智能化解决既有铁路顶进涵路基过渡段不均匀沉降问题

蒋亚峰

摘要：一般情况下，钻孔注浆桩大都应用在地基加固以及防渗处理中，对既有铁路顶进涵路基过渡段不均匀沉降整治相对较少，因此可选用路基边坡斜打注孔注浆加固以及改良土体为主要路基整治方案，且该方案的最终实施效果较好。既有铁路在顶进涵路基过渡段可能出现的不均匀沉降现象会对国民生命财产安全造成不小的损失，因此将智能化技术应用其中，可有效提高既有铁路顶进涵路基过渡段不均匀沉降问题的预防与解决效果。对此，文中对既有铁路顶进涵路基过渡段不均匀沉降及解决措施做了简单探究分析，希望为后续工作人员提供一些参考意见。

关键词：既有铁路；过渡段；不均匀沉降

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：2095—6487（2018）02—0105—02

0引言

随着我国国民经济的不断发展，交通流量也在呈逐年上升趋势。铁路路基填土因为自身结构、地基环境等多方面问题，极易出现不均匀沉降现象，如若不及时采取有效措施对其进行控制，就会致使路面突变，进而对人们的日常交通造成重要影响。所以，如何有效控制既有铁路顶进涵路基过渡段不均匀沉降已经成为当前亟待解决的重要问题。

1工程背景

在实际施工过程中，施工单位常常会出现一些操作失误问题，比如路基填料不均匀、工程质量不达标、填筑顺序错误、含水量较多或者较少、压实松铺厚度不符合相关要求以及使用设备不符合当前要求等。

既有铁路顶进涵路基主体工程顶进完成且路基回填后，对其进行了路基检测，在检测过程中发现顶进涵两侧路基面出现了不均匀沉降，最大沉降已达到20 m凹陷，且坡面出现了部分溜塌现象，根据本次检查现象可知，如果操作失误会对后期铁路路基造成一定负面影响。与此同时，除了在路基回填后产生的多种问题，在建设铁路涵洞过程中，涵洞主题构造与路基相互连接的接口处有明显脱落现象，这些错口会对工程建设的稳定性造成直接影响，相关工作人员必须要及时依照相关要求对其进行加固处理。由于施工环境当中存在多种影响因素，在施工过程中主要将素填土作为路基的回填土，结构相对松散，孔隙相对较大，因此在施工过程中除了要进行钻孔、注浆外，还应对其进行再次加工，进而更好的保证工程的稳定性。

2既有铁路智能化设计与加固技术

2.1既有铁路智能化设计

对于既有铁路而言，若要解决顶进涵路基过渡段不均匀沉降问题，就必须要提前做好设计工作，与此同时，还要针对不均匀沉降现象所引起的一系列问题进行全面的考虑与设计，以确定既能够降低既有铁路顶进涵路基过渡段不均匀沉降现象发生的几率，也可以提高既有铁路运行的安全可靠性。

对于既有铁路而言，对其进行平面改建智能设计，根据其通过顶进涵路基过渡段时可能出现的不均匀沉降现象及导致这一现象的因素进行分析、处理、计算与设计，使其可从根本上减少此类事件发生的可能性。智能化设计减少了在既有铁路设计与运行阶段单一开展的问题，提高了交互工作内容，进而达到了提高既有铁路设计效率，降低不均匀沉降现象发生的几率。

2.2路基智能化注浆作用

（1）路基注浆主要指的是利用电力技术，将已经混合完成的物理材料放到相关装置当中，同时利用压力在基体的空隙和裂缝中注浆液体。一般情况下，在注浆液体过程当中，注浆液体在注浆管端口形成一个作用力，进而导致素填土产生裂缝，此种情况下，注浆液体会随着素填土自身裂缝深入到其内部，进而导致其形成“浆泡”现象。相关工作人员的检查结果表明，如果电力注浆加固压力增大，那么“浆泡”就会依附土壤中的裂缝，进而在土壤中形成一定的反作用力。所以，在工程开始初期，相关设计人员必须要对涵洞结构内的土壤整体进行夯实，使基体形成一个相对稳定的物质基础，进而有效抵触非正常状态下注浆液体产生的负面压力。

（2）注浆形成骨架强度。在初步注浆过程结束后，基体内的空洞及缝隙已经基本填充完毕，不管是密度还是质感都有了明显加强。但是，由于注浆压力的影响，土壤内部会存在较大的抗力，导致填充注浆在实体中呈叶片脉络状进行分布。在叶片脉络状形成过程中，不管是基体的抗压能力、物质强度还是组织敏度都有了明显增加，基体土壤强度已经达到了最佳建筑状态。

（3）当浆液的外加剂达到一定数值后，水泥与素填土之间会出现化学反应。这是由于浆液外加剂会对土壤产生改性作用，同时能够提升外加剂的分子活动性，比如水泥的化学反应、矿物强度变化等。所以，在这些作用力的促使下，土壤基体会形成一种凝固的胶体物质，这种物质对整个建筑项目有着不可忽视的重要作用，同时还可为土壤形成抵抗外作用力的持久性、高强度提供保障。

（4）防渗堵漏作用。虽然在此次整治中，防水不是最初目的，但站在客观角度来看，如果相关工作人员对当前基体进行了填充堵漏，会掩盖素填土中间过于松散的缝隙，同时还可有效降低水分子对涵洞过渡阶段路基的阻碍作用，进而降低水对路基路面产生的不良影响。

2.3智能化加固方案

在加固方案的施工过程中，不仅要结合施工现场土壤实际情况对土壤酸碱度、抗压力进行综合分析，还应采取多种试验方式，对注浆工程中的详细的半径、范围等数值进行明确规定。同时还要对施工过程中出现的多重风险进行预估调整，进而更好地为施工质量提供保障。

（1）一般情况下，1 m注浆深度的水泥应用数量大约为110 kg左右，但必须要注意的是，注浆的剂量应不低于100 kg。

（2）依照相关工程设计要求，注浆的孔径应在0.3 m左右，孔距应为1 m，在调整整体分布状态时应依照梅花形进行分布，进而更好的保障基地的稳定性。

（3）在计算注浆压力过程中，相关工作人员必须要保证设计注浆压力范围在0.2～1.3 MPa之内，进而有效提高注浆成功率。

（4）在设计注浆深度时，应初步将其设置为12 m，深入顶涵基地1 m，在打入实验孔后，对其后期进行观测是否出现了更严重沉降，注浆深度不变。

（5）在设计要求中管线的倾斜角度为15°。

（6）在经过一定的注浆填充后，工程设计推进稳定性、抗压性以及持久性等各个方面均有明显改善。

（7）在工程施工过程中，注浆加固技术的操作半径必须要大于0.5 m。

（8）如果单孔注浆加固技术已经完成，但是项目仍需变更的话，必须要达到以下三个标准才可对其进行调整。首先，是注浆量没有达到最初设计要求；其次，是注浆压力不符合初始设计数值；最后，是基体路面浆体出现了外渗现象。

3注浆实验现场分析

在注浆施工现场，为了有效保证工程按時保质的完成，相关工作人员必须要依照当前现场情况采集土壤样本，同时要将已经采集到的图样依照相关顺序对其进行调整、实践，确定实践结果可以满足预期设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量、外加剂品种及抗压程度等。配置完成的灰浆必须要达到流动性强、便于输送和喷射等相关要求。而对于一些规模相对较大且性质较为特殊的相关工程，必须要在注浆施工间进行实践，进而有效保障喷射直径、强度的牢靠性。

在施工现场应严格依照预先设计要求，按照实验配合比分为40 cm、50 cm、60 cm加固体三种实验情况，利用具体实践，可得出三个结论。

（1）注浆完成后形成的水泥几何形体，可有效为土体接触涵洞外墙提供一定的外力帮扶，除此之外，还可有效降低路基沉降，降低幅度高达11.6%左右。

（2）注浆所形成的结合体可有效降低过渡阶段路基下沉出现几率，减少幅度约在13.6%左右。

（3）浆体加固除了可有效提升稳固效果外，还会对行车造成一定影响，所以在工程建设过程中必须要对当前列车运行速度以及载重数值进行全面考虑，以免出现安全事故。

4结束语

总而言之，在注浆建筑工程作用下，基体沉降量可达到20%左右，而减少沉降的范围也都在10%以上。因此相关检测部门必须要利用专业的治理方式，对桥头的路基下沉情况进行综合治理。与此同时，在后期的沉降检查调查中不难发现，沉降量为10 mm，路基沉降相对稳定，同时整体建筑标准均符合相关要求，经过整治后的基床土的物理力学性也都可以保障其正常运营。