摘要：随着铁路建设的高速发展，对既有铁路的扩能改造在我国经济高速发展的今天是势在必行的，既有铁路路基采用注浆加固的措施，有效地提高了既有铁路路基的承载力，确保了路基边坡的稳定和铁路列车运营安全。具有对行车干扰小、施工速度快、减少对既有路基的破坏的优点。文章主要针对某地区工程实例，对既有铁路扩能改造工程中注浆加固技术的应用方面进行详细的分析。
关键词：注浆加固；既有铁路；扩能改造
引言：
既有钦防铁路由于建设年代久远、标准较低，致使部分路基段落存在松散、空洞、塌陷现象，承载力和沉降控制均不能满足升级提速的要求。文章介绍了采用注浆的方法对既有路基进行加固，效果显著，且施工过程中铁路不封闭，提高了铁路的综合效益。
1.工程概况
某第七铁路增建二线为广西沿海铁路扩能改造项目的一段，设计时速120km/h。增建二线位于既有线右侧路堤边坡上，以填方形式通过。K161~K166里程段现场调查发现部分段落既有路基填料以残积成因的粉质黏土和细角砾土为主，局部夹有大块块石（直径约300-600mm），块石底部架空现象非常明显，且填料有松散、空洞，路基承载力不足等问题，且增建二线与既有线的线间距仅5~8m。为确保新建线路路基的稳定及既有铁路的安全，对既有铁路松散边坡部分采用先清除边坡地表杂物后填筑二线路基至既有铁路路肩高程以下约1m左右再采取注浆加固的措施进行处理。
2.既有铁路边坡注浆加固原理
既有线注浆加固的原理就是指利用液压和气压把能凝固的浆液均匀地注入铁路路基填料中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，经过一定的时间后，使原来松散的填料胶结成一个整体，从而改善路基的物理性质。
2.1渗入、压密作用
在注浆压力作用下，浆液在土体中产生劈裂作用，克服土体中各种阻力渗入孔隙和裂隙中，压力越大，浆液的延伸长度和直径就越大。浆液渗入孔隙和裂隙后将填充土体中的一些较大空隙，对土体起到挤密作用，并与土体一起形成胶结体，从而提高了土体的强度。
2.2防渗堵漏作用
注浆降低了土体的孔隙率，并使土体得到挤密压实，从而减少了水分的纵横向迁移通道，降低了水对路基的不利影响。
2.3骨架作用
注浆后，土体中的孔隙和裂隙得到填充和压密，注浆液固结分布在土体中，形成浆脉网使土体的整体性得到加强，密度和强度相应提高；另一方面由于注浆液在土体中凝固后，土体也产生了较高的强度，注浆固体在土体中起到了骨架作用。
2.4土质改良作用
水泥和粉煤灰等组成的浆液与土体混合后，会发生一系列化学反应，如水泥的水化反应、粉煤灰的火山灰效应，这些反应会使土体形成混合物，具有很高的强度。
3.注浆加固实验及质量控制措施
3.1注浆实验
既有铁路路基填料以残积成因的粉质黏土和细角砾土为主，局部夹有大块块石（直径约300mm~600mm），块石底部架空现象非常明显，平均厚度为1.5m。在整治范围内右侧路堤边坡中部先进行注浆试验，目的：①根据现场地表水质确定使用纯水泥浆液还是水泥+粉煤灰浆液；②注浆压力；③注浆量；④水灰比值及水泥掺入量；⑤封孔长度；⑥注浆效果。
3.2质量控制措施
（1）注浆孔采用φ91地质钻机竖直钻孔（必须干钻），路堤本体部分采用跟管钻进，钻孔深度为穿过既有线人工填筑土至原地面线以下不小于1m。（2）注浆试验孔为3孔一组，孔距1.5m，呈梅花形布置，试验检测孔位于中心。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）使用纯水泥浆加固处理路基填土部分，水泥采用纯水泥，试验孔进行P.042.5普通硅酸盐水泥与超细水泥注浆效果对比，择优采用，水灰比一般为0.6：1~1：1（重量比）。（4）注入工法：成孔→安放注浆管并封堵孔口→搅浆→全断面一次注浆→待凝。（5）注浆量按所需压密封闭的填土土层的孔隙体积控制，水泥浆液体积应与压密体积相对应。预计注浆量0.2m3/m~0.6m3/m。（6）注浆压力应不小于0.3MPa~0.5MPa，现场应结合封孔方式通过验确定。注浆终止压力为0.5MPa，注浆吸浆率应不大于5L/min。（7）注浆采用预埋花管一次性封闭纯压式注浆，注浆管为Φ50PVC管，分封孔段与注浆段。注浆段的注浆管设置为花管，注浆管与孔壁间先填充碎石，并将注浆花管以上段落设置为不少于20cm粘土封堵层，以上为封孔段以水泥砂浆固结，长度不小于2m。当地表漏浆严重且达不到设计注浆压力时，应采用浇筑盖层等其它有效封堵方式进行封闭注浆[1]。
4.工艺流程
放样布孔-钻机就位-钻机钻孔-放入注浆花管-注浆管周围填充碎石-粘土封堵-制浆、注浆-水泥砂浆封孔，并严格保护环境。（1）施工前进行物探.使用静力触探或动力触探在既有线路基边坡松散部位取得详细的物探资料，待与注浆结束后的物探资料进行对比，作为评价注浆效果的依据之一。（2）采用跳孔施钻，首先在两侧进行注浆，再在中间进行，中间孔一方面作为注浆效果的检查孔，又作为下道工序的注浆孔。在两侧进行注浆时，也必须进行间隔注浆的方法，以提高注浆的效果。不能全部钻完再注浆，以免引起孔位串浆，增加注浆难度。具体施工工序见图。
注浆施工工序图：
5.施工技术要点
（1）注浆孔布置应按照设计要求布置，若间距扩大，注浆压力达到后浆液扩散不足，出现土体部分无浆液填充。（2）封孔段必须用20cm粘土层封堵，当地表漏浆严重且达不到设计注浆压力时，应采用浇筑盖层等其它有效封堵方式进行封闭注浆。避免影响注浆效果。（4）压浆遵循先边排，后内排跳孔注浆的顺序，当连续注浆单孔超高过15T水泥不见升压或吸浆量下降时，应考虑提高浆液浓度或改为双液注浆。（4）注浆压力不小于0.5MPa，注浆吸浆率不大于5L/min，注浆量明显下降时终止注浆。（5）当遇见既有结构物过渡段或鱼塘附近注浆时，该处周围出现冒浆时，应采用：①灌浓浆②加速凝剂③降低压力④间歇注浆，一般间歇时间为7-8h，一次的水泥量为2-3t为宜。（6）既有线边坡注浆需在既有线轨道边做好位移桩，对轨道几何尺寸进行观测，以免大面积注浆后对铁路线路产生影响，危及行车安全[2]。
6.质量检查
在分段（或整段）施工结束后，效果检测采用地质钻机取芯（原状样鉴定、物理力学指标试验）及标贯试验（或动探）进行前后对比，试验主要位于注浆加固段。取芯钻孔在灌浆孔间布置，孔数不少于注浆孔总数的2%且不小于3孔。
7.加固效果评价
通过钻芯法检测结果，钻孔取芯可见多处水泥结石体，基本填满可见缝隙，浆液充填率≥90％，充填水泥结石体抗压强度≥0.3Mpa检查孔每延m注浆量不大于周围4孔平均每延m注浆量的15％。加固处理的质量符合设计要求。注浆加固施工对行车干扰小、施工速度快、减少对既有路基的破坏、工期、优势等。
结论：
文章主要针对某地区工程实例，围绕注浆加固在既有铁路扩能改造工程的应用方面进行了详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值[3]。
参考文献：
[1]高虎.新建铁路路基临近既有干线铁路岩溶注浆施工技术[J].上海铁道科技，2017（1）：105~106.
[2]吕续臣，于立俊.既有铁路路基注浆加固技术[J]铁道建筑，2016（4）：39~41.
[3]谭汉义.煤矿采空区注浆加固在广西沿海铁路工程中的应用[J].路基工程，2018（1）：214~219.
论文作者:叶立国
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/31
标签：注浆论文; 路基论文; 浆液论文; 铁路论文; 水泥论文; 压力论文; 孔隙论文; 《防护工程》2019年第5期论文;