应用注浆技术整治铁路路基下沉病害

蔡永虎

（陕西红柠铁路公司 719300）

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1 *

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建筑工程技术与设计路桥工程2013年9月下 ·133·

＜ 85% 时取0.16~0.2 ；v 为加固土体的总体积（m3）。

水泥浆液无添加剂（现场）配料表

水灰比0.5 0.6 0.75 1.0 1.25 1.5 2.0

水泥用量

（kg） 1200 1100 950 750 650 550 450

水的用量

（L） 600 660 713 750 813 825 900

配置浆液

（m3） 1 1.026 1.029 1 1.029 1.028 1.05

3.4 注浆压力

注浆压力控制的好坏是注浆成败的关键。提高注浆压力有利于浆液扩散，但是压力超过边界条件允许的范围，就会引起地面和结构物的变形和破坏。所以，压力应控制在边界条件允许的最大注浆压力范围内。具体地讲：注浆压力与土质种类、透水性、注浆速度、注浆方法等因素有关，一般参考现场实验或根据已有的经验来确定。一般情况下注浆流量应配合注浆压力来调整，注浆初期土层吸收浆液能力强，压力可以较小，随着土体吸收量减小可以逐渐增加流量增大压力，使其处于最佳的吸收状态，注浆接近结束时可适当增大注浆压力。一般认为最大容许注浆压力大约等于注浆点位置以上土层厚度的土压力。

4. 工程实例

我们根据注浆技术处理铁路路基下沉病害的机理及技术要点，以及注浆工艺对铁路行车影响小、加固范围大的特点，对铁路高路堤、桥涵台后路堤和隧道整体道床等不均匀下沉病害进行了工程治理。红柳林至神木西铁路专用线张家峁至柠条塔段DK20+490~DK20+560 路基注浆施工。

4.1 病害概况

4.1.1 地质概况

工点内出现沉降的范围为DK20+490~DK20+560，长70 米，工程位于考考乌素沟左岸梁峁区山前缓坡地段，地形起伏，地势左低右高，线路以填方通过砂质地层，中心最大填高14 米，边坡最大填高15 米，工点范围内出露地层主要为第四系全新统风积细沙，下伏侏罗纪系中统烘烤岩和页岩夹砂层。风积细沙（Q4eo14）；浅黄色，最大厚度为10 米，砂质较均，表层1.0 米含植物根系，干燥稍湿，松散，Ⅰ级松土，σ0=100kPa ；烘烤岩（J2Tb）：青灰色、砖红色，原岩为砂岩，岩体破碎似铁渣、煤渣及玻璃质残渣，具蜂窝状空洞，岩层扭曲变形；原岩为页岩者烧变为砖红色，其颜色和敲击声与Ⅳ级软石，σ0=400kPa ；页岩夹砂层（J2Ss+Sh）：灰黄色、灰绿色，主要成分为石英、长石，中粒结构，块状构造，强风化，风化层厚度2~4 米，Ⅳ级软石，σ0=400kPa，软风化层，Ⅳ级软石，σ0=800kPa。工点范围内无地表水，地下水水位埋深大于15 米。地震动峰值加速度0.05g，相当于地震基本烈度六度，地震动反应谱特征周期0.35s，最大冻结深度1.50 米。

4.1.2 原设计情况：

基床表层采用A 组填料填筑，基床底层采用B 组填料填筑，基床底层以下路堤采用路堑挖方弃石，填筑粒径及压实度满足规范要求，边坡坡率按1：1.5~1：1.75，路肩用干砌片石护肩，宽0.6 米，顶部采用M7.5 水泥砂浆抹面；双侧路基边坡设带截水槽的M7.5水泥砂浆砌片石拱形骨架护坡，骨架内种紫穗槐防护，骨架护坡设小脚墙基础，脚墙宽1.0 米，高1.3 米，基础埋深0.8 米，采用M7.5 水泥砂浆砌片石砌筑；地基采用重型机械碾轧，碾轧范围为路堤坡脚外3.0 米，碾压后的承载力不小于0.15MPa。

4.1.3 铁路现状

该段路堤不均匀沉降引起了该段右侧水沟出现了下沉、开裂，右侧护肩以下2~3 米处骨架出现了破损。轨面道床下沉了30~50cm。路堤不均匀沉降发生后，运营单位及时对右侧破损的水沟进行修补，保证排水畅通，对路基面下下沉部位采用道碴进行了调整，保障了铁路的安全运营。

4.2 路基沉陷原因分析

该铁路2011 年1 月开始运营，运营初始该段就出现了路堤不均匀下沉现象，2011 年10 月份沉降达30cm，截止2012 年8 月份下沉已经达到50cm，针对路堤不均匀下沉。经调查该段在施工过程中，由于受当地村民干扰，最后施工速度较快，下沉原因可能是施工时填料粒径及压实度不满足要求，力学强度低，在后期降雨及渗水作用下产生路基本体压缩变形。

4.3 加固处理

⑴为提高填筑土密实度和力学强度，采取注浆加固，在路基露肩、左侧边坡和右侧平台钻注浆孔，用注浆泵等压送设备将浆液灌入填筑料空隙内，使其渗透、扩散，使路堤本体颗粒间充满浆液并使其固结，使岩土胶结为一整体。

⑵注浆完成后对路肩及路堤边坡坡面、骨架防护进行整修，并对因施工破坏的紫穗槐进行补种；对线路右侧平台进行整修，使其倾向水沟内的横坡不小于4%，并对平台采用M10 水泥砂浆抹面，厚度不小于5cm。

⑶根据路基填料情况及浆液的渗透半径，注浆孔间距2~3 米，呈矩形分布，孔径75 毫米，深度：进入细砂层1 米，注浆管下入深度距孔底1.0~1.5 米。注浆顺序按先两侧后中间，先左侧后右侧的顺序进行注浆施工。横断面孔位布置见附图：

⑷注浆材料采用P.042.5 硅酸盐水泥、水玻璃和水混合的无收缩注浆液，暂定配合比为：水泥：水：水玻璃=1：1：0.005（重量比），其中水玻璃浓度为45° Be'，注浆时先做试验，根据试验结果可进行调整。注浆量根据现场加固情况而定。

⑸ 初始注浆压力暂定为0.3Mpa， 当单孔注浆终压达到0.6~1.0Mpa（基床范围内注浆管注浆压力始终控制在0.1~0.3Mpa，并适当减少浆液的注入率），持续10 分钟，进浆量很少或不进浆时，可结束本孔注浆。

⑹所有孔位都应按顺序、方位布置，钻到要求深度。在注浆或已注浆但未超过24h 的孔周围10cm 范围内，不能钻孔注浆。钻孔时不能在钻杆上使用油脂、钻杆涂料、钻孔泥浆或其它润滑剂来帮助钻进。钻孔之后，每个孔都要在孔口上临时压盖，以免被堵塞或封堵。⑺钻孔结束后下注浆管，并在孔口四周空隙处采用干硬性水泥浆封口（封口深度为1.0 米），注浆时边注边后抽钻杆，同时注意压力表计数，只要超压立即停止。当遇到水泥浆扩散过远（跑浆现象）、孔口附近冒浆、坡面冒浆、注浆量和注浆压力达到要求时，采用停停灌灌或调整浆液浓度注浆；结束后立即用速硬水泥封孔，封口深度为1 米。

4.4 监测监控

4.4.1 监测点布设

线路中心设8 个观测点，每个监测点间距5 米；两侧路肩上各设4 个点，每个监测点间距为10 米。在注浆前，利用全站仪测量坐标，水准仪测量两次高程平均值作为原始高程。

4.4.2 监控措施

24 小时随时监测，建立完整的观测网，加强监控；安排有丰富经验线路工随时进行轨距、水平检查，以便及时发现问题并及时处理问题。当出现路基抬高或变形异常情况，立即通知工务段人员进行线路整修。

4.5 加固后效果

⑴我们对DK20+490~DK20+560 段下沉路基进了注浆加固后，通过观测路基状况稳定。

⑵结合上述施工方法，我们用同样的方法对管内张家峁至柠条塔段DK15+513~DK15+573、DK18+075~DK18+125 及捣不赖沟大桥神台桥路结合部路基下沉地段进行了加固处理。通过观测路基状况稳定。

5. 结束语

注浆技术能对不同深度路基进行加固，具有应用广泛、方法简单、受外界干扰小、施工过程容易控制等优点。它可以根据不同用途，就地取材，配制不同的浆液，可使整治费用大大降低。

参考文献

[1] 相关文章：湿陷性黄土工程性能新篇和注浆技术在路基下沉病害整治中的应用

[2] 林宗元主编，岩土施工治理手册