道床病害整治论文

大秦线乳化沥青道床病害整治方案研究

一、问题提出的背景和原因

我段管内大秦线茶坞～木林间郑重山隧道（中心里程K331+009，长145米，起止里程为K 330+936.5m～K 331+081.5）是大秦线唯一一座三线隧道（大秦线上下行线，茶高联络线）。隧道全部位于R=3000m 的曲线上，隧道衬砌全部采用曲墙。隧道内线路坡度为：从大同向秦皇岛8‰的下坡。隧道内铺设Ⅱ型砼枕，三条线的道床形式从大同向秦皇岛分别为：碎石道床（3m）+过渡段沥青道床（3.42m）+沥青道床（131.1m）+过渡段沥青道床（3.42m）+碎石道床（4.06m）。隧道内设双侧保温式水沟和电缆槽，大秦双线线间有一盖板水沟，大秦线与茶高线线间有混凝土挡碴块。钢轨形式为：大秦下行线（重车线）为75Kg/m钢轨，无缝线路；大秦上行线为60Kg/m钢轨短轨线路；茶高线为60Kg/m再用轨无缝线路。

该隧道建成于1988年。穿透的地层有：砂粘土夹碎石和石灰岩。最大埋深44.58m。隧道进出口外地下水埋深15m，洞身部位平时无水，仅在雨季有少量裂隙水。本地区最大冻结深度 1.0m，基本地震烈度为8度。隧道进出口外为广阔平原，交通方便。

自1988年开通以来，隧道内的整体道床从未进行过修理，并且线路日常维修困难，只能采取垫板的方式进行线路整修。由于道床使用至今已有近20年，长期列车动载的作用，，对道床产生的振动加速度更大，道床表面的封闭层老化，破损，致使AC砂浆老化，破裂，原来

为一整体的道床分散开，最后致使隔离层破损，再列车的振动作用使道碴颗粒间的摩阻力大大降低，同时使道碴颗粒磨损，道床的承载力下降，导致整个道床破损下沉。随着通过总重的逐年递增，尤其是万吨、2万吨列车的大量开行，道床弹性及横纵向阻力大幅下降，轨下基础严重恶化，造成轨枕空吊、折断，线路几何尺寸不易保持，尤以重车线严重，失垫板超层超厚现象非常严重，最严重处所，达到4层40毫米，失效轨枕连续出现。我段虽采用串入木枕加绝缘拉杆进行线路加强，仍不能保证列车运行绝对安全，列车动态检查，Ⅱ、Ⅲ级偏差重复出现，日保养工作量巨大。

如何彻底解决郑重山隧道病害，保证万吨列车的绝对安全，是我段面临的一个非常紧迫问题，必须拿出切实可行的整治方案，消除安全隐患。

郑重山隧道内线路枕下道床现状照片

隧道内线路全貌

隧道内大秦下行（重车）线枕下道床隧道内大秦上行（轻车线）枕下道床

隧道内茶高联络线枕下道床

二、项目研究的可行性

整体道床在建设初期具有很大的优越性，但根据目前的施工工艺问题以及缺乏有效的维修养护手段，机械养护无从谈起，同时，结合大秦线激增的运量（2005年运量2亿吨，2006年计划达到2.5亿吨，远期目标实现4亿吨），重新铺设整体道床对运输的干扰太大，而且缺乏有效的维修手段，一旦存在变形几何尺寸超限，还会存在无从整治的情况，显然，整体道床不能适应大密度、大运量的运输形式，重建整体道床的方案基本上不能实施。那么将其道床改为普通道床，同时更换为Ⅲ型轨枕确是可行的方案。

三、整治方案及设备达到的技术条件：

（一）整治原则

针对病害，首先考虑整治既有的病害（更换道床病害），再从减轻产生病害的原因入手（将既有Ⅱ型枕更换为Ⅲ型枕）进行整治。原

有的整体道床已经破损，如果仅采取更换个别轨枕的办法，不但不能彻底根治病害，并且由于新传入的轨枕与前后既有轨枕不能成为有机结合，造成新旧轨枕下基础软硬不均，产生更大的列车冲击力，加速道床的沉降变形，而且极易产生多米诺骨牌效应，使失效轨枕继续发展蔓延。因此，必须在更换整体道床的基础上，彻底整治整体道床病害，做到治标治本。

（二）既有结构介绍：

1、既有隧道内结构

(1)大同端进洞为下坡，路堑侧沟2‰反坡，并在距洞口1米处设横向盲沟一道，避免洞外雨水流入隧道。

(2)隧道为三线隧道（大秦空重车线及茶高联络线），全长145米，中心里程为K331+009，线路为8‰下坡，全部位于3000米的曲线上。隧道内铺轨轨面以外洞外路基轨面为准，设计初期，考虑了铺设75kg/m钢轨，铺设60kg/m钢轨顶面低于设计标高60毫米。

(3)隧道进出口外地下水位大于15米，洞身部位无水，仅在雨季有少量裂隙水，最大冻结线深度1.0米。大秦空重车线及大秦空车与茶高联络线间留有排水沟，疏导同方洞外线间流水，一直通往秦方洞外，8‰坡度。

(4)洞内两侧为水沟及电缆槽，水沟采用空气保暖式。洞外排水暗沟置于最大冻结线以下0.25米，保温水沟于洞外暗沟相连。

(5)隧道衬砌及仰拱均为C20钢筋混凝土。

(6)隧道顶部预埋电气化接触网悬挂装置。

2、既有整体道床截面：

(1) K330+936.5～K330+939.5为碎石道床，K330+939.5～K330+942.92为进口过渡段，K330+942.92～K331+074.02为双层式道床；K331+074.02～K331+077.44为出口过渡段；K331+077.44～K331+081.5为出口碎石道床。

(2)过渡段采用双层式道床，线路弹性逐渐过渡。

(3)道床结构设计由碎石层和AC砂浆填充碎石层组成。

①AC砂浆填充碎石，将拌和好的乳化沥青水泥砂浆灌入洁净的碎石中，使之凝成整体的混合材料。

②隔离层，在平整密实的碎石层上部喷洒一层热沥青，将小粒径碎石撒在沥青面上，碾压后成为隔离层，防止AC砂浆填充碎石过程中，AC砂浆流入碎石层中，防止道床渗水和AC砂浆老化。

(4)双层式道床施工顺序是在完成隧道铺底混凝土后铺设碎石经碾压后喷洒布一层沥青，洒布小碎石碾压成隔离层，在隔离层，在隔离层上铺设碎石，轨枕，钢轨及配件。达到标准后，灌入AC砂浆，然后铺设封面材料、抹出排水坡。

(5)轨枕采用81型预应力钢筋混凝土轨枕，1760根/km布置。扣件采用弹性调高扣件。枕底至铺底的高度不少于350毫米。

(三)整治方案：

1 、将既有整体道床全部凿除至铺底，满足枕下不少于350毫米的空间，然后回填Ⅰ级道岔。

2 、将既有Ⅱ型轨枕更换为Ⅲ型轨枕，并在洞口两端各顺延25