受抬升影响而产生的高程变化，只要其中一个条件达到即停止施工进行原因分析。

按照既定的抬升方案注浆抬升施工完毕后，对该施工段落的所有承轨台高程进行测量。若不满足要求，进行再次抬升施工。

7）注浆抬升后回填压浆。结合抬升前地质雷达检测结果，注浆完成并对注浆孔封堵之后，针对不密实部位进行回填压浆。基底压注TGRM 特种灌浆料进行回填加固,隧底压浆施工工艺及工程技术要求:（a）压浆材料采用TGRM 特种灌浆料；（1）注浆应从线路中心向两侧进行；（c）预先打孔，作为排淤口用；（d）浆液配比：水灰比=0.4～0.6:1（重量比）；（e）注浆压力：0.2～0.5MPa，压浆时应严格控制注浆压力，并设专人监控线路，确保线路不会因压浆而抬高；（f）压浆孔位可根据现场情况局部适当调整。

4 效果分析

永寿梁隧道整体道床通过注浆抬升施工，整体道床板板面、轨面基本达到设计标高，下沉基本消失；基底加固注浆使不密实、空穴段得到有效治理。整体道床抬升前、后下沉量对比如图4 和图5 所示。

图4 左轨抬升前、后沉降量对比曲线

图5 右轨抬升前、后沉降量对比曲线

由图4 和图5 可以看出，用注浆法对沉降变形过大的整体道床进行抬升施工，部分点位的抬升高度可达50mm，抬升施工后各测点的值与设计高程的差值缩小，最大差值控制在±5mm 以内，使得轨面达到预定标高。因此，注浆法抬升整体道床的施工方法可行、可靠。

5 结语

永寿梁隧道整体道床下沉、错台等病害区段通过注浆抬升施工，使得轨面基本达到预定标高，取得了较好的效果。隧道整体道床板抬升施工后，对基础底部采用TGRM 特种灌浆料进行加固注浆，填充了由于抬升而产生的空隙，起到了加固基础的作用，隧道道床基础的不密实、空穴病害也得到了有效的治理，起到了加固基床的作用，进而防止抬升后再次产生下沉病害。

注浆抬升施工，不但能够完美解决整体道床基础下沉、基础不密实的空穴，作业灵活并降低病害整治成本，将施工对铁路造成的影响降到最低。