高铁无砟轨道病害整治技术简介

高铁无砟轨道病害整治技

术简介

北京中铁瑞威基础工程有限公司

2012年5月

目录

一、公司简介..................................................................................................................................... - 2 -

二、高铁无砟轨道病害检测 ............................................................................................................. - 2 -

1、轨道板自身结构病害检测 ................................................................................................... - 2 -

2、路基下沉病害检测 ............................................................................................................... - 3 -

3、基床吊空造成的翻浆冒泥病害检测 ................................................................................... - 4 -

4、路桥结合部病害检测 ........................................................................................................... - 5 -

三、轨道板混凝土结构病害整治 ..................................................................................................... - 6 -

1、整治方法 ............................................................................................................................... - 6 -

2、工艺流程 ............................................................................................................................... - 7 -

四、路基下沉病害的整治 ................................................................................................................. - 8 -

1、压力灌浆法 ........................................................................................................................... - 8 -

2、化学加固法 ........................................................................................................................... - 8 -

五、基床病害整治 ............................................................................................................................. - 8 -

1、整治原则 ............................................................................................................................... - 9 -

2、工艺流程 ............................................................................................................................... - 9 -

3、封闭缝隙 ............................................................................................................................... - 9 -

4、填充混凝土底座板与基床级配碎石表层间的吊空.......................................................... - 10 -

5、增设引排水系统 ................................................................................................................. - 10 -

六、路桥过渡段病害整治 ............................................................................................................... - 11 -

1、整治原则 ............................................................................................................................. - 11 -

2、方案设计 ............................................................................................................................. - 12 -

3、工艺流程 ............................................................................................................................. - 12 -

一、公司简介

北京中铁瑞威基础工程有限公司是一家集铁路及基础工程建设特种工程承包服务、铁路工程技术引进和研发、工程检测与监测、铁路工程用新材料生产和销售等多种业务于一身的高新技术企业。公司以“术业专攻”为立足之本，在新建铁路建设、既有铁路病害整治、市政工程施工领域中有良好的业绩和信誉。公司目前拥有中铁瑞威工程检测公司、中铁瑞威工程技术公司全资子公司及成都分公司。

在十余载的发展历程中，公司始终注重企业科技创新能力的建设和专业技术人才的培养，不断拓展新的业务领域。高速铁路病害整治就是公司近几年根据市场需求和自身定位开创的一个业务增长点，目前提供的服务主要包括：

●高铁无砟轨道病害检测

●轨道板混凝土结构病害整治

●基床病害整治

●路桥过渡段病害整治

公司自开展高铁病害整治业务以来，凭借先进精细的技术、经验丰富的专业队伍和性能可靠的仪器设备，先后完成了郑西、石武、成灌和沪宁客运专线无砟轨道的路基检测及病害整治工程，不仅取得了令人瞩目的业绩，也树立了良好的企业形象，赢得了广泛的业内赞誉。

二、高铁无砟轨道病害检测

目前，高铁病害检测按病害类型可以分为轨道板结构自身病害检测、路基下沉病害、基床吊空造成的翻浆冒泥病害等几类。

1、轨道板自身结构病害检测

此类病害主要涉及轨道板、承重层层内或层间以及混凝土结构层内部发育的病害，一般表现为层内混凝土不密实、层间空隙、结构裂缝等。主要利用地质雷达探查混凝土结构存在的裂纹、板内的空隙和不密实部位以及轨道板和承重层之间的离析，通过雷达图像的分析判读，获得病害存在的部位和分布范围。

无砟轨道病害分布示意图（a：轨道板表面；b：轨道板内部；c：轨道板与承重层间；d：基

床内部）

无砟轨道板现场检测测线布置图

道床板内部空隙或不密实探测典型图像道床板与支撑层间的空隙及支撑层起伏2、路基下沉病害检测

高铁路基下沉病害往往是由于填筑基础不密实、存在空洞或受到水的浸泡侵蚀，在加上列车的高速荷载冲击而形成的。针对此类病害的检测主要是查明基础

内是否存在空洞以及水的赋存情况和位置，主要采用轻型动力触探、地质雷达、瞬态面波法和取土试验等多种手段进行综合检测,

现场检测

雷达检测图像

3、基床吊空造成的翻浆冒泥病害检测

此类病害主要发生在承重层以下（含级配碎石层和基床填土），一般表现为承重层下方填土（料）在水流冲刷或列车动载作用下造成的空隙或吊空，往往由于“抽吸作用”造成翻浆冒泥病害。目前也是通过地质雷达进行检测，但检测深度一般在3m以内。

现场检测

雷达图像显示道心下方有吊空形成雷达图像显示轨道板测线存在空洞

检测数据分析后得到的病害位置及其分布情况

4、路桥结合部病害检测

路桥过渡段作为刚性桥台与柔性路堤的结合部位，在结构上是塑性变形和刚度的突变体，也是病害常发地段。其病害一般表现为在列车高速冲击和水流冲刷

作用下，使过渡段桥头挡板后出现空隙和脱空。通常采用地质雷达法对此类病害进行检测。

桥头挡板后的空隙和脱空

路涵结合部病害的雷达检测图像

三、轨道板混凝土结构病害整治

1、整治方法

轨道板混凝土结构病害主要包括混凝土结构自身的裂隙以及道床板与承重层之间的离析。整治此类病害的方法是选用合适的填充材料充填结构裂隙以及自密实混凝土与承重层或底座之间的空洞。对挤出泥浆进行清理后，再用封缝胶沿离缝方向封缝，安设灌浆底座及注胶嘴，采用进口注胶设备从注胶嘴灌入树脂。由于进口设备可以实现连续恒压大量灌注，因此能够充分满足高铁维护运营的时间要求。

2、工艺流程

工艺流程

两种不同型号的进口注胶设备（CD-15和CD-75）

封缝注胶示意图

四、路基下沉病害的整治

路基下沉病害的整治一般从路基填料防止水侵入、提高路基强度和刚度入手，整治流程如下：

前期准备→总体方案→路基检测→细化方案→治理施工→效果评价

整治方法主要有压力灌浆法和化学加固法两种：

1、压力灌浆法

压力灌浆是通过钻机，并利用注浆设备，分层均匀地将浆液注入路基土体中，以充填、挤密和渗透的方式，排出土颗粒间的裂隙中的水和空气，并占据其空间，使路基土体孔隙比减小，强度提高。这种方法不破坏持力层上层结构，经过压力注浆加固后，路基岩土强度、胶结性能、整体性、承载力可显著提高，从而使路面、路基下沉、滑动被基本控制。同时阻隔了地下水对填方土体的渗透，提高了土体的防渗、防侵蚀、抗破坏能力。

2、化学加固法

化学加固着眼于提高土体本身的工程性质。依据原土的物理及化学构成和工程条件的不同，可以选用不同的加固材料和施工工艺，使加固材料和原土发生完全或部分的混合，产生一系列复杂的物理、化学反应，从而使土体的承载力、密实度和耐水性都得到较大提高。

五、基床病害整治

此类病害一般表现为承重层下方填土（料）在水流冲刷或列车动载作用下造成空隙或吊空，在列车高频冲击下，混凝土底座板与级配碎石表层间形成“抽吸

作用”，进而产生基床翻浆病害。由于轨道板结构与其下方基床的材料性质差异较大，因此病害整治所采用的施工工艺和材料均有一定的特殊性。

1、整治原则

制定的整治原则为：注、堵、引、排。

（1）首先封闭相邻混凝土底座板之间的伸缩缝以及混凝土底座板与路肩混凝土封闭层之间的缝隙，使外界水无法进入基床内部。

（2）灌注高聚物化学浆，填充底座板与基床表层之间的空隙，恢复路基支撑强度。

（3）增设盲管排水系统，引排渗入基床的水，避免浸泡路基。

2、工艺流程

3、封闭缝隙

（1）混凝土底座板伸缩缝的处理

在混凝土底座板原伸缩缝位置两侧中部横向水平钻孔，将钻孔上部原伸缩缝位置填充的纤维板及碎屑清除干净后，一侧灌注ZTRW-G202高聚物化学浆后，再灌注另外一侧，直至整个伸缩缝灌注饱满。

（2）混凝土底座板外侧与路肩混凝土封闭层之间缝隙的处理

在对混凝土底座板和碎石碾压层间的吊空区进行处理前，需要在混凝土底座板外侧钻缝隙封闭孔，斜插向混凝土底座板与路肩混凝土封闭层之间缝隙，并灌注W-21聚氨酯化学浆封闭裂隙。不仅可以防止今后水侵入基床，而且也可确保底座板底部注浆施工时空间的密封。

相邻混凝土底座板间伸缩缝的封闭处理示意图

4、填充混凝土底座板与基床级配碎石表层间的吊空

填充混凝土底座板与基床级配碎石表层间吊空是病害处理的关键，其结果将直接反映病害整治效果。具体整治施工措施如下：

①现场调查确定翻浆病害点，利用地质雷达探测评估吊空区域，设计布置

注浆孔。

②钻孔安设注浆嘴：对于一般翻浆病害区域，在混凝土底座板两侧，顺线

路方向钻注浆孔。钻孔完成后及时安设注浆嘴。

注浆孔的布设安设注浆嘴

③待注浆嘴封闭强度达到要求后，通过快插接头将风管一端与注浆嘴管路连接密实，用高压风进行清孔和排挤吊空区域内的水及灰浆体。

④注浆：将注浆泵连接好后进行压力灌浆。灌浆压力保持恒定连续，保证一次性灌注饱满。首先灌注混凝土底座板两侧，然后灌注板中间的孔。注浆过程中需随时观察相邻或对面的注浆嘴有无浆液溢出，如果出现串浆现象应停止注浆并封闭此注浆嘴，换孔灌注，直至彻底灌注饱满方结束注浆。

5、增设引排水系统

具体措施为：①在混凝土底座板外侧路肩混凝土封闭层下（对应于底座伸缩缝和翻浆点）开槽设引排水盲沟；②引排水盲沟内放置PVC排水管，管壁每隔一定距离交错打透水孔，用透水土工布包裹。槽内底部采用水泥砂浆抹面，槽内填满中粗砂，槽顶部采用素混凝土封闭；③PVC管穿过路肩电缆槽引至路基外。

底座伸缩缝引排水盲沟纵断面图翻浆点引排水盲沟横剖面图

钻孔取样取出的固结物

六、路桥过渡段病害整治

1、整治原则

路桥过渡段作为刚性桥台与柔性路堤的结合部位，在结构上是塑性变形和刚度的突变体，在列车动荷载影响下，常会引起线路路基不均匀沉降，导致线路发生几何变形，进而影响行车安全。针对这一特点，通常在病害路基底部通过袖阀管深层挤密注浆方式，注入TGRM特种早强灌浆料，形成密实的浆液固结体，达到提高路基承载力的目的。

路桥过渡段路基注浆加固示意图

2、方案设计

采用袖阀管注浆施工工艺的方案设计为，在铁路路基需加固区域两侧按要求打设钢性袖阀管，通过袖阀管注浆对地层进行补偿，达到提高路基承载力的目的。

线路一注浆管碾压层

框构桥

注浆孔位布置剖面示意图

注浆孔位平面布置示意图

3、工艺流程

现场施工图照1 现场施工图照2