高速鐵路路基異常上拱病害整治

鞠鵬林

（中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，江蘇泰州225300）

1 引言

在高速鐵路路橋涵過渡段路基修建的高程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槁坊瞎岸鴮?dǎo)致無砟軌道出現(xiàn)高程異常、超出扣件調(diào)整范圍的問題，甚至?xí)绊懻麄€(gè)高速鐵路運(yùn)營(yíng)的安全性與穩(wěn)定性。為了能夠確保整個(gè)上拱段無砟軌道，整體結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)安全，必須要積極針對(duì)路基上拱問題進(jìn)行全面的整治。

2 工程案例

新建蘭新鐵路第二雙線甘青段，東起甘肅蘭州市，途經(jīng)青海省民和縣、樂都縣、平安縣至青海西寧市，而后折向北經(jīng)大通縣、門源縣，穿越祁連山山脈進(jìn)入甘肅省河西走廊西行，經(jīng)民樂縣、張掖市、臨澤縣、酒泉市、嘉峪關(guān)市、玉門市至紅柳河附近進(jìn)入新疆境內(nèi)，其中，甘肅省境內(nèi)795.727km，青海省境內(nèi)267.758km，設(shè)計(jì)終點(diǎn)DK1119+679，全長(zhǎng)1065.749km。本段路基長(zhǎng)643km（含站場(chǎng)），路基長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)度的60.5%，其中區(qū)間路基長(zhǎng)度為609.2km。蘭州至甘青省界路基長(zhǎng)度11.76km，路基占線路比例17.6%；青海省境內(nèi)路基長(zhǎng)度77.8km，路基占線路比例29.1%；青甘省界至甘新省界路基長(zhǎng)度553km，路基占線路比例75.8%。

3 無砟軌道路基上拱的質(zhì)量監(jiān)控

3.1 水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)

通過在路基上拱地段設(shè)置觀測(cè)面，保證觀測(cè)面的距離約為20m，每一個(gè)斷面的上下行到床板，路肩封閉層、路基坡角處各設(shè)置一處觀測(cè)點(diǎn)，通過利用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，及時(shí)地將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄。在整治之前通過對(duì)水準(zhǔn)觀測(cè)進(jìn)行對(duì)比，判斷上拱的趨勢(shì)是否出現(xiàn)收斂。

3.2 絕對(duì)測(cè)量

通過運(yùn)用測(cè)量小車對(duì)上拱段水路面的高程進(jìn)行判斷，與設(shè)計(jì)高程相對(duì)比，通過累計(jì)上拱量的上行為102mm，下行為91mm，與水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)保持一致，并未出現(xiàn)收斂。

3.3 分層監(jiān)測(cè)

通過在上拱段設(shè)置分層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)線路設(shè)置不同深度的單點(diǎn)位移計(jì)，對(duì)基床表層底層路基和地基的位移量進(jìn)行分層監(jiān)測(cè)。通過合理的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，整個(gè)上拱路面在4.0～7.0mm，其余高程并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的上拱狀況，上拱趨勢(shì)與小車測(cè)量和水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)保持一致。

3.4 動(dòng)檢波形對(duì)比

在針對(duì)高速鐵路無砟軌道動(dòng)檢波形對(duì)比時(shí)，通過對(duì)每一次動(dòng)檢車檢測(cè)高低波形變化情況進(jìn)行分析，能夠判斷整治之前上拱的收斂情況，在整治之后與下行動(dòng)檢波形相對(duì)比，判斷具體的上拱問題。

4 高速鐵路路基上拱異常的主要原因

在對(duì)高速鐵路路基上拱原因進(jìn)行調(diào)查時(shí)，通過對(duì)上拱段路基坡腳開挖以及基床表層、底層分別進(jìn)行取樣，判斷路基和地基的實(shí)際深度。

在地基以及路基填料中有大量的易溶鹽含量，通過對(duì)比顯示，上拱量與含鹽量高低成正比關(guān)系，這也說明硫酸根離子因?yàn)橛鏊Y(jié)晶膨脹，導(dǎo)致整個(gè)路基出現(xiàn)上拱的問題。

在溫度含水量變化時(shí)，由于鹽分會(huì)吸收水分結(jié)晶析出，造成土壤之間的孔隙過大，土壤體積膨脹導(dǎo)致路基路面上拱問題非常多。在夏季，由于溫度上升，鹽離子結(jié)晶速度減緩，因此，夏季高速鐵路的路基較為穩(wěn)定。在冬季，由于氣溫偏低，更適合硫酸根鹽離子結(jié)晶析出，因此，路基上拱狀況非常的明顯[1]。

5 整治方案

5.1 防排水

路基中大量的硫酸根離子因?yàn)樗鴮?dǎo)致結(jié)晶析出的情況，造成了路基上拱。因此，為了能夠有效避免出現(xiàn)路基上拱的問題，最主要的措施就是加強(qiáng)對(duì)路基排水工作進(jìn)行妥善處理，通過在上游側(cè)修建5m深的截水溝，阻擋地表水滲入路基基底，同時(shí)在下游修建蒸發(fā)池和滲水盲溝，確保整個(gè)路基表面快速封閉，減少路基內(nèi)的含水量。

5.2 切割剪薄支撐層

在切割剪薄支撐層施工時(shí)，首先要調(diào)整運(yùn)行圖，在填充內(nèi)部設(shè)置兩線間隔，做好一線封鎖一線施工的準(zhǔn)備。在安裝無砟軌道限位裝置時(shí)，應(yīng)該避免切割支撐層，因?yàn)槭チ思s束而導(dǎo)致軌道失穩(wěn)的情況。

5.3 頂進(jìn)鋼管涵技術(shù)

頂進(jìn)鋼管涵施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備—樁身開挖—灌注樁身混凝土[2]。

5.3.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括：（1）防護(hù)樁施工前要精確測(cè)定樁位，平整場(chǎng)地，做好防護(hù)設(shè)施；（2）安裝三腳架；（3）配備齊全所需的機(jī)具、器材、照明及人員上下設(shè)施。

5.3.2 樁身開挖

孔口部分：根據(jù)樁身孔口段土質(zhì)情況將孔口挖至1m深時(shí)，立模灌筑第一節(jié)混凝土護(hù)壁。此節(jié)護(hù)壁在孔口0.5m高度范圍內(nèi)壁厚20cm，0.5m高度以下壁厚為10cm。頂面要平整，并高出原地面20cm，用來防止下節(jié)孔壁開挖時(shí)孔口沉陷以及防止土、石雜物滾入孔內(nèi)傷人。

樁孔掘進(jìn)：采取邊挖邊護(hù)的方法，每節(jié)開挖深度視地質(zhì)情況確定。每次孔壁開挖及襯砌立模，均要從孔口吊線測(cè)量，以防止超挖欠挖及護(hù)壁偏斜。每挖深0.5～1.0m后，沿孔壁立模灌筑一節(jié)混凝土護(hù)壁，形成框架。

出碴：孔內(nèi)采用人工裝碴，使用卷?yè)P(yáng)機(jī)及吊桶做提升設(shè)備，孔上設(shè)專人指揮，將吊桶直接提升到孔口，卸入車中運(yùn)出。

6 結(jié)語

本文通過對(duì)高速鐵路路基異常上拱的病害整治問題進(jìn)行分析，并且結(jié)合新建蘭新鐵路第二雙線甘青段工程，明確了無砟軌道路基上拱質(zhì)量監(jiān)控的體系，并且對(duì)高速鐵路路基上拱異常的原因進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的解決方案，確保高速鐵路路基異常上拱的問題得到有效控制，保證我國(guó)高速鐵路的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)水平得到全面提升，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。