铁路路基排水装置、修复结构以及翻浆冒泥整治方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了铁路路基排水装置、修复结构以及翻浆冒泥整治方法。所述路基包括轨道支撑层和轨道支撑层下方的基床表层，轨道支撑层上方为轨道，该装置包括阳极管，阳极管从轨道的一侧斜向下放置；阴极管，阴极管从轨道的另一侧斜向上放置；电极管，电极管位于所述阳极管与阴极管之间并兼做阳极管的阴极和阴极管的阳极；所述阳极管、电极管和阴极管构成电极组，所述电极组沿轨道间隔分布；阳极管和电极管构成第一电极对，电极管和阴极管构成第二电极对，所述继电器和电源使所述第一电极对和第二电极对交替地被通电。阳极管、电极管和阴极管具有一定的斜度，可加速水的排水。第一电极对和第二电极对交替地被通电，可以使土体水分迁排更均匀。

Drainage device, repair structure and mud pouring treatment method of Railway Subgrade

【技术实现步骤摘要】
铁路路基排水装置、修复结构以及翻浆冒泥整治方法
本专利技术涉及铁路路基排水及整治的
，具体而言，涉及铁路路基排水装置、修复结构以及翻浆冒泥整治方法。
技术介绍
由于铁路路基易受降雨和地下水的影响，一旦地表水或地下水渗入特定的地基土中，在荷载的作用下，孔隙水压力不断变化，会产生翻浆冒泥和道碴陷入等整体软化的现象，严重影响列车运行平稳性和安全性。路基翻浆冒泥是多种因素综合作用的结果，土质、水、温度、路面与行车荷载是影响路基翻浆冒泥的主要因素，同时还包括工程措施方面的原因。尽管国内外对路基翻浆冒泥整治技术方面进行了广泛研究，形成许多传统技术，一如注浆法，通过注浆机向底座板和基床表层之间的脱空区注入有机材料，使其填充在底座板与基床表层之间，挤密土体，提高路基的整体性。但有机材料极易老化，对于多雨的东南地区，雨水的再次入渗会影响注浆材料的使用寿命，导致固化效果减弱。二如排水法，该方法适用于排水不良而导致的基床病害，通过疏通或修建排水沟等排水设施排除地下水或降低地下水位，减小地表水和地下水对路基基床的侵蚀。但是，该方法设计复杂，施工量大，施工时要求封闭线路，对行车的影响较大，而且一般情况下在排水的同时，也会排走泥浆，造成路基土颗粒的流失。在传统整治技术中有些效果好，有些却不尽如人意。不足的最大处在于施工作业时大部分需要线路是封闭的，这样使线路的正常运行及安全受到严重影响，同时由于运营需求，铁路天窗点越来越短，对于传统整治技术无法在短时间内完成且施工时间太短影响整治质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题在于提升整治效果，且不影响铁路运营。为了实现上述目的，本专利技术提供了铁路路基排水装置、修复结构以及翻浆冒泥整治方法。所采用的技术方案具体如下：铁路路基排水装置，所述路基包括轨道支撑层和轨道支撑层下方的基床表层，轨道支撑层上方为轨道，该装置包括阳极管，所述阳极管从轨道的一侧斜向下放置，所述阳极管的输出端位于基床表层内且输出端朝向轨道轴线；阴极管，所述阴极管从轨道的另一侧斜向上放置，所述阴极管的输出端位于基床表层内且输出端朝向轨道轴线，所述阴极管与排水管连接；电极管，所述电极管位于所述阳极管与阴极管之间并兼做阳极管的阴极和阴极管的阳极，所述电极管的输出端位于基床表层内且输出端朝向所述阴极管；继电器和电源；所述阳极管、电极管和阴极管构成电极组，所述电极组沿轨道间隔分布；每个电极组中，阳极管和电极管构成第一电极对，电极管和阴极管构成第二电极对，所述继电器和电源使所述第一电极对和第二电极对交替地被通电。首先，阳极管、电极管和阴极管具有一定的斜度，可加速水的排水。其次，通过使第一电极对和第二电极对交替地被通电，可以使土体水分迁排更均匀。再者，通过设置第一电极对和第二电极对，可以缩短缩短电极间距，加速排水，减少成本和处理时间。排水原理为：对第一电极对或第二电极对通直流电时，带正电荷的孔隙水向阴极管方向集中，最终从排水管排出。进一步地是，所述阳极管与水平面的夹角为10°～20°；所述阴极管的排水坡度为2％～4％；所述电极管与水平面的夹角为40°～50°；相邻电极组的间距为0.4～0.8m；所述阳极管、电极管和阴极管的输出端位于基床表层内35厘米～45厘米深度处。由此，可以取得最优的综合排水效果。进一步地是，所述阳极管和电极管中至少阳极管的朝向阴极管的管身上开设有通孔；由此，可以使从通孔通入的胶结材料在基床表层中分布得更加均匀。所述阴极管管身设有环向分布的通孔；由此，便于水分的排出。所述阴极管外部设有过滤层；由此，防止阴极管被堵塞而影响排水。铁路路基修复结构，包括第一注浆孔，所述第一注浆孔为拔出上述的阳极管后形成；排水通道，所述排水通道由上述的阴极管和排水管构成；第二注浆孔，所述第二注浆孔为拔出上述的电极管后形成；胶结层，所述胶结层由通过所述阳极管和电极管中至少阳极管所注入的第二浆料与基床表层土体胶结而成；所述第一注浆孔、第二注浆孔内填充有第一浆料。由此，该铁路路基修复结构利用上述铁路路基排水装置的阳极管和电极管注入第二浆料对基表表层土体进行胶结，可以使得钢轨正下方也即主要受力区加固效果更好；在第一注浆孔和第二注浆孔中注入第一浆料，可以防止雨水渗入。进一步地是，还包括注浆管、通过所述注浆管注入的第一浆料固化形成的位于所述轨道支撑层与基床表层之间的封闭层以及填充于注浆管内的第一浆料。由此，封闭层可以防止雨水渗入基床表层以及基床表层内的泥水向上翻出形成翻浆冒泥病害。铁路路基翻浆冒泥整治方法，包括以下步骤：(1)在铁路路基翻浆冒泥病害点安装上述的铁路路基排水装置；(2)交替对第一电极对和第二电极对通电，直至所述排水管的排水速率和/或基床表层的含水率达到预设值；期间通过阳极管注入能够与基床表层土体胶结成胶结层的第二浆料；(3)拔出阳极管和电极管后分别形成第一注浆孔和第二注浆孔，然后采用第一浆料填充第一注浆孔和第二注浆孔。可见，该铁路路基翻浆冒泥整治方法在通电排水加固时无需封闭线路，列车可正常运行，在较短天窗时间内能保证施工质量，避免了封闭施工给列车运营带来的影响以及天窗时间短造成施工质量差的现象。进一步地是，步骤(2)中，通电采用间歇式通电，所述间歇式通电优选为每通电2～4小时后断电5～15分钟；由此，可减少电能使土体发热消耗。并且/或者，步骤(2)中，第一电极对和第二电极对交替通电的时长比为1：(1.5～2.5)；第二电极对需要将第一电极对迁移而来的水分排出，因此设置更长的通电时长可以加速排水。进一步地是，所述第二浆料包括在通电6-8天以内注入的第一胶结料和在通电8～10天之后注入的第二胶结料，所述第一胶结料和第二胶结料通过化学反应来胶结基床表层的土体；优选地，所述第一胶结料为氯化钙溶液，所述第二胶结料为硅酸钠溶液。通过化学反应对基床表层软弱结构土体进行固结以及化学胶结，可以显著提高基床表层土体承载性能，降低翻浆冒泥病害发生的可能性。进一步地是，采用钻入的方式安装所述阳极管和电极管；采用挖沟和回填的方式安装所述阴极管。由此，便于排水装置快速安装。由于排水时间通常需要至少10天左右，而除了注浆之外的大部分时间不需要人员看守，因此，本专利技术所要解决的第二个技术问题在于使上述铁路路基排水装置、修复结构以及翻浆冒泥整治方法应用时更加方便，节约人力且进一步提升整治效果。为了实现上述目的，本专利技术提供了铁路路基排水及监控设备。所采用的技术方案具体如下：铁路路基排水及监控设备，所述路基包括轨道支撑层和轨道支撑层下方的基床表层，轨道支撑层上方为轨道，该装置包括排水装置，所述排水装置为电渗排水装置；检测装置，所述检测装置包括设于基床表层内的土壤水分含量传感器；控制装置，所述控制装置包括控制器，所述控制器接收所述检测装置的检测数据并将结果输出到显示器上。由此，通过该铁路路基排水及监控设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铁路路基排水装置，所述路基包括轨道支撑层(100)和轨道支撑层(100)下方的基床表层(110)，轨道支撑层(100)上方为轨道，其特征在于：该装置包括/n阳极管(210)，所述阳极管(210)从轨道的一侧斜向下放置，所述阳极管(210)的输出端位于基床表层(110)内且输出端朝向轨道轴线；/n阴极管(220)，所述阴极管(220)从轨道的另一侧斜向上放置，所述阴极管(220)的输出端位于基床表层(110)内且输出端朝向轨道轴线，所述阴极管(220)与排水管(240)连接；/n电极管(230)，所述电极管(230)位于所述阳极管(210)与阴极管(220)之间并兼做阳极管(210)的阴极和阴极管(220)的阳极，所述电极管(230)的输出端位于基床表层(110)内且输出端朝向所述阴极管(220)；/n继电器(610)和电源(620)；/n所述阳极管(210)、电极管(230)和阴极管(220)构成电极组(300)，所述电极组(300)沿轨道间隔分布；/n每个电极组(300)中，阳极管(210)和电极管(230)构成第一电极对(310)，电极管(230)和阴极管(220)构成第二电极对(320)，所述继电器(610)和电源(620)使所述第一电极对(310)和第二电极对(320)交替地被通电。/n...

【技术特征摘要】
1.铁路路基排水装置，所述路基包括轨道支撑层(100)和轨道支撑层(100)下方的基床表层(110)，轨道支撑层(100)上方为轨道，其特征在于：该装置包括
阳极管(210)，所述阳极管(210)从轨道的一侧斜向下放置，所述阳极管(210)的输出端位于基床表层(110)内且输出端朝向轨道轴线；
阴极管(220)，所述阴极管(220)从轨道的另一侧斜向上放置，所述阴极管(220)的输出端位于基床表层(110)内且输出端朝向轨道轴线，所述阴极管(220)与排水管(240)连接；
电极管(230)，所述电极管(230)位于所述阳极管(210)与阴极管(220)之间并兼做阳极管(210)的阴极和阴极管(220)的阳极，所述电极管(230)的输出端位于基床表层(110)内且输出端朝向所述阴极管(220)；
继电器(610)和电源(620)；
所述阳极管(210)、电极管(230)和阴极管(220)构成电极组(300)，所述电极组(300)沿轨道间隔分布；
每个电极组(300)中，阳极管(210)和电极管(230)构成第一电极对(310)，电极管(230)和阴极管(220)构成第二电极对(320)，所述继电器(610)和电源(620)使所述第一电极对(310)和第二电极对(320)交替地被通电。


2.如权利要求1所述的铁路路基排水装置，其特征在于：所述阳极管(210)与水平面的夹角为10°～20°；所述阴极管(220)的排水坡度为2％～4％；所述电极管(230)与水平面的夹角为40°～50°；相邻电极组(300)的间距为0.4～0.8m；所述阳极管(210)、电极管(230)和阴极管(220)的输出端位于基床表层(110)内35厘米～45厘米深度处。


3.如权利要求1所述的铁路路基排水装置，其特征在于：所述阳极管(210)和电极管(230)中至少阳极管(210)的朝向阴极管(220)的管身上开设有通孔。


4.如权利要求1所述的铁路路基排水装置，其特征在于：所述阴极管(220)管身设有环向分布的通孔；所述阴极管(220)外部设有过滤层。


5.铁路路基修复结构，其特征在于：包括
第一注浆孔(410)，所述第一注浆孔(410)为拔出权利要求1-4之一所述的阳极管(210)后形成；
排水通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏谦，肖芳炎，苏勉，王迅，胡广川，王雷，
申请(专利权)人：固远晨通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51