本发明专利技术公开了一种双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法，从上至下包括道床板、支承层和级配碎石层，所述方法主要包括前期准备、机械抬升、注浆加固、后期监测四个步骤。首先利用全站仪和电子水准仪确定目标抬升板的抬升高度，然后采用机械抬升将轨道板抬升至预定高度，采用分步抬升法将目标抬升板达到预定高度后，利用注浆工装将聚合物改性水泥砂浆料注入支承层与基床级配碎石层之间，待灌浆料达到初凝强度后，拆除工装，恢复线路平顺性。本发明专利技术能经济有效地解决双块式无砟轨道在复杂环境下的过度沉降的问题，能够在天窗点能够快速完成，整治后的线路平顺性满足高速铁路无砟轨道养护维修要求。路无砟轨道养护维修要求。路无砟轨道养护维修要求。
【技术实现步骤摘要】
双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法
[0001]本专利技术涉及高速铁路无砟轨道养护维修
，具体涉及一种双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法。
技术介绍
[0002]到2020年，我国铁路运营总里程达到15万公里，其中高速铁路运营里程已达到3.79万公里，我国铁路研究和技术创新的主题也由设计与建造技术转为运维安全保障技术。规范规定，时速超过250km/h的高速铁路，均须采用无砟轨道的结构形式，为确保无砟轨道结构稳定性，规定无砟轨道路基地段工后沉降不应大于15mm，与桥隧涵洞等结构物的过渡段处差异沉降不应大于5mm，不均匀沉降造成的轨面折角应不大于1/1000。但是，在实际工程中，由于特殊工程地质、施工质量控制及外部环境变化等因素影响，部分路基区段的无砟轨道在施工阶段或运营开通后便出现局部沉降超过规范限值，严重影响高速铁路的运营安全。
[0003]传统路基沉降病害整治方法耗时长，只能用在具备断线铁路条件下的维修或施工期的路基沉降整治，对于既有运营线，养护维修只能在天窗点进行，因此传统方法将不适用。对于运营线的无砟轨道路基沉降引起的上部轨道结构下沉，快速高效的整治思路主要是将轨道板整体抬升，目前轨道板整体抬升技术主要有化学抬升和机械抬升。化学抬升是利用高压注浆设备，在级配碎石层与支承层之间注入高聚物材料，通过注浆压力及高聚物膨胀力对轨道板进行抬升，进而恢复线路平顺性，但是，高聚物的反应是一个十分复杂的过程，很容易受到环境因素的干扰导致反应过激或反应不充分，因此，化学抬升最大的问题在于抬升高度无法精确控制。相反，机械抬升则利用机械抬升工装将目标抬升板抬升至预设高程，然后通过注浆设备将反应稳定的水泥基灌浆材料注入到基床表层，其优势更明显。
[0004]路基地段的双块式无砟轨道，其支承层的材料为C15的素混凝土，桥梁和隧道地段的双块式无砟轨道底座板为钢筋混凝土，因此，对于支承层的机械抬升技术，与配有钢筋的底座板机械抬升在抬升工艺、抬升安全、抬升可行性研究等方面完全不同，相关技术鲜有报道。其中“一种无砟轨道结构沉降抬升装置及其抬升方法(CN108951322A)”，所述的抬升方法中，第一次抬升量控制在1mm～5mm，当对轨道板单次抬升5mm时，会对轨道板造成二次严重损伤。针对化学抬升的弊端及支承层机械抬升现有技术的缺点，本专利技术利用混凝土塑性损伤模型，在室内仿真双块式无砟轨道机械抬升，并结合轨道板结构安全控制及快速抬升需要，取单块轨道板单次抬升限值为4mm。基于此，提出一种新的机械抬升方法：分布抬升法，为双块式无砟轨道路基地段支承层底部机械抬升提供了一种新技术，经济有效地解决了双块式无砟轨道在不可控因素下的过度沉降，该技术能在天窗点期间快速完成，抬升后的无砟轨道结构稳定，整治后的线路平顺性满足高速铁路无砟轨道养护维修要求，机械抬升效果良好。
技术实现思路
[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法，从上至下包括道床板、支承层和级配碎石层，所述快速修复方法是在支承层底部利用机械抬升工装将轨道板抬升至预定高度后，再通过注浆工装向注浆孔内进行注浆加固，达到修复效果；所述注浆工装由发电机、空压机、注浆机、材料搅拌桶、注浆管路组成，注浆孔布置呈梅花桩形，间距为1.66m；所述注浆孔在轨道板中间垂直钻至基床级配碎石层，在支承层上向轨道板内侧倾斜45
°
钻至级配碎石层；注浆材料选用聚合物改性水泥砂浆，单块轨道板注浆孔位顺序设计原则为“先中间，后两边”，抬升区段内轨道板注浆顺序为从抬升区段两端向目标抬升板方向依次注浆，不得遗漏。
[0007]双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法，其特征在于，所述的快速抬升成套修复方法包括以下步骤：
[0008]S1、前期准备
[0009]A、提前做好人员分组、工种配合与次序安排，同时制定应急预案应对现场突发情况；
[0010]B、利用回弹仪对抬升区段内支承层及轨道板的混凝土强度进行检定，评估抬升区段内混凝土强度是否满足抬升设计要求；
[0011]C、结合CPⅢ控制网，利用全站仪及电子水准仪确定目标抬升板的抬升高度，并计算抬升区段的起止里程；
[0012]D、在设计抬升区段内，对限位工装进行放样，并装配限位工装对轨道板进行横向限位；
[0013]E、对抬升区段内所有轨道板按照预先设计的注浆孔布置形位钻孔，并对钻孔采用木塞进行封堵；
[0014]F、凿开线路两侧的封闭层，并装配机械抬升工装；
[0015]S2、机械抬升
[0016]A、现场安置全站仪及电子水准仪，结合CPⅢ控制网，采集抬升区段抬升前的三维坐标，并对整个抬升过程进行实时监测；
[0017]B、将整个抬升区段内的扣件系统全部松开；
[0018]C、采用分步抬升法对轨道板进行机械抬升；
[0019]S3、注浆加固
[0020]A、保持机械抬升工装顶升力不变，利用注浆工装并按照设计的注浆孔顺序对抬升区段内的所有轨道板依次进行注浆；
[0021]B、待注浆完成后，采用聚合物改性水泥砂浆和硅酮胶对凿开的路肩封闭层进行封闭；
[0022]C、待聚合物改性水泥砂浆达到初凝强度后，拆除机械抬升工装及限位工装，并采用聚合物改性水泥砂浆填补抬升工装留下的路肩坑洞；
[0023]D、还原抬升区段的轨道板扣件系统，并进行轨道精调，恢复线路的整体平顺性；
[0024]E、再次利用全站仪及电子水准仪对抬升区段内的轨道板空间位移进行数据采集；
[0025]S4、后期监测
[0026]分别在抬升后的1d、2d、7d、28d对抬升区段内的轨道板几何形位进行监测。
[0027]优选的，所述的机械抬升所采用的分步抬升法每步抬升限值为4mm，目标抬升板每抬升4mm时，则目标抬升板沿大、小里程方向均需增加1块轨道板进行高程过渡，直至目标抬升板达到预定高程，目标抬升板抬升高度H与单侧过渡板数量n之间的关系需满足下式：
[0028]H≤4n
[0029]通过轨道板块数确定抬升区段的起止里程，对于单块目标抬升板对应的抬升区段内轨道板块数通过下式计算：
[0030]N＝n
大
+n
小
+1
[0031]其中，N为抬升区段内轨道板块数；
[0032]n
大
、n
小
分别为目标抬升板两端抬升不同高度时，沿大、小里程的过渡板块数。
[0033]优选的，所述的机械抬升工装由1个10吨的千斤顶和2块30
×
30
×
1.5cm的钢板组成，其中一块钢板为千斤顶底部垫板，安装在千斤顶底座处，另一块钢板为支承层垫板，安装在千斤顶抬升爪与支本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法，从上至下包括道床板(3)、支承层(4)和级配碎石层(5)，其特征在于，所述快速修复方法是在支承层(4)底部利用机械抬升工装将轨道板抬升至预定高度后，再通过注浆工装向注浆孔(11)内进行注浆加固，达到修复效果；所述注浆工装由发电机、空压机、注浆机、材料搅拌桶、注浆管路组成，注浆孔(11)布置呈梅花桩形，间距为1.66m；所述注浆孔(11)在轨道板中间垂直钻至基床级配碎石层(5)，在支承层(4)上向轨道板内侧倾斜45
°
钻至级配碎石层(5)；注浆材料选用聚合物改性水泥砂浆，单块轨道板注浆孔(11)位顺序设计原则为“先中间，后两边”，抬升区段内轨道板注浆顺序为从抬升区段两端向目标抬升板(1)方向依次注浆，不得遗漏。2.根据权利要求1所述的双块式无砟轨道支承层机械抬升及注浆加固快速修复方法，其特征在于，所述的快速抬升成套修复方法包括以下步骤：S1、前期准备A、提前做好人员分组、工种配合与次序安排，同时制定应急预案应对现场突发情况；B、利用回弹仪对抬升区段内支承层(4)及轨道板的混凝土强度进行检定，评估抬升区段内混凝土强度是否满足抬升设计要求；C、结合CPⅢ控制网，利用全站仪及电子水准仪确定目标抬升板(1)的抬升高度，并计算抬升区段的起止里程；D、在设计抬升区段内，对限位工装进行放样，并装配限位工装对轨道板进行横向限位；E、对抬升区段内所有轨道板按照预先设计的注浆孔(11)布置形位钻孔，并对钻孔采用木塞进行封堵；F、凿开线路两侧的封闭层，并装配机械抬升工装；S2、机械抬升A、现场安置全站仪及电子水准仪，结合CPⅢ控制网，采集抬升区段抬升前的三维坐标，并对整个抬升过程进行实时监测；B、将整个抬升区段内的扣件系统全部松开；C、采用分步抬升法对轨道板进行机械抬升；S3、注浆加固A、保持机械抬升工装顶升力不变，利用注浆工装并按照设计的注浆孔(11)顺序对抬升区段内的所有轨道板依次进行注浆；B、待注浆完成后，采用聚合物改性水泥砂浆和硅酮胶对凿开的路肩封闭层进行封闭；C、待聚合物改性水泥砂浆达到初凝强度后，拆除机械抬升工装及限位工装，并采用聚合物改性水泥砂浆填补抬升工装留下的路肩坑洞；D、还原抬升区段的轨道板扣件系统，并进行轨道精调，恢复线路的整体平顺性；E、再次利用全站仪及电子水准仪对抬升区段内的轨道板空间位移进行数据采集；S4、后期监测分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：董敏琪，苏谦，黄志超，程鹏，王迅，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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