一种无砟轨道结构沉降抬升装置及其抬升方法与流程

本发明属于轨道的技术领域，具体涉及一种无砟轨道结构沉降抬升装置及其抬升方法。

背景技术

高速铁路、普速铁路或地铁的无砟轨道结构，对轨道的平顺性要求高，然而，在实际过程中轨道容易出现沉降和偏移的问题，常用的方法是通过扣件调整恢复轨道线路的平顺性，但是一旦沉降量超过扣件的调整能力，必须要采用其他的方式进行处理，以恢复轨道的高程和平面位置。

目前，国内针对高速铁路路基路基沉降问题，进行了一些研究并提出了一些新的解决方法，如公开号为cn103074828a的中国发明专利公开了一种注入法对铁路无砟轨道道床下沉进行抬升的系统和方法，该方法通过深入无砟轨道道床板底部的注入孔注入注浆材料，注浆材料在注入后渗入到道床板底部，并四周扩散，然后经过膨胀实现抬升下沉轨道的目的。现有的无砟轨道注浆抬升技术都是针对普通路基地段沉降轨道进行注浆抬升，普通路基地段进行抬升的前提是底座板或者支承层下有土质路基，注浆材料能够在压力作用下通过渗透或者劈裂渗透作用进入到路基中，实现对上部轨道结构的顶升。然而，隧道内无砟轨道结构下部为混凝土密实结构，轨道结构和轨道结构基础间结合紧密，没有空隙，注浆材料难以注入；另外，设置倒t型端刺的crtsii型板式无砟轨道的路桥(路隧)过渡段，由于端刺尺寸过大钻孔和注浆都存在困难；此外，桥梁或框架桥地段，无砟轨道与顶面混凝土直接接触，因此，现有的注浆抬升技术均不适用于上述这些地段的沉降无砟轨道抬升。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种无砟轨道结构沉降抬升装置及其抬升方法，该方法不受无砟轨道结构以及作业空间限制，抬升操作容易、抬升精度高、可控性好、效率高，能够有效解决隧道、特殊路桥过渡段、桥梁或框架桥等特殊地段无砟轨道沉降问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无砟轨道结构沉降抬升装置，用于对无砟轨道板进行抬升，包括预埋在无砟轨道板的两侧沿其延伸方向间隔布置的丝杆，所述无砟轨道板上开设有用于预埋丝杆的预埋孔，所述预埋孔垂直贯穿无砟轨道板向下延伸至混凝土垫层，所述丝杆上套设有与其螺纹连接的螺母，所述丝杆的外壁套设有套管，所述套管的外壁与预埋孔的内壁之间的环形空隙内浇筑有砂浆柱，所述砂浆柱通过与预埋孔的内壁粘固与无砟轨道板形成一体，所述砂浆柱的底部与螺母的顶端面抵接，所述丝杆可在扭力作用下旋转驱动螺母带动砂浆柱和无砟轨道板向上提升。

作为优选实施方式地，所述预埋孔内设置有垫块，所述垫块的顶端面与丝杆的底端面抵接。

作为优选实施方式地，所述垫块的下方铺设有找平层。

本发明还提供一种上述无砟轨道结构沉降抬升装置进行抬升的方法，包括如下步骤：

1)测量无砟轨道线路的沉降量：利用水准仪和全站仪对无砟轨道线路进行测量，确定无砟轨道板的沉降区域和沉降量；

2)布设预埋孔：在无砟轨道板的沉降区域布设预埋孔，利用水钻进行钻孔，钻孔时控制好垂直度，钻孔达到设计深度后，清理孔底渣滓，保证孔底基本水平；

3)埋设丝杆螺母：先将套管套设在丝杆上，再将螺母旋入丝杆的底部，组装好后置入预埋孔内，在套管的外壁与预埋孔的内壁之间浇筑水泥砂浆形成砂浆柱；

4)抬升施工：待砂浆柱与预埋孔的内壁凝固达到设计强度后，对沉降区域轨道内所有的丝杆进行抬升操作，将无砟轨道板的高程恢复到设计高程；

5)注浆填充：抬升完成后，采用填充料对无砟轨道板下方抬升后形成的空隙进行注浆填充。

作为优选实施方式地，所述步骤2)中，所述预埋孔沿无砟轨道板的纵向中线对称布置，位于同侧相邻的两个预埋孔之间的孔距为0.5～3m；所述预埋孔的中心点与无砟轨道板的外边缘线之间的垂直距离为100～250mm。

作为优选实施方式地，所述步骤2)中，所述预埋孔垂直贯穿无砟轨道板向下延伸10～50mm直至穿入混凝土垫层中。

作为优选实施方式地，所述步骤3)中，先在预埋孔的底部浇筑自流平水泥砂浆形成的找平层，然后在找平层上放置垫块，最后将组装好的螺母和丝杆置入预埋孔。

作为优选实施方式地，所述步骤4)中，抬升操作具体包括如下步骤：

401)对沉降区域轨道内所有丝杆同时施加扭力进行第一次抬升操作，保证对所有丝杆施加的扭转步调基本一致，进行整体同步抬升；

402)第一步抬升完成后，进行不同步抬升，根据测量的沉降量，分别控制各个丝杆的扭转圈数，相邻两个丝杆之间扭转圈数差不超过10～15圈；

403)按照步骤402)的抬升方法，对各个丝杆循环多次进行抬升操作，将无砟轨道板的高程恢复到设计高程。

作为优选实施方式地，所述步骤401)中，第一次抬升时控制抬升量为1mm～5mm。

作为优选实施方式地，所述步骤5)中，所述填充料为水泥砂浆、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的无砟轨道结构沉降的抬升装置，通过预埋在无砟轨道中的螺母和丝杆间的位移传动作用，将无砟轨道结构进行整体抬升，设备及结构简单，不受无砟轨道结构以及作业空间限制，通过采用本发明的方法能够有效解决隧道、特殊路桥(路隧)过渡段、桥梁或框架桥等特殊地段无砟轨道沉降问题。

其二，本发明的抬升方法中抬升过程分为两个阶段，第一阶段中对沉降区域轨道内所有丝杆同时施加扭力进行第一次抬升操作，保证对所有丝杆施加的扭转步调基本一致，进行整体同步抬升，第二阶段中进行不同步抬升，根据测量的沉降量，分别控制各个丝杆的扭转圈数，而且抬升过程利用电子水准仪对轨道的高程进行实时监测，抬升操作容易、抬升精度高、可控性好、效率高。

附图说明

图1为本发明的无砟轨道结构沉降抬升装置的主视示意图；

图2为图1中i处的放大结构示意；

图3为图1所示无砟轨道板的俯视结构示意图；

图中：1-无砟轨道板、2-丝杆、3-预埋孔、4-混凝土垫层、5-螺母、6-套管、7-砂浆柱、8-垫块、9-找平层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1～3所示的无砟轨道结构沉降抬升装置，用于对无砟轨道板1进行抬升，包括预埋在无砟轨道板1的两侧沿其延伸方向间隔布置的丝杆2，无砟轨道板1上开设有用于预埋丝杆2的预埋孔3，预埋孔3垂直贯穿无砟轨道板1向下延伸至混凝土垫层4，丝杆2上套设有与其螺纹连接的螺母5，丝杆2的外壁套设有套管6，套管6的外壁与预埋孔3的内壁之间的环形空隙内浇筑有砂浆柱7，砂浆柱7通过与预埋孔3的内壁粘固与无砟轨道板1形成一体，砂浆柱7的底部与螺母5的顶端面抵接，丝杆2可在扭力作用下旋转驱动螺母5带动砂浆柱7和无砟轨道板1向上提升。预埋孔3内设置有垫块8，垫块8的顶端面与丝杆2的底端面抵接。垫块8的下方铺设有找平层9。

利用上述无砟轨道结构沉降抬升装置进行抬升的方法，包括如下步骤：

1)测量无砟轨道线路的沉降量：利用水准仪和全站仪对无砟轨道线路进行测量，确定无砟轨道板1的沉降区域和沉降量；

2)布设预埋孔：在无砟轨道板1的沉降区域布设预埋孔3，利用水钻进行钻孔，钻孔时控制好垂直度，钻孔达到设计深度后，清理孔底渣滓，保证孔底基本水平；预埋孔3沿无砟轨道板1的纵向中线对称布置，位于同侧相邻的两个预埋孔3之间的孔距为0.5～3m；预埋孔3的中心点与无砟轨道板1的外边缘线之间的垂直距离为100～250mm，预埋孔3垂直贯穿无砟轨道板1向下延伸10～50mm直至穿入混凝土垫层4中；

3)埋设丝杆螺母：先在预埋孔3的底部浇筑自流平水泥砂浆形成的找平层9，然后在找平层9上放置内径稍小于孔径的垫块8，保证刚垫块水平，待垫块固定后，将套管6套设在丝杆2上，再将螺母5旋入丝杆2的底部，组装好后置入预埋孔3内，在套管6的外壁与预埋孔3的内壁之间浇筑水泥砂浆形成砂浆柱7；套管6的内径要稍微大于丝杆2的内径，可以对丝杆进行保护，并且浇筑时要防止砂浆渗流到套管6将丝杆2固结，限制丝杆2转动。砂浆浇筑完毕后，要对砂浆进行养护，保证行车安全；

4)抬升施工：将所有丝杆螺母预埋完成并且待砂浆柱7与预埋孔3的内壁凝固达到设计强度后，对沉降区域轨道内所有的丝杆2进行抬升操作，将无砟轨道板1的高程恢复到设计高程，抬升操作具体如下：

401)对沉降区域轨道内所有丝杆2同时施加扭力进行第一次抬升操作，保证对所有丝杆2施加的扭转步调基本一致，进行整体同步抬升，第一次抬升时控制抬升量为1mm～5mm；

402)第一步抬升完成后，进行不同步抬升，根据测量的沉降量，分别控制各个丝杆2的扭转圈数，相邻两个丝杆2之间扭转圈数差不超过10～15圈，抬升过程利用电子水准仪对轨道的高程进行实时监测；

403)按照步骤402)的抬升方法，对各个丝杆2循环多次进行抬升操作，将无砟轨道板1的高程恢复到设计高程；

5)注浆填充：抬升完成后，采用填充料对无砟轨道板1下方抬升后形成的空隙进行注浆填充，填充料为水泥砂浆、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

抬升施工完成之后，实际抬升量和设计抬升量如表1中所示。

表1设计抬升量及实际抬升量表

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。