高压旋喷桩加固铁路路基在既有线施工过程中的经验探讨

第３１卷第７期　甘肃科技　Ｖｏｌ＿３１　Ｎｏ．７　２０１５年４月　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｐｒ．２０１５　高压旋喷桩加固铁路路基在既有线　施工过程中的经验探讨　杨昊天．．李元彪。尹威江　ｆ中铁西北科学研究院有限公司．甘肃兰州７３００００１　摘要：目前。国内既有线路下沉病害已较为普遍，对既有线路基提高其承载力、控制其变形还未提出系统的处理　措施，利用斜向高压旋喷桩技术加固既有线路基的方法还处于探索阶段。以宝中铁路Ｋ３２９＋９５０～Ｋ３３０＋４５０段路基　补强工程为背景，该段铁路作为利用斜向高压旋喷桩技术治理其下沉病害的试验段，可积累一定的施工经验：包括　一套合理的施工参数，施工过程出现冒浆、引起附加下沉及线路上鼓等问题的对策等。　关键词：既有线路；斜向高压旋喷桩；路基加固：施工经验　中图分类号：ＴＵ４　１　概述　方法虽然国内已有应用．但还未形成比较成熟的理　论体系和在既有线上施工的成熟经验　通过宝中铁　软基处理的主要方法有：换填垫层法、挤密法、　路Ｋ３２９＋９５０～Ｋ３３０＋４５０段路基补强工程．利用斜向　深层搅拌法、灌浆法、强夯法等。而高压旋喷桩加固　高压旋喷桩技术治理其下沉病害．为以后在既有铁　路基是地基处理的有效方法．尤其是竖直向高压旋　路上采用斜向高压旋喷加固路基积累了一定的施　喷桩在地基处理中应用非常广泛．其加固机理是水　工经验。　泥浆液通过旋转喷嘴以一定的压力冲击切割土体．　使原有地基土体破坏而与水泥浆液搅拌混合形成　２工程背景及治理措施　有一定强度的固结体．在喷嘴边旋转边提升的过程　宝中铁路Ｋ３２９～Ｋ３３０段位于宁夏回族自治区　中形成截面大致为圆形的桩体　旋喷桩的主要作用　海原县境内，路线总体走向近南北向。该段自２００３　是加固地基．提高地基抗剪强度．改善地基土的变　年以来由于铁路两侧黄河灌区开始漫灌浇地．受到　形性能．使其在荷载的作用下．不会产生破坏或过　周期灌溉的影响．路基产生下沉．致使铁路轨道需　大的变形，满足了道路工程建设的需要．因而在地　要不停地垫高道床维持铁路的正常运营　调查发　基处理中得到广泛的运用　现：路基下沉分为三段．分别为Ｋ３２９＋４００～Ｋ３３０＋　目前．国内工程师对高压旋喷桩地基处理进行　４５０，Ｋ３３１＋０００～＋２５０，Ｋ３３ｌ＋５８０　＋７６０。由于路基下　了多方面的研究，如，靳永良、陈彦欣、左光荣、赵朝　沉，三段路基两侧均发现贯通裂缝．裂缝最长延伸　阳、靳云梅［１－５］总结了高压旋喷桩在一般地基或铁路　长约６００ｍ：铁路两侧警示牌下沉明显，最大下沉处　运营线上的施工工艺及施工注意事项。武玲阎、狄宏　下沉量可达２ｍ。目前该段铁路已经采取限行措施　规等［７１通过实际工程．对高压旋喷桩加固地基的效　对路基下沉病害已进行了几次治理．但效果不明　果进行了评价．认为．该方法对提高软弱地基的承　显。２００９—２０１０年．对Ｋ３２９＋５３０～＋６２０和Ｋ３２９＋　载力。减小地基变形都有显著的效果．孙龙宽嘲通过　８３０　＋９４０两段路基曾采用灰土挡水墙和地基劈裂　一系列的对比研究分析了影响旋喷桩桩径及无侧　压浆联合加固．但治理效果不明显．农田浇灌后路　限抗压强度的因素，认为，在水泥浆液中掺加适量　基继续沉陷　的早强剂氯化钙，桩体容易形成早期强度．后期强　此次Ｋ３２９＋９５０～Ｋ３３０＋４５０试验段路基下沉病　度也有一定的提升．降低了水泥用量．成桩直径也　害的治理．考虑在既有线路上加固路基．受作业空　得到了很好的保证　间及铁路运营通车的影响．采用在路肩外边缘施作　利用斜向高压旋喷桩技术加固既有线路基的　两排斜向高压旋喷桩，设计桩径均为８００ｍｍ。该路段　第７期　杨吴天等：高压旋喷桩加固铁路路基在既有线施工过程中的经验探讨　８９　的时间．其强度才能达到原有土体的强度，在这段　时间内路基受到上部荷载影响而引起了附加下沉。　出现上鼓现象的主要原因是首先线路一侧注浆已　完成对另一侧注浆时．其地基已经较为密实．成桩　过程中返浆量大．浆液向上返的过程中由于还有压　力造成土体上鼓：其次空气压力较大也会造成土体　鼓胀。　施工过程中对５７根旋喷桩施工的监测数据可　以看出．从每根桩钻孑Ｌ开始到施工结束，有２７根桩　对应位置的路基出现抬升现象．最大抬升高度　４８ｍｍ．有１４根桩对应位置的路基出现沉降现象。最　大沉降幅度达２１ｍｍ．有１６根桩对应位置的路基没　有变化　其中出现抬升现象的占总监测数的　４７．３７％，出现沉降现象的占总检测数的２４．５６％．施　工对路基高程没有产生影响的占总监测数的　２８．０７％。　线路下沉、上鼓幅度较大时严重影响行车的安　全。在施工过程中应引起足够的重视。为了解决这　种由于实施高压旋喷桩而引起路基下沉和上鼓的　问题．应组织人员在施工过程中加强监测。发现问　题随时进行对线路的整平．以保证列车的安全运　营。　３．４道砟污染问题　在高压旋喷成桩过程中．受地层的影响．浆液　会从除孑Ｌ　Ｉ：１以外的地方冒出．这就不可避免浆液侵　人道砟。但是经过多次现场的开挖检验，侵入道砟　的浆液不是大范围的．而是在冒浆口以上形成柱状　水泥土与石渣的凝固体．不会造成道砟的板结　且　这种冒浆现象也是个别现象。不是普遍现象．所以　若施工过程中遇到冒浆问题．当其还未凝固到一定　强度时组织人员进行清理即可　３．５注意避开沿线设施　高压旋喷桩作为地下隐蔽工程．施工时对沿线　设施有一定的影响，如沿线的电杆、涵洞的边墙及　埋于地下的通信光缆。旋喷桩施工时距离电杆太　近．在成桩过程中由于受到空气压力及水泥浆液压　力造成电杆基础的沉降或抬升。影响正常的行车．　所以．建议高压旋喷桩施工时应避开电杆．实践证　明．电杆两侧的成桩钻孑Ｌ位置应控制在距电杆１～　１．５ｍ为宜，这样基本不会对电杆造成影响：由于水　泥浆液压力较大．若施工时距离涵洞边墙太近也会　造成对边墙的破坏．所以，成桩位置应与边墙留有　一定的安全距离．以２～２．５ｍ为宜；施工时应避开沿　线路方向的通信光缆。为了确保安全，旋喷桩施工　之前应将通信光缆挖出置于施工人员视线范围，施　工完成后再将其埋入地下　４结语　通过宝中铁路Ｋ３２９＋９５０～Ｋ３３０＋４５０段高压旋　喷桩路基补强工程的施工．总结分析可以得出以下　认识和施工经验，供以后类似工程参考：　１１在考虑施工对线路安全运营方面．斜向高压　旋喷桩治理路基下沉病害的方案是可行的。　２１在区域内的相似地层实施高压旋喷桩时．施　工参数可以借鉴该试验路段的参数　不同的工程在　施工前可在现场做试验桩进行检验验证参数是否　合理．然后进行适当调整。　３１高压旋喷桩施工时造成线路的下沉和上鼓以　及冒浆造成浆液污染道砟的情况是不可避免的．所　以。应随时测量线路下沉和上鼓情况．预备专人随　时准备整理线路，使线路平整、整洁而不会造成行　车事故　４１在测量放线时．应将旋喷桩成桩位置避开沿　线设施．或留有一定的安全距离，如电杆及涵洞边　墙，或将通信光缆移动至不影响旋喷桩施工位置。　参考文献：　［１１　１靳永良．高压旋喷桩在处理铁路既有路基中的应用【Ｊ］．科　技创新导报．２０１３（２）：９８—９８．　［２】　陈彦欣．高压旋喷桩在道路软基处理中的应用［Ｊ］．交通　标准化，２０１４，４２（８）：１２—１４．　［３］　左光荣．高压旋喷桩在加固既有建筑物地基中的设计应　用［Ｊ］．四川建材，２０１４，４０（２）：１１８—１２０．　【４１　赵朝阳．高压旋喷桩在运营线路基加固工程中的应用　ＩＪ１．石家庄铁道大学学报（自然科学版），２０１３．　【５】　靳云梅．谈高压旋喷桩处理路基沉陷原理及施工工艺　［Ｊ】．山西建筑，２０１４，４Ｏ（８）：１６２—１６３．　【６】　武玲．高压旋喷桩在某建筑地基加固中的应用【Ｊ】．山西　建筑．２０１４（３４）：４３．　『７１　狄宏规，冷伍明，周顺华，等．朔黄重载铁路路基斜向高　压旋喷桩加固效果［Ｊ］．同济大学学报：自然科学版，２０１３，　４１（１２）：１８１８—１８２３．　【８】　孙龙宽．高压旋喷桩在塑性粘土中的应用ｆＪ］．中小企业　管理与科技（上旬刊），２０１４（１２）：６２．　［９　９】中华人民共和国行业标准．铁路路基施工规范（ＴＢ１０２０２—　２００２）［Ｓ］．北京：中国铁道出版社．