本技术介绍了一种创新的高速铁路无砟轨道沉降病害治理方案,主要步骤包括:1) 精确测量无砟轨道所需抬升量及确定分节式可膨胀囊体的最佳布设点;2) 制作并安装分节式可膨胀囊体,利用路堤侧面作为起始点,逐步展开治理工作。该方法能有效提升轨道稳定性,保障列车安全运行。
背景技术
既有高速铁路轨道多为无砟轨道结构,在长期行车荷载、地质条件劣化等多重因素影响下,容易产生路基基床承载力降低、轨道结构不均匀沉降等病害问题。现行铁路线路设计规范对无砟轨道路基的沉降变形,尤其是不均匀沉降的要求非常严格,运营期间路基沉降的允许调整量仅为15mm,而不同结构物连接处允许的不均匀沉降仅为5mm。目前我国部分正在运营的高速铁路线路已经出现了超出高速铁路设计规范要求的不均匀沉降,严重影响了高速铁路运营的安全性、舒适性以及运输效率。因此,如何在保证既有高速铁路正常运营的前提下治理无砟轨道不均匀沉降病害是目前高铁领域亟待解决的关键问题之一。
当前处理无砟轨道不均匀沉降病害的常见方法大致可分为以下几种:
1)通过调整扣件系统来调整轨道的平顺度及沉降量,但扣件系统的调整量有限,当局部路段沉降量超出扣件系统的允许调整量后只能采取列车限速的方式,且这种调整方法在列车运行荷载的影响下很难保证其长期有效性。
2)通过高聚物发泡材料对无砟轨道进行抬升,实现沉降病害的治理。通过在轨道板钻孔向轨道板支承层下的级配碎石中注入高聚物发泡材料,利用发泡材料产生的膨胀量实现轨道板抬升。
经检索,专利申请号为201710013063.4的发明专利公开了一种无砟轨道注浆抬升及抬升纠偏方法,利用高聚物袋与千斤顶相结合,实现无砟轨道的抬升纠偏。这种方法虽然通过高聚物袋限制了注入浆液在支承层中的蔓延,但要实现必须对封闭层及轨道板进行切割及钻孔作业,对路基结构及轨道结构损伤较大,在钻孔注浆过程中难以保证抬升效果。
经检索,专利申请号为202111106080.5的发明专利公开了一种高速铁路无砟轨道沉降囊式注浆抬升修复方法,通过计算抬升力和聚氨酯膨胀力的关系,向注浆囊管中注入膨胀性聚氨酯,将轨道板抬升至预定高程。这种方法虽然保证了轨道结构的完整性,但注浆囊体紧贴轨道结构,难以精准控制注浆过程中的抬升量,且仅可针对其上一点进行抬升,无法实现长距离无砟轨道沉降病害的治理,综合治理成本高,施工复杂。
这种方法在使用过程中由于高聚物发泡材料反应速度较快、对周围环境要求高,膨胀压力、膨胀程度及影响范围可控性较低,难以实现无砟轨道的精准抬升;而且在反应膨胀过程中容易对路堤及其中管线配件造成污染;同时需要在轨道板顶部钻孔以打开注浆通道,容易对轨道结构造成破坏。因此,在工程层面实施具有一定的局限性。
(3)采用机械设备抬升无砟轨道,即在无砟轨道产生沉降后,采用机械设备将包括混凝土道床板及底座板在内的轨道板结构抬升至预定高程,在底座板与路基基床表层中间注入柔性注浆材料,待材料固结后落下轨道板,实现无砟轨道沉降的治理。这种方法中柔性注浆材料耐久性差、成本较高,存在遇水发泡问题,无法适用于有水环境;且由于轨道板结构纵向抗弯强度较低,在采用机械抬起、落下轨道板结构的过程中,容易对轨道板结构造成拉裂破坏,技术实现难度大。
基于此,提出了一种既有高速铁路无砟轨道沉降病害治理方法。
实现思路