论文部分内容阅读
【摘要】本文依托京广线，针对长期受水损的粉土路基的病害产生原因进行分析，在此基础上制定了注浆方案及施工工艺，结果表明，采用所述处理方法能够保证粉土路基在受水侵袭的情况下保持完整及承载力要求，可以较好地为类似工程施工提供参考。
【关键词】粉土路基；腰漏病害；注浆加固；病害整治
1前言
压密注浆是用浆液通过钻孔挤压路堤土体，在注浆点处形成柱状、球状加固体，填充路堤本体内孔隙、裂隙，对周围路堤土体产生挤密效应，使土体的密实度增大，起到加固路堤土体的作用。钻杆自下而上注浆时形成柱状浆体，注浆压力较大，除对周围土体产生挤密作用外，还将产生加大的上台力，浆液可以充填道碴囊、道碴陷槽空隙内，防止雨水下渗到路堤本体内。注浆可以有效地处理路堤内的空隙，基床表层的道碴囊、道碴陷槽病害。
2京广线K645～K647路基病害概况
该段线路位于黄河特大桥北段，路堤高度5.5～6.5m，双线电气化区段，线间距6.5～7m，既有路肩面距轨顶面0.85～0.95m，上下行路肩宽度2～2.5m，路堤由当地黄河滩地取土填筑而成，部分地段既有浆砌片石骨架护坡。对既有路堤边坡土样检测：路堤扰动土，土样粒径<0.075mm的颗粒含量86～94%（大于50%），塑性指数Ip=6.2～8.2（小于10），粘粒含量3%～8%（小于10%），可以判定路堤填土为粉土及砂质粉土。
由于该段路堤填料为粉土、粉砂土，雨水经道床下渗，造成路堤基床、路堤本体内土体流失，在道心出现塌坑，道床边坡、坡脚出现局部塌陷，雨后线路方向、高低变化明显；路堤边坡冲刷严重，路堤边坡中上部出现腰漏现象。
利用路基电阻率CT技术探测，布置三条探测纵剖面：上行线右侧枕端，下行右侧枕端，下行左侧枕端，探测深度为枕顶面以下5.0m，探测范围：上行线路K645+662～K647+172，下行线路K645+647～K647+172，两线间K645+815～K647+015，探测结果表明：路堤内存在道碴囊、道碴陷槽，空隙，道碴陷槽分布密集，深度2.5～3.3m（路肩面以下），长度1～8m不等，下行线病害主要集中在K645+700～K645+945、K646+245～K646+655、K646+800～K646+950段，长度805m，上行线病害集中在K645+700～K645+900、K646+235～K645+345段，长度310m，累计长度1115m。路堤内部空隙、裂隙发育，道碴陷槽、道碴囊分布密集，严重危及行车安全。
3京广线路基病害原因分析
路堤填料为粉土，粉土在一定条件下会产生液化，当降雨量达到一定程度时，在列车荷载作用下，由于路基不能及时排水而形成孔隙水压力，当孔隙水压力达到与围压相等时，有效应力变为零，粉土颗粒处于悬浮状态，出现液化，颗粒沿着路堤上的薄弱面（裂缝）流动，导致路基土体流失，在路基下形成空隙、裂隙。
由于粉土粘性弱，在雨水作用下，路堤逐渐出现边坡冲孔、拉沟，路肩溜坍现象；路基面出现塌坑、下陷，在路堤边坡形成腰漏现象。粉土是一种无粘性土，易受到大气降水的冲刷以及道碴囊中积水的渗透破坏，导致路堤中粉砂土流失，引起线路路基下沉以及道碴陷槽与道碴囊病害的進一步扩大，较大规模的道碴陷槽与道碴囊又赋存更多的地表水，最终引发路堤边坡溜坍、基床及路肩塌陷，危及行车安全。
4路基病害整治方案
4.1 路基注浆加固范围：
上下行线路整治长度1115m，注浆深度：注浆顶面控制在轨顶面以下1.40m，底面控制在孔穴、道碴囊、道碴陷槽底部（增加0.5～1m深度），注浆加固深度3.80m。
加固宽度：单线加固宽度为既有道床坡脚范围，宽度5.85m，即线路中心至道床坡脚处3.20m，线路中心至两线间2.65m。
加固地点：上行线路加固以上行右侧枕端CT探测纵剖面为主，下行线加固结合左、右枕端CT探测纵剖面为主，主要处理路堤本体内空隙、裂隙，道碴囊、道碴陷槽地段。
4.2 路基注浆施工方案
（1）在路肩道床坡脚处单侧钻机成孔，共五种类型孔，既有道床坡脚为最内排孔，其它孔分布于其外侧，满足限界要求；最外排孔为直孔；注浆扩散半径一般为0.65～0.75m，确定同类型孔中孔间距为1.0m，中间可插斜孔，同一孔位可以成不同类型孔，保证道床范围内的路堤孔穴、道碴囊、深陷槽全部加固。
（2）路基注浆的要求：注浆加固材料为水泥，粉煤灰，注浆压力控制在0.4～0.6MPa范围内，一般不大于0.5MPa，注浆量控制在0.25～0.30立方米/每立方米加固体，钻机成孔。水泥、粉煤灰重量比=1：4，水灰比0.90。
（3）由于压力注浆，道床下部道碴内充填浆液，造成注浆加固区顶面不平顺，雨水经道床下渗后，易积水，上下行线路路肩从道床坡脚以外挖除，做横向4%排水坡，换填碎石层透水料做路肩（碎石粒径5～8mm），厚度0.60m，保证道床排水畅通。
5施工工艺及要点
（1）注浆施工在“施工天窗”内进行，做好施工期间线路变化应急方案，施工期间，加强线路观测，要求注浆前、注浆中、注浆后多次观测，发现问题及时整修，加强线路养护。
（2）施工步骤：按图布孔→钻机就位→钻孔→配置浆液→底层注浆（注浆层宜为0.5～1.0m）→拔管→上一层注浆→顶层注浆→拔管→封孔→移机。
（3）注浆采用跳孔间隔方式进行，先注斜孔，后注直孔，外排孔应定量注浆，防止浆液流失浪费。
（4）注浆前应对设计浆液配合比进行现场试验，特别是水灰比的调整，以确保材料及配合比是否能满足施工要求。
（5）注浆中，应结合现场实际情况对注浆孔位适当进行调整或必要的补孔；注浆中严格控制注浆压力在0.5MPa以内，防止压力过大造成线路抬升，危及行车安全，若发生线路方向、高低变化时，及时采取有力措施，确保行车安全。
6结束语
京广线上下行K645～K647路基病害，采用注浆加固后，基本整治了路堤本体内的空隙、裂隙，处理了道碴囊、道碴陷槽，经过多来观测，线路几何尺寸稳定，道床、路肩没有出现塌坑、塌陷现象，加固效果明显。
【关键词】粉土路基；腰漏病害；注浆加固；病害整治
1前言
压密注浆是用浆液通过钻孔挤压路堤土体，在注浆点处形成柱状、球状加固体，填充路堤本体内孔隙、裂隙，对周围路堤土体产生挤密效应，使土体的密实度增大，起到加固路堤土体的作用。钻杆自下而上注浆时形成柱状浆体，注浆压力较大，除对周围土体产生挤密作用外，还将产生加大的上台力，浆液可以充填道碴囊、道碴陷槽空隙内，防止雨水下渗到路堤本体内。注浆可以有效地处理路堤内的空隙，基床表层的道碴囊、道碴陷槽病害。
2京广线K645～K647路基病害概况
该段线路位于黄河特大桥北段，路堤高度5.5～6.5m，双线电气化区段，线间距6.5～7m，既有路肩面距轨顶面0.85～0.95m，上下行路肩宽度2～2.5m，路堤由当地黄河滩地取土填筑而成，部分地段既有浆砌片石骨架护坡。对既有路堤边坡土样检测：路堤扰动土，土样粒径<0.075mm的颗粒含量86～94%（大于50%），塑性指数Ip=6.2～8.2（小于10），粘粒含量3%～8%（小于10%），可以判定路堤填土为粉土及砂质粉土。
由于该段路堤填料为粉土、粉砂土，雨水经道床下渗，造成路堤基床、路堤本体内土体流失，在道心出现塌坑，道床边坡、坡脚出现局部塌陷，雨后线路方向、高低变化明显；路堤边坡冲刷严重，路堤边坡中上部出现腰漏现象。
利用路基电阻率CT技术探测，布置三条探测纵剖面：上行线右侧枕端，下行右侧枕端，下行左侧枕端，探测深度为枕顶面以下5.0m，探测范围：上行线路K645+662～K647+172，下行线路K645+647～K647+172，两线间K645+815～K647+015，探测结果表明：路堤内存在道碴囊、道碴陷槽，空隙，道碴陷槽分布密集，深度2.5～3.3m（路肩面以下），长度1～8m不等，下行线病害主要集中在K645+700～K645+945、K646+245～K646+655、K646+800～K646+950段，长度805m，上行线病害集中在K645+700～K645+900、K646+235～K645+345段，长度310m，累计长度1115m。路堤内部空隙、裂隙发育，道碴陷槽、道碴囊分布密集，严重危及行车安全。
3京广线路基病害原因分析
路堤填料为粉土，粉土在一定条件下会产生液化，当降雨量达到一定程度时，在列车荷载作用下，由于路基不能及时排水而形成孔隙水压力，当孔隙水压力达到与围压相等时，有效应力变为零，粉土颗粒处于悬浮状态，出现液化，颗粒沿着路堤上的薄弱面（裂缝）流动，导致路基土体流失，在路基下形成空隙、裂隙。
由于粉土粘性弱，在雨水作用下，路堤逐渐出现边坡冲孔、拉沟，路肩溜坍现象；路基面出现塌坑、下陷，在路堤边坡形成腰漏现象。粉土是一种无粘性土，易受到大气降水的冲刷以及道碴囊中积水的渗透破坏，导致路堤中粉砂土流失，引起线路路基下沉以及道碴陷槽与道碴囊病害的進一步扩大，较大规模的道碴陷槽与道碴囊又赋存更多的地表水，最终引发路堤边坡溜坍、基床及路肩塌陷，危及行车安全。
4路基病害整治方案
4.1 路基注浆加固范围：
上下行线路整治长度1115m，注浆深度：注浆顶面控制在轨顶面以下1.40m，底面控制在孔穴、道碴囊、道碴陷槽底部（增加0.5～1m深度），注浆加固深度3.80m。
加固宽度：单线加固宽度为既有道床坡脚范围，宽度5.85m，即线路中心至道床坡脚处3.20m，线路中心至两线间2.65m。
加固地点：上行线路加固以上行右侧枕端CT探测纵剖面为主，下行线加固结合左、右枕端CT探测纵剖面为主，主要处理路堤本体内空隙、裂隙，道碴囊、道碴陷槽地段。
4.2 路基注浆施工方案
（1）在路肩道床坡脚处单侧钻机成孔，共五种类型孔，既有道床坡脚为最内排孔，其它孔分布于其外侧，满足限界要求；最外排孔为直孔；注浆扩散半径一般为0.65～0.75m，确定同类型孔中孔间距为1.0m，中间可插斜孔，同一孔位可以成不同类型孔，保证道床范围内的路堤孔穴、道碴囊、深陷槽全部加固。
（2）路基注浆的要求：注浆加固材料为水泥，粉煤灰，注浆压力控制在0.4～0.6MPa范围内，一般不大于0.5MPa，注浆量控制在0.25～0.30立方米/每立方米加固体，钻机成孔。水泥、粉煤灰重量比=1：4，水灰比0.90。
（3）由于压力注浆，道床下部道碴内充填浆液，造成注浆加固区顶面不平顺，雨水经道床下渗后，易积水，上下行线路路肩从道床坡脚以外挖除，做横向4%排水坡，换填碎石层透水料做路肩（碎石粒径5～8mm），厚度0.60m，保证道床排水畅通。
5施工工艺及要点
（1）注浆施工在“施工天窗”内进行，做好施工期间线路变化应急方案，施工期间，加强线路观测，要求注浆前、注浆中、注浆后多次观测，发现问题及时整修，加强线路养护。
（2）施工步骤：按图布孔→钻机就位→钻孔→配置浆液→底层注浆（注浆层宜为0.5～1.0m）→拔管→上一层注浆→顶层注浆→拔管→封孔→移机。
（3）注浆采用跳孔间隔方式进行，先注斜孔，后注直孔，外排孔应定量注浆，防止浆液流失浪费。
（4）注浆前应对设计浆液配合比进行现场试验，特别是水灰比的调整，以确保材料及配合比是否能满足施工要求。
（5）注浆中，应结合现场实际情况对注浆孔位适当进行调整或必要的补孔；注浆中严格控制注浆压力在0.5MPa以内，防止压力过大造成线路抬升，危及行车安全，若发生线路方向、高低变化时，及时采取有力措施，确保行车安全。
6结束语
京广线上下行K645～K647路基病害，采用注浆加固后，基本整治了路堤本体内的空隙、裂隙，处理了道碴囊、道碴陷槽，经过多来观测，线路几何尺寸稳定，道床、路肩没有出现塌坑、塌陷现象，加固效果明显。