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【摘要】：介绍朔黄铁路路基病害整治方案，重点阐述斜向旋喷桩注浆加固、挤密桩加固、基床土质改良及铺设复合防排水板的4种不同加固路基的方法。
【关键词】：铁路 路基病害 整治措施
概述
朔黄铁路西起山西省神池县，东至河北省黄骅港，正线总长594㎞，设计为国家Ⅰ级干线、双线电气化重载铁路。朔黄铁路随着运量大幅度增加，路基承受着列车周期性的重复的振动荷载作用，并受自然因素的影响，在一些路段出现路基局部严重下沉、护砌坍陷、部分拱型骨架拱起、基床一定长度范围内形成道碴囊等病害。消除路基病害，保证行车安全，使路基经常处于良好状态是线路维修工作的一项重要的任务。朔黄铁路在整治路基病害主要从提高路基承载力和解决排水问题入手。线路路基的加固改造要在正常行车条件下进行，如果封锁线路和限速运行会给铁路运输造成巨大的经济损失，因此，需要选择成熟快速高效的方法，在天窗时间完成路基加固整治工作。
本文针对朔黄铁路近几年对路基病害整治的特点，提出斜向旋喷桩注浆加固、挤密桩加固、基床土质改良及铺设复合防排水板的4种不同加固路基的方法，取得实效，值得类似工程借鉴。
2 路基加固整治的四种方法
2．1斜向旋喷桩注浆加固
斜向旋喷桩注浆加固是地基加固中主要采用的一种方法。路基边坡斜打旋喷桩高压注浆地段在路基两侧自路肩以下2.0m，沿边坡方向及线路方向打设高压旋喷桩。上部三排桩沿边坡方向每隔2.0m，沿线路方向每隔1.5m。其他桩沿边坡方向每隔2.0m，沿线路方向每隔3.0m设置。根据路基病害和土体性状可设置加密桩。加密桩与另侧相对的旋喷桩交于路堤中心。旋喷桩桩径0.5m，与水平线15°角向下，每延一米水泥用量不小于210Kg，并于两侧路堤坡脚外1.0m挖梯形截污沟，沟底宽0.2m，深0.2m，坡脚设4%的坡，向沟内排施工污水及水泥土浆。旋喷桩施工从路基方向自上而下进行，同排旋喷桩隔桩施工；沿线路方向按每10~15m为施工段，两侧同时进行，至少交错15m。外加剂采用NNO（亚甲基二奈磺酸钠）0.5%和711型速凝剂3%。旋喷的浆液水灰比控制在1∶1。杆提升速度16～20cm/ min；钻杆旋转速度20～22 r/ min；喷浆流量80~90L/ min；每延米水泥用量：≥210 kg;喷嘴孔径2.5 mm;旋喷压力：13～20MPa。
旋喷桩注浆加固，其施工工艺流程是：施工准备工作→钻机就位并调正钻架角度→管路畅通试验→钻孔至设计桩深→浆液配制并加压→高压旋喷作业→器械冲洗→钻机移至新孔位。
2．2挤密桩加固法
挤密桩法是处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等的地基加固方法，是由桩间挤密土和填夯的桩共同组成的复合地基。挤密桩加固方案是先按设计桩径、桩数、桩长及桩位测量确定桩孔位置，安装挡碴护筒，从护筒中取出道碴，随着道碴的取出，使护筒下沉到基床表层面，在基床表层面以下，用洛阳铲在桩位上人力挖成桩孔，孔内按计要求装填预拌的填料，每层填料厚0.2~0.3米，分层用橄榄锤按设计要求夯击密实成桩。该种方法能保证列车正常运行，确保施工和行车安全，施工工艺简单，设备轻便。朔黄线近几年在K269+000-K273+000段采用水泥土（水泥：土=1:9）挤密桩和在K497+650~K497+850 段路基本体采用石灰土(石灰:土=1:10)挤密桩法进行路基加固整治，经处理后，持力层范围内土的变形减少，承载力提高1~2.5 倍,使路基强度能满足设计要求，路基稳定性显著增强。
2．3基床土质改良法
朔黄铁路K497+650~K497+850段在开通4个月后路基出现下沉病害，平均下沉量为170mm，最大下沉量为386 mm，维修养护周期较短，增大养护工作量。经过综合论证，决定选用基床换填石灰改良土整治方案：路肩以下2.5m基床范围内填料全部挖除，换填7%石灰改良土。其施工流程是：准备下承层→施工放样→材料称量→拌合→混合料运输→摊铺混合料→整平→碾压→检测→养生。进行中线测量，每20m设一桩，曲线地段15m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指标桩。材料要求：土料中无杂草等物，土中的硫酸盐含量小于0.8%，有机质含量小于10%；石灰选用钙质生石灰，其指标不低于Ⅲ级生石灰；施工用水经化验符合工程用水标准。在拌合场内采用人工配合挖掘机均匀翻拌混合料。在拌合过程中要及检查含水量并适当调整配水量。混合料拌和均匀的标志是色泽一致，没有灰条、灰团和花面，并且水分合适均匀。拌合好的混合料采用挖掘机装汽车运输至摊铺现场，根据摊铺后的厚度和要求达到的压实干密度，事先计算好的每车混合料的摊铺面积将混合料均匀地卸在路段上。每层石灰土均一次摊铺完成，不得有接缝，两端填料的搭接采用交错搭接，搭接长度不小于0.5m，以确保路堤的整体性。用推土机平整填层面，用洒水车洒水进行养生达到设计要求。
2．4铺设复合防排水板
于桥台后过渡段各20m长度范围内挖除道碴厚0.40m，中间夹铺一层复合防排水板（TRB256），其上铺道碴厚0.30 m。路肩两侧设0.70m，宽0.40m埋深0.30m的M10水泥砂浆砌片石挡碴墙,挡碴墙排水板以上沿线路方向每1.0m留泄水孔一个，孔径0.05m,采用PVC管,管尾用透水土工布包裹,并与复合防排水板衔接。该复合防排水板兼有隔渗和横向排水的双向功能,力学强度指标高,具有保温、加固、防滑等作用,铺设在基床表层上，主要起隔离、排水、反滤作用，能起到分散基床应力与提高基床刚度作用，可以防止底层的土质发生与水软化、抗剪强度降低以及造成基床剪切破坏，危及线路上部结构稳定等病害。对挖除道碴地段同时进行清筛补充优质道碴,可以达到清筛道床的目的。
3结论与建议
朔黄铁路在既有线路基采用的4 种不同加固方法都是可行的路基加固整治方法，应用到既有线路基加固整治，具有快速安全高效的特点，能够在天窗时间内进行施工作业。朔黄铁路在整治路基过程中，将四种方法进行综合组合应用，K497+650~K497+850 段基床采用石灰土改良法和路基本体采用石灰土挤密桩加固整治，在尧方头中桥和保衡路中桥的过渡段采用铺设复合防排水板和斜向旋喷桩注浆加固方法，整治处理后，各项技术指标达到预期效果。
【关键词】：铁路 路基病害 整治措施
概述
朔黄铁路西起山西省神池县，东至河北省黄骅港，正线总长594㎞，设计为国家Ⅰ级干线、双线电气化重载铁路。朔黄铁路随着运量大幅度增加，路基承受着列车周期性的重复的振动荷载作用，并受自然因素的影响，在一些路段出现路基局部严重下沉、护砌坍陷、部分拱型骨架拱起、基床一定长度范围内形成道碴囊等病害。消除路基病害，保证行车安全，使路基经常处于良好状态是线路维修工作的一项重要的任务。朔黄铁路在整治路基病害主要从提高路基承载力和解决排水问题入手。线路路基的加固改造要在正常行车条件下进行，如果封锁线路和限速运行会给铁路运输造成巨大的经济损失，因此，需要选择成熟快速高效的方法，在天窗时间完成路基加固整治工作。
本文针对朔黄铁路近几年对路基病害整治的特点，提出斜向旋喷桩注浆加固、挤密桩加固、基床土质改良及铺设复合防排水板的4种不同加固路基的方法，取得实效，值得类似工程借鉴。
2 路基加固整治的四种方法
2．1斜向旋喷桩注浆加固
斜向旋喷桩注浆加固是地基加固中主要采用的一种方法。路基边坡斜打旋喷桩高压注浆地段在路基两侧自路肩以下2.0m，沿边坡方向及线路方向打设高压旋喷桩。上部三排桩沿边坡方向每隔2.0m，沿线路方向每隔1.5m。其他桩沿边坡方向每隔2.0m，沿线路方向每隔3.0m设置。根据路基病害和土体性状可设置加密桩。加密桩与另侧相对的旋喷桩交于路堤中心。旋喷桩桩径0.5m，与水平线15°角向下，每延一米水泥用量不小于210Kg，并于两侧路堤坡脚外1.0m挖梯形截污沟，沟底宽0.2m，深0.2m，坡脚设4%的坡，向沟内排施工污水及水泥土浆。旋喷桩施工从路基方向自上而下进行，同排旋喷桩隔桩施工；沿线路方向按每10~15m为施工段，两侧同时进行，至少交错15m。外加剂采用NNO（亚甲基二奈磺酸钠）0.5%和711型速凝剂3%。旋喷的浆液水灰比控制在1∶1。杆提升速度16～20cm/ min；钻杆旋转速度20～22 r/ min；喷浆流量80~90L/ min；每延米水泥用量：≥210 kg;喷嘴孔径2.5 mm;旋喷压力：13～20MPa。
旋喷桩注浆加固，其施工工艺流程是：施工准备工作→钻机就位并调正钻架角度→管路畅通试验→钻孔至设计桩深→浆液配制并加压→高压旋喷作业→器械冲洗→钻机移至新孔位。
2．2挤密桩加固法
挤密桩法是处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等的地基加固方法，是由桩间挤密土和填夯的桩共同组成的复合地基。挤密桩加固方案是先按设计桩径、桩数、桩长及桩位测量确定桩孔位置，安装挡碴护筒，从护筒中取出道碴，随着道碴的取出，使护筒下沉到基床表层面，在基床表层面以下，用洛阳铲在桩位上人力挖成桩孔，孔内按计要求装填预拌的填料，每层填料厚0.2~0.3米，分层用橄榄锤按设计要求夯击密实成桩。该种方法能保证列车正常运行，确保施工和行车安全，施工工艺简单，设备轻便。朔黄线近几年在K269+000-K273+000段采用水泥土（水泥：土=1:9）挤密桩和在K497+650~K497+850 段路基本体采用石灰土(石灰:土=1:10)挤密桩法进行路基加固整治，经处理后，持力层范围内土的变形减少，承载力提高1~2.5 倍,使路基强度能满足设计要求，路基稳定性显著增强。
2．3基床土质改良法
朔黄铁路K497+650~K497+850段在开通4个月后路基出现下沉病害，平均下沉量为170mm，最大下沉量为386 mm，维修养护周期较短，增大养护工作量。经过综合论证，决定选用基床换填石灰改良土整治方案：路肩以下2.5m基床范围内填料全部挖除，换填7%石灰改良土。其施工流程是：准备下承层→施工放样→材料称量→拌合→混合料运输→摊铺混合料→整平→碾压→检测→养生。进行中线测量，每20m设一桩，曲线地段15m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指标桩。材料要求：土料中无杂草等物，土中的硫酸盐含量小于0.8%，有机质含量小于10%；石灰选用钙质生石灰，其指标不低于Ⅲ级生石灰；施工用水经化验符合工程用水标准。在拌合场内采用人工配合挖掘机均匀翻拌混合料。在拌合过程中要及检查含水量并适当调整配水量。混合料拌和均匀的标志是色泽一致，没有灰条、灰团和花面，并且水分合适均匀。拌合好的混合料采用挖掘机装汽车运输至摊铺现场，根据摊铺后的厚度和要求达到的压实干密度，事先计算好的每车混合料的摊铺面积将混合料均匀地卸在路段上。每层石灰土均一次摊铺完成，不得有接缝，两端填料的搭接采用交错搭接，搭接长度不小于0.5m，以确保路堤的整体性。用推土机平整填层面，用洒水车洒水进行养生达到设计要求。
2．4铺设复合防排水板
于桥台后过渡段各20m长度范围内挖除道碴厚0.40m，中间夹铺一层复合防排水板（TRB256），其上铺道碴厚0.30 m。路肩两侧设0.70m，宽0.40m埋深0.30m的M10水泥砂浆砌片石挡碴墙,挡碴墙排水板以上沿线路方向每1.0m留泄水孔一个，孔径0.05m,采用PVC管,管尾用透水土工布包裹,并与复合防排水板衔接。该复合防排水板兼有隔渗和横向排水的双向功能,力学强度指标高,具有保温、加固、防滑等作用,铺设在基床表层上，主要起隔离、排水、反滤作用，能起到分散基床应力与提高基床刚度作用，可以防止底层的土质发生与水软化、抗剪强度降低以及造成基床剪切破坏，危及线路上部结构稳定等病害。对挖除道碴地段同时进行清筛补充优质道碴,可以达到清筛道床的目的。
3结论与建议
朔黄铁路在既有线路基采用的4 种不同加固方法都是可行的路基加固整治方法，应用到既有线路基加固整治，具有快速安全高效的特点，能够在天窗时间内进行施工作业。朔黄铁路在整治路基过程中，将四种方法进行综合组合应用，K497+650~K497+850 段基床采用石灰土改良法和路基本体采用石灰土挤密桩加固整治，在尧方头中桥和保衡路中桥的过渡段采用铺设复合防排水板和斜向旋喷桩注浆加固方法，整治处理后，各项技术指标达到预期效果。