田磊

摘要：路基是鐵路工程施工的重點內(nèi)容，對后續(xù)鐵路的安全運營具有重要作用。但目前，鐵路路基存在諸多隱患，嚴重影響了鐵路運營安全。注漿技術(shù)作為一種非開挖的病害整治方法，因其具有施工簡便、對鐵路運營影響小等優(yōu)點，逐漸在鐵路路基病害整治中得到了廣泛應(yīng)用?；诖耍疚慕Y(jié)合具體實例，對注漿技術(shù)在鐵路路基病害整治中的應(yīng)用進行了系統(tǒng)的研究，涉及漿液材料、注漿工藝、施工監(jiān)控等方面，旨在提高提高鐵路路基的穩(wěn)定性和耐久性。

關(guān)鍵詞：鐵路路基；注漿技術(shù)；病害整治

DOI：10.12433/zgkjtz.20241241

鐵路作為我國交通運輸?shù)闹匾A(chǔ)設(shè)施，其安全與穩(wěn)定對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要意義。然而，由于各種因素的影響，鐵路路基常常出現(xiàn)沉降、裂縫等各種病害，不僅會影響鐵路的正常運營，還會對鐵路的安全構(gòu)成威脅。注漿技術(shù)作為一種有效的路基病害整治方法，通過向土體注入漿液，提高其物理力學(xué)性能，從而達到加固鐵路路基、防止病害的目的。

一、鐵路路基常見病害類型及成因分析

（一）地基處理不當(dāng)

地基是鐵路路基的基礎(chǔ)，如果地基處理不當(dāng)，路基便容易產(chǎn)生沉降、變形等病害。

（二）路基設(shè)計缺陷

路基設(shè)計不合理也是導(dǎo)致鐵路基病害的重要原因之一。如坡度設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致排水不暢，會增加路基受水侵蝕的風(fēng)險；選擇的路基填料不符合要求，如采用易碎、易風(fēng)化的材料，會導(dǎo)致路基強度下降。

（三）施工質(zhì)量問題

填筑過程中未能達到規(guī)定的壓實度，導(dǎo)致路基沉降、變形；路基填料含水量控制不當(dāng)、施工工藝不符合要求等情況，也會影響路基的穩(wěn)定性。

（四）外部環(huán)境影響

暴雨、洪水、地震等自然災(zāi)害會對鐵路路基造成嚴重破壞；滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，也會對鐵路路基的安全造成威脅。

二、注漿技術(shù)概述

（一）注漿技術(shù)的定義與作用機制

注漿技術(shù)是指按照一定比例，將配置好的漿液通過壓送設(shè)備傳送至地層或裂縫中，使?jié){液與巖土體結(jié)合并發(fā)生固化作用，形成抗?jié)B性好、穩(wěn)定性強與高強度的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)對裂縫的填補與加固，并有效改善巖土結(jié)構(gòu)的一項技術(shù)。注漿技術(shù)具有使用設(shè)備小、速度快速、可廣泛作業(yè)、效果好等諸多優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用于鐵路路基病害整治。

（二）常見的注漿材料及其性能特點

注漿技術(shù)作為鐵路路基病害整治的重要手段，其材料的選取是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。常見的注漿材料及性能特點主要有：

1.單液漿

單液漿是注漿工程中最常用的漿液，主要由水泥、水、添加劑等組成。根據(jù)配比的不同，單液漿可以形成不同的初、終凝時間，以滿足不同的工程需求。單液漿的特點是結(jié)石率高、結(jié)石體強度強、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、對環(huán)境無污染。

2.雙液漿

雙液漿由水玻璃溶液和堿性溶液組成。當(dāng)兩種溶液混合時，會發(fā)生膠凝反應(yīng)，形成堅硬的結(jié)石體。雙液漿的特點是結(jié)石體強度高，能夠瞬時止水，但配制較為復(fù)雜，且對施工要求較高。

3.細水泥漿

細水泥漿由超細水泥、水、添加劑等組成。該漿液的優(yōu)點是漿液粘度低、滲透能力強、結(jié)石體強度高，對各種土質(zhì)均有良好的適應(yīng)性。但需要注意的是，該漿液易受地下水的影響。

4.化學(xué)漿

化學(xué)漿主要由聚合物、溶劑、催化劑等組成。與傳統(tǒng)的注漿材料相比，化學(xué)漿具有粘度低、滲透能力強、結(jié)石體強度高、凝固時間可調(diào)等優(yōu)點，但其成本較高，且部分材料會對環(huán)境造成污染。

三、注漿技術(shù)在鐵路路基病害整治中的應(yīng)用方案設(shè)計

（一）項目概況

某鐵路全長585km，是國家Ⅰ級鐵路。近年來，隨著大軸重、大運量重載列車的不斷開行，該鐵路橋涵過渡段路基沉降、橋頭下沉、道床翻漿冒泥等病害問題嚴重影響了列車的運營安全。通過地質(zhì)雷達探測分析得知，橋涵過渡段由于路基存在道砟囊，路基軟硬度不均，尤其是在降雨后，路基會出現(xiàn)不同程度的下降，軌道的幾何尺寸難以保持，道床彈性差。而采用以往的旋噴樁加固、道床機械清篩、換砟等方式，無法直接改善這些問題。

（二）應(yīng)用方案設(shè)計和目標(biāo)確定

通過現(xiàn)場實地勘察及設(shè)計方案比選，采用注漿技術(shù)對鐵路路基下沉地段進行加固。應(yīng)用該技術(shù)后，有效解決了橋臺范圍內(nèi)路基孔洞、道砟囊等病害問題，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了土體的整體強度，路橋過渡段病害得到了整治。

（三）注漿材料設(shè)計

1.注漿材料

本工程采用注漿技術(shù)對路基下沉地段進行加固，注漿施工中主要使用單液漿，其由水、水泥、膨潤土和添加劑組成。其中，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，膨潤土選用鈉基膨潤土。同時，為了提高漿液的可灌性和結(jié)石率，應(yīng)添加適量的速凝劑和分散劑。速凝劑采用堿性速凝劑，分散劑則采用木質(zhì)素磺酸鹽類分散劑。

2.漿液配比

考慮到下沉地段的實際情況和加固要求，采用這一配比范圍進行試驗：水灰比0.8：1～1：1.2，添加劑含量為水泥用量的5%～10%。

3.注漿工藝參數(shù)

注漿工藝參數(shù)主要涉及注漿壓力、注漿量以及注漿孔間距和排距。根據(jù)下沉地段的土質(zhì)、地下水位和加固要求，注漿壓力選擇在0.5～1.5MPa之間；注漿量根據(jù)下沉地段的填充率和加固深度進行計算。同時，為確保加固效果，可適當(dāng)增加注漿量；注漿孔間距和排距主要根據(jù)下沉地段的尺寸和加固范圍確定，一般為1.0～1.5m。

4.注漿方式

根據(jù)下沉地段的深度和擴散半徑，將注漿孔分為若干個注漿段，一段注漿完成后，再進行下一段的注漿。同時，為避免出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，在注漿過程中，可采取跳注的方式。

5.注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為注漿壓力達到設(shè)計要求，并持續(xù)穩(wěn)定5min以上；整個加固結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為，所有注漿孔均達到單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，同時對加固區(qū)進行檢測，確認加固效果滿足設(shè)計要求。

（四）注漿施工工藝及要點

1.注漿工藝流程

注漿技術(shù)在鐵路路基病害整治中應(yīng)用，需要施工人員嚴格按照施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進行，以保證施工效果。具體的施工流程為：施工準(zhǔn)備→鉆孔→注漿管埋設(shè)→注漿→拔管、封孔→注漿效果檢測。

2.注漿施工要點

施工準(zhǔn)備。在注漿施工前，準(zhǔn)備工作必不可少。具體包括以下內(nèi)容：一是放線測量。施工前，施工人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實際情況開展測量放樣工作，并對水準(zhǔn)線及其他相關(guān)設(shè)備進行審核，保證工作準(zhǔn)確、高效開展。二是人員分配。在注漿施工中，管理人員需合理分配技術(shù)人員、操作人員及工程管理人員，依據(jù)施工設(shè)計圖紙，合理引導(dǎo)他們在各自的崗位上做好準(zhǔn)備。三是材料設(shè)備準(zhǔn)備。在備料環(huán)節(jié)，嚴格控制各原材料的用量和比例，如需嚴格配比漿液中各類物質(zhì)。同時，根據(jù)路基情況合理確定注漿量，以保證達到最佳的穩(wěn)固效果；準(zhǔn)備好注漿施工中所需的機械設(shè)備，主要包括泥漿機、鉆機、注漿機等，并按照設(shè)備規(guī)范要求安裝和調(diào)試，確保施工機械設(shè)備均能正常運行。施工所需的主要材料及設(shè)備機見表1所示。

序鉆孔施工。根據(jù)設(shè)計要求，使用鉆機在路基上鉆孔。鉆孔的直徑和深度需要根據(jù)具體的土層情況和設(shè)計要求確定。鉆孔過程中，應(yīng)確?？椎奈恢脺?zhǔn)確，且孔的斜度也應(yīng)滿足設(shè)計要求。完成鉆孔作業(yè)后，工作人員應(yīng)結(jié)合施工規(guī)范及現(xiàn)場的實際情況，在指定位置插入注漿管（直徑36mm），并在管道中輸入空氣，打開漿液泵開關(guān)，以連續(xù)不斷地輸漿液送。在插管過程中，應(yīng)避免雜物進入導(dǎo)致管道堵塞。鉆孔完成后，應(yīng)進行水力壓強檢測，以有效控制鉆孔的吸水量，確認檢測結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)后，及時清理孔洞內(nèi)的雜物。

注漿施工。所有準(zhǔn)備工作完成后，開始注漿。注漿時，應(yīng)注意控制注漿壓力和流量，防止出現(xiàn)壓力驟升或流量異常的情況。同時，應(yīng)密切關(guān)注附近構(gòu)筑物和地面的變化情況，防止出現(xiàn)異常。在本次病害整治中，注漿工藝參數(shù)為：泥漿水灰比1.2，水泥用量為65kg/m3，注漿壓力為0.5MPa。注漿前，先給注漿孔編號，同時，對整個注漿過程進行詳細記錄，避免漏漿。注漿時，若漿體表面較穩(wěn)定、無沉降，可暫停注漿。在實際的注漿過程中，若需要進行二次噴漿，應(yīng)在第一次噴漿作業(yè)的基礎(chǔ)上進行，確保二次噴漿后能有效擴大漿土混合物的體積。待噴漿施工徹底結(jié)束后，還要做好后續(xù)的清理工作，以提升整體的注漿質(zhì)量。

注漿完成后，對加固區(qū)域進行檢測，確保注漿效果滿足設(shè)計要求。常用的檢測方法包括鉆孔取樣、壓力測試、超聲波檢測等。

拔管封孔。為提升注漿技術(shù)的應(yīng)用效果，可適當(dāng)增加注漿濃度。在具體的注漿過程中，先將注漿管提至相應(yīng)的設(shè)計深度，而后自上而下分段、連續(xù)注漿。注漿完成后，再將注漿管拔出注漿孔口。拔管時，若分段拔管，還需嚴格控制管高在0.5m內(nèi)，以保證施工效果。

注漿效果檢測。注漿完成后，應(yīng)對加固區(qū)域進行檢測，確保注漿效果滿足設(shè)計要求。常用的檢測方法包括鉆孔取樣、壓力測試、超聲波檢測等。

（五）注漿技術(shù)的應(yīng)用效果

通過對加固前后路基地段軌檢車的檢測數(shù)據(jù)分析得知，應(yīng)用注漿技術(shù)加固，課有效改善軌道下方基床的病害問題。從具體的數(shù)據(jù)來看，加固地段TQI數(shù)據(jù)從7.8下降至6.2，質(zhì)量均衡，軌道集合尺寸保持良好。

四、在鐵路路基病害整治中應(yīng)用注漿技術(shù)的建議

（一）選擇經(jīng)驗豐富的施工隊伍

注漿技術(shù)在鐵路路基病害整治中的應(yīng)用，需要有經(jīng)驗豐富的施工隊伍，以確保工程的質(zhì)量和安全。在選擇施工隊伍時，要了解他們過去在注漿施工方面的經(jīng)驗和成績，查看以前完成的項目案例，了解技術(shù)實力和實踐經(jīng)驗。同時，考慮到注漿施工需要專業(yè)的設(shè)備和工具，經(jīng)驗豐富的施工隊伍還應(yīng)擁有先進的注漿設(shè)備、檢測儀器和相關(guān)工具，并能夠高效地完成施工任務(wù)。此外，注漿技術(shù)還要求施工人員具備一定的專業(yè)知識和技能。要了解其是否熟悉相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、是否有專業(yè)的技術(shù)人員指導(dǎo)施工。

（二）確保注漿材料的穩(wěn)定性

注漿材料的不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致注漿效果不佳。因此，在應(yīng)用注漿技術(shù)進行鐵路路基病害整治時，應(yīng)避免出現(xiàn)沉淀、分離等現(xiàn)象。首先，要選擇符合規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)要求的注漿材料，避免使用假冒偽劣產(chǎn)品。其次，應(yīng)按照規(guī)定的配比將各種材料進行攪拌，確保漿液的各項性能指標(biāo)達到要求。同時，要保證注漿材料攪拌均勻，避免出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。

（三）強化注漿過程的控制

為確保注漿效果和鐵路運營安全，還有必要加強注漿過程的管理和控制。第一，在注漿過程中，要控制好注漿壓力，避免壓力過大或過小對路基造成不利影響。同時，要密切關(guān)注壓力變化，及時調(diào)整注漿參數(shù)。第二，鉆孔的深度和角度對注漿效果也有影響。應(yīng)按照設(shè)計要求控制鉆孔的深度和角度，確保注漿管位置準(zhǔn)確。第三，在注漿施工過程中，應(yīng)加強監(jiān)測與記錄工作，涉及鉆孔深度、注漿壓力、流量等參數(shù)，以及施工過程中的異常情況、處理措施等。這些記錄有助于后續(xù)的工程驗收和維護工作。第四，在施工過程中，應(yīng)注意環(huán)境保護，避免對周圍環(huán)境和地下水造成污染。合理處理廢水和廢漿，遵守相關(guān)環(huán)保法規(guī)。

（四）注重注漿質(zhì)量檢查

在注漿技術(shù)的應(yīng)用過程中，有必要在注漿結(jié)束后加強對注漿質(zhì)量的檢查。一方面，要檢驗注漿是否按照相關(guān)規(guī)范進行，如：對鐵路軟弱等級路基注漿，需保證路基承載力在200kPa以上，且控制沉降值在30era以內(nèi)，如此才能有效保障注漿施工質(zhì)量；另一方面，可采用靜載試驗、彎沉使用、鉆芯法等試驗方法進行評估注漿質(zhì)量。只有保障整體的注漿質(zhì)量，才能有效解決鐵路路基沉陷問題。

五、結(jié)論

鐵路路基病害整治是一個具有重要現(xiàn)實意義的課題。注漿技術(shù)的應(yīng)用研究為鐵路路基病害整治提供了一種新的、有效的方法，對于保障鐵路運輸安全、提高鐵路運營效率具有重要意義。文章結(jié)合具體實例，證明了注漿技術(shù)在鐵路路基病害整治中的應(yīng)用具有良好效果，能有效解決鐵路路基的病害問題。

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