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试论隧道内整体道床下沉病害原因分析及整治措施

摘要：无砟轨道整体道床在隧道内已得到了广泛采用,整体道床产生的病害及维修问题也越来越引起重视。为此本文结合关角隧道相关病害就隧道内整体道床下沉病害原因作了相关的分析,并提出了具体的整治措施,为以后隧道内整体道床下沉病害整治技术的研究提供参考。

关键词：隧道整体道床；沉降；注浆加固；高聚物材料

1病害情况及原因分析

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青藏铁路西宁至格尔木段关角隧道工务添乘人员同司机均感觉存在轻微晃车现象，随即报告行调，封锁线路。随后通知德令哈工务段，察汗诺线路车间申请临时天窗对K289+110段前后线路进行检查，经检查K289+110前后高低最大2mm，排水沟边墙存在开裂、渗水情况。K289+110道床板有吊板现象。为了详细掌握隧道内整体道床与垫层间实际情况，现场选定2处部位（一处为道床板有渗水处所、另一处为道床板无渗水处所）进行钻孔取样。现场整体道床进行钻孔取芯发现道床板与填充层间存在40~60mm的空腔。加上前期检查发现

K289+400-500处翻浆冒泥情况，利用维修天窗进行了钻孔取芯，经查看道床板与填充层无空腔，但C25混凝土不成形，强度不足。

病害原因分析：

（1）根据现场补充钻探结果，不存在岩溶、暗河等不良地质。磁悬浮鼓风机原理

（2）水沟施工缝的位置低于设计的位置，施工缝防水存在薄弱环节，导致水沟内的水进入了道床下部。

（3）关角隧道涌水量大，沟内流水深度大，向施工缝补水充分。

（4）地下水进入道床板下面的施工缝，经列车运行被反复挤出和渗入，填充层内的混凝土细颗粒逐步被水带走，随着运营时间的不断累积，造成空洞及较大缝隙，导致轨道板下沉、影响了行车安全。

（5）轨道板下沉，导致隧道侧沟壁被拉裂，产生竖向裂缝，进一步加剧了向道床方向的补水。

通过以上情况，不难发现凡道床板有渗水、翻浆及下沉处所，道床板与填充层间均有质量缺陷方面的问题，在列车长期碾压过程中造成道床板整体下沉，线路几何尺寸发生变化，是导致此次晃车的直接原因。

2整治方案

针对以上病害采用整体道床基底进行注浆抬升加固，固化软弱层、板底空腔填充及地下水导流相结合的整治方案。

（一）注浆抬升整治方案应采用雷达等探测手，道床下、仰拱填充、仰拱等部位进行空洞检测，检测出空洞的大小及位置，根据空洞的位置及深度设置适宜的注浆孔，注浆填补空洞。

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图1道床结构下缝隙、空洞注浆补强示意图

1.施工单元长度：无砟轨道注浆轨道板长度均为6.25m。

2.注浆孔布置位置：注浆单元纵向按每延米布置1个孔，横向3排，每块轨道板平均18个孔。两侧注浆孔距轨道板边缘20cm，中间孔位于轨道板中心线上。

图2 注浆孔布置图塑料口罩

3.道床板封边：单次封边注浆量不宜过多，注浆时注意测量观测不要将单侧抬起，如测量数据有变化则立即停止换下一个孔。

4.对中间孔位进行注浆加固处理，使加固材料对轨道结构下方结构的空隙填充饱满，维持轨道结构的整体性。

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5.对病害位置进行整体抬升，无砟轨道注浆抬升的单次最大抬升量不超过15mm，注浆抬升前，提前在轨道结构上钻孔并进行注浆管的安装。抬升孔注浆时，将轨道结构抬升至设定的高度。

（二）注浆材料

（1）采用高铁无砟轨道抬升的常用材料，其性能如表 5-1 所示。

高铁无砟轨道抬升材料技术参数表表 1-1

项目	单位	检测值
抗压强度（ 1d）	MPa	≥30
抗压强度（3d）	MPa	≥40
抗折强度（28d）	MPa	≥8
流动性	s	给料阀20-40
弹性模量	GPa	≥30
竖向膨胀率	%	0.02-0.3
泌水率	%	0
分离率	%	0
长期耐久性	MPa	300 次冻融循环试验后，相对动弹模量不小于试验前的 60%