一种天窗期内完成整体道床沉降快速修复施工方法与流程

本发明涉及轨道交通领域，特别是一种天窗期内完成整体道床沉降快速修复施工方法。

背景技术：

随着我国城市现代化的水平不断提高，发展快速轨道交通系统成为了城市公共交通建设的必然选择。但各城市地质条件存在明显差异，其中一些城市，如上海、天津、广州、杭州、宁波等都属于软土地区，此类地质条件给运营后的隧道稳定性带来了挑战。近年来，因隧道下卧层土体的不均匀沉降、邻近施工影响、地面荷载和水位变化、隧道与车站的不同步变形、渗漏以及地铁列车振动激扰引起隧道下卧的饱和砂土层液化、饱和黏土振陷、花岗岩残积土软化等原因，致使软土中的地铁隧道在运营后的沉降现象日益严重。

同时，在软土地层施工盾构隧道的联络通道一般采用冻结法，即沿开挖断面周边布置与联络通道方向基本平行的冻结孔，然后在冻结孔中循环低温盐水，使冻结孔附近的含水地层结冰，形成强度高、封水性好的冻土帷幕，在冻土帷幕的保护下进行通道暗挖施工。联络通道主体结构施工完毕后，停止供冷，土体自然解冻，解冻过程中会引起联络通道附近隧道的沉降。此类沉降在运营初期较为严重。

地铁隧道沉降过程中必然会导致线路的不均匀沉降，由此造成道床与管片的分离脱空、道床开裂、管片破损，进而导致结构渗漏水、轨道状态恶化、列车动荷载加大等，最终将影响地铁的正常使用与行车安全。通常，小量的沉降可通过轨道整体道床扣件修复，一旦沉降量超过扣件的调整能力(最大调高量一般为30mm)，可能就需要对轨道道床进行整治修复，才能满足轨道平顺性的要求。

由于地铁已运营，不能中断地铁运营，整体道床沉降处理施工只能在天窗时间范围处理。目前，整治修复道床通常采用凿除轨枕，钻孔埋设新套管，水泥砂浆现浇承轨台式道床，或采用凿除轨枕和道床面，钻孔埋设新套管，用水泥砂浆浇注无枕式道床。其缺点是容易破损，耐久性差；轨底坡施工质量不易保证，导致钢轨磨耗加剧；轨底间隙小，断轨时紧急抢修安装钢轨急救器非常困难。现有这些方法费时费力，投入大，且必须要保证地铁的正常运营，施工难度较大，施工周期较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的用水泥砂浆浇注现浇承轨台式道床或无枕式道床容易破损，耐久性差，轨底坡施工质量不易保证，导致钢轨磨耗加剧，轨底间隙小，断轨时紧急抢修安装钢轨急救器非常困难的问题，提供一种天窗期内完成整体道床沉降快速修复施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种天窗期内完成整体道床沉降快速修复施工方法，该修复施工方法用于在天窗期内进行，包括以下步骤：

采用调高扣件恢复线位；

凿除原长轨枕及周围道床混凝土；

铺设新短轨枕；

钢筋植入；

支立模板；

通过聚合物水泥砂浆进行浇筑。

通过上述方法，在天窗期内对轨枕进行修复施工，该施工方法通过聚合物水泥砂浆进行浇筑养护形成新的道床结构，实现整体道床沉降的快速恢复，该施工方法现场工程量小，聚合物水泥砂浆可以快速硬化道床，缩短道床修复施工工期，大大减少对运营的影响，通过调高扣件使轨底与道床面之间的间隙增大，使其能够满足工务抢修时安装钢轨急救器的空间需要，缩短了应急处置时间，降低对列车运行和乘客出行的影响；

该方法能保证轨道承轨台和轨底坡施工质量，耐久性好，与其他道床沉降修复施工方法相比，该施工方法施工工艺简单，可操作性强，材料采购方便，机器设备简单，施工效率高，具有良好的技术优势和经济效益。

本发明中的天窗期通常为23：40-4：40，根据施工现场的实际情况将天窗期分为第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段和第五阶段，并根据施工现场的实际情况决定每一个阶段内需要进行的施工步骤。

作为本发明的优选方案，调高扣件包括轨下垫板、垫板和板下调高垫板，轨下垫板位于垫板的顶部，板下调高垫板位于垫板的底部。通过上述结构，轨下垫板使轨道加高0-10mm，垫板使轨道加高0-60mm，板下调高垫板使轨道加高0-30mm。

作为本发明的优选方案，步骤凿除原长轨枕及周围道床混凝土中，采用隔三凿一的原则，将整治范围内的轨枕从混凝土道床中取出，保持道床的凿除面粗糙；

在凿除的道床范围使安装的新轨枕底部有40mm-60mm的空间，新轨枕四周有70-90mm的空间。

作为本发明的优选方案，步骤铺设新短轨枕中，在原轨枕位置，散铺新短轨枕，当道床沉降量在50mm以内采用普通轨枕；当道床沉降量大于50mm且小于100mm时，则采用加强型轨枕。通过上述步骤，对普通轨枕四周凿毛能够增强轨枕与道床的连接强度，提高耐久性。

作为本发明的优选方案，完成步骤铺设新短轨枕后，安装原设计扣件，拧紧螺栓，使新短轨枕悬挂于钢轨下方。

本发明中的原设计扣件是指现有技术中的普通扣件。

作为本发明的优选方案，在进行步骤铺设新短轨枕之前，清理碎屑，冲洗凿除面，并清除杂物；

然后在道床凿除区域涂刷底涂材料。

作为本发明的优选方案，步骤植入钢筋中，在轨枕四角处道床内钻孔，并植入螺纹钢筋一，在轨枕四周设置上下两层螺纹钢筋二；

植入的螺纹钢筋一与上下两层螺纹钢筋二绑扎牢固，底层螺纹钢筋二高度与轨枕伸出钢筋的高度齐平，上下两层螺纹钢筋二与轨枕伸出钢筋焊接，焊接长度不小于60mm，焊缝高度不小于4mm。

作为本发明的优选方案，步骤支立模板中，在道床面上弹出模板线，然后连接模板。

作为本发明的优选方案，完成步骤支立模板后，再次清理杂物；

然后配制聚合物水泥砂浆。

作为本发明的优选方案，步骤通过聚合物水泥砂浆进行浇筑中，浇筑聚合物水泥砂浆时，使水泥砂浆自轨枕一侧向另一侧自然流动，然后进行振捣，待充填轨枕底部振捣密实后，继续向前浇筑，并对道床混凝土表面进行抹面处理；

振捣完成后清理钢轨，待浇筑完成后，进行养护；

完成浇筑后，按隔三凿一的原则重复上述步骤，直至整治范围内的轨枕全部修复完成。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、在天窗期内对轨枕进行修复施工，该施工方法通过聚合物水泥砂浆进行浇筑养护形成新的道床结构，实现整体道床沉降的快速恢复，该施工方法现场工程量小，聚合物水泥砂浆可以快速硬化道床，缩短道床修复施工工期，大大减少对运营的影响，通过调高扣件使轨底与道床面之间的间隙增大，使其能够满足工务抢修时安装钢轨急救器的空间需要，缩短了应急处置时间，降低对列车运行和乘客出行的影响；

该方法能保证轨道承轨台和轨底坡施工质量，耐久性好，与其他道床沉降修复施工方法相比，该施工方法施工工艺简单，可操作性强，材料采购方便，机器设备简单，施工效率高，具有良好的技术优势和经济效益。

附图说明

图1是本发明所述的一种天窗期内完成整体道床沉降快速修复施工方法的流程图。

图2是本发明修复后的道床结构的结构示意图。

图3是图2中a区域的局部放大图。

图4是本发明的整体道床结构的平面示意图。

图5是本发明所述的调高扣件的结构示意图。

图标：1-螺纹钢筋一；2-螺纹钢筋二；3-聚合物水泥砂浆；4-调高扣件；41-轨下垫板；42-垫板；43-板下调高垫板；5-原长轨枕。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-5所示，本实施例提供了一种天窗期内完成整体道床沉降快速修复施工方法，该施工方法在天窗期内进行施工，包括以下步骤：

s1：采用调高扣件4恢复线位；

具体的，先根据优化线路结果，现场确定道床整治范围；

在整体道床施工前，组织技术人员对铺轨基标进行复测，以确保轨道施工的精度，结果满足规范要求后，标识控制点，施工过程中注意保护控制桩；

按要求将调高扣件4、短轨枕、钢筋、模板、砂浆等料具运至作业区段；

用彩条布进行覆盖现场通信、信号、电力管线及设备，以防污染；

施工现场布置警戒线，整改线路两侧放置红闪灯，做好现场安全措施；

施工区段内除施工相关用电外，应确保其余系统设施处于非工作状态，以确保施工人员及设备的安全；

然后在第一阶段内，测量沉降待修复道床范围的线路标高和平面位置，与线路理论设计位置对比，计算分析出轨道待调高和调偏量；

计算分析公式为：

轨道抬高量＝理论设计钢轨标高-沉降后钢轨标高轨道调偏量＝理论设计线路中心-沉降后线路中心

在第二阶段内，采用轨道检查仪、直角道尺和万能道尺等测量工具精调线路，用调高轨道扣件4恢复至理论设计位置，并用绝缘轨距拉杆连接左右股钢轨，增强线路稳定性，地铁车辆限速15km/h速度通过该区段，注意该扣件最大调高量应不少于待修复道床的沉降量；

调高扣件4包括轨下垫板41、垫板42和板下调高垫板43，轨下垫板41位于垫板42的顶部，板下调高垫板43位于垫板42的底部。轨下垫板41使轨道加高0-10mm，垫板42使轨道加高0-60mm，板下调高垫板43使轨道加高0-30mm；

s2：凿除原长轨枕5及周围道床混凝土；

具体的，在第三阶段内，按隔三凿一原则，即每隔三根轨枕凿除一根，凿除原长轨枕5，凿除前先探明原道床结构钢筋布置，然后采用混凝土切割锯或风镐等器具，将整治范围的轨枕从混凝土道床中取出，凿除道床范围按保证新安装轨枕底部有40mm～60mm深的空间，轨枕四周有70～90mm宽的空间为准。并保持道床的凿除面粗糙。凿除道床应采用小型机具设备，避免对邻近道床产生扰动和破坏。凿除时注意保护原有道床结构钢筋；

然后清理并装袋凿除区域的道床混凝土碎屑，然后用高压水冲洗凿除面，用吸尘器清除浮浆、灰尘等杂物；

在道床凿除区域涂刷底涂材料，以加强新旧混凝土的粘结。底涂材料选用聚合物水泥净浆或专用界面剂；

s3：铺设新短轨枕；

具体的，第四阶段内，在原轨枕位置，散铺新短轨枕。当道床沉降量在50mm以内可采用普通轨枕；当沉降量大于50mm且小于100mm时则需采用加强型轨枕。为增强轨枕与道床的连接强度，提高耐久性，普通轨枕四周离承轨面50mm以下范围可轻微凿毛；

安装原设计扣件，按规定扭矩拧紧扣件各螺栓，使得短轨枕悬挂于钢轨下；

s4：钢筋植入；

具体的，在轨枕四角处道床内钻孔，用植筋胶植入直径φ14、hrb400等级螺纹钢筋一1，植入深度70mm以上；

轨枕四周设直径φ14、hrb400等级n2、n3上下两层螺纹钢筋二2，并用扎丝与螺纹钢筋一1绑扎牢固，钢筋位置按混凝土保护层厚度35mm控制。注意底层螺纹钢筋二2的高度应与轨枕伸出钢筋齐平。如轨枕间道床被破坏，应剔除破坏道床，把螺纹钢筋三连通设置，并在枕间增加1根螺纹钢筋二2；

焊接螺纹钢筋二2与轨枕伸出钢筋。焊接长度不小于60mm，焊缝高度不小于4mm。如原道床杂散电流收集网钢筋松脱、断开等，也应焊接贯通，使与原道床杂散电流收集网可靠连通，待测试合格后方可进行下一工序；

s5：支立模板；

具体的，在第五阶段内，检查杂散电流收集端子等预埋件是否遗漏，位置是否准确，确保模板安装正确。在道床面上弹出模板线，用模板夹将钢模板进行连接，端头处采用木模板，端头处根据现场实际情况截取，安装模板时注意消除模板与道床面空隙形成漏浆、模板接茬处形成的台阶等病害；

道床模板支立应牢固，其允许偏差为：位置±5mm，垂直度2mm；

再次清理凿除区域道床混凝土及轨枕周围碎屑、焊渣等杂物，并湿润道床浇筑区域，但不得有积水；

按聚合物水泥砂浆3配比要求准确计量，用电动搅拌机慢速搅拌3～5分钟，聚合物水泥砂浆3要求低收缩性、早强、粘结性能和流动性好，砂浆性能需满足质量控制要求；

s6：通过聚合物水泥砂浆3进行浇筑；

具体的，聚合物水泥砂浆3施工的环境温度宜为10～35゜c。浇筑聚合物水泥砂浆3时，应使砂浆自轨枕一侧向另外一侧自然流动，采用小型插入式振捣器振捣，尤其要加强混凝土枕底部周围的捣实，保证混凝土填充饱满，使其和道床结合良好。待充填轨枕底部振捣密实后，方可向前继续浇筑。注意振捣时不得碰撞钢轨、轨枕、模板；

聚合物水泥砂浆参数要求：

(a)流动性≥300

(b)凝结时间：约20分钟

(c)抗压强度

1小时抗压强度≥30mpa

24小时抗压强度≥60mpa

28天抗压强度≥90mpa

(d)抗折强度

1小时抗折强度≥5mpa

24小时抗折强度≥12mpa

28天抗折强度≥15mpa；

然后道床混凝土表面要进行抹面处理，抹面允许偏差：平整度2mm，高程按相邻道床表面平齐控制，不得出现反坡，以免影响排水；

振捣完成后应立即清理钢轨，确保钢轨、轨枕、扣件无混凝土，避免砂浆硬化后清理困难，待浇筑完成后，应立即进行土工布覆盖保湿养护，确保2小时后道床抗压强度达到30mpa及以上；

最后按隔三凿一原则重复上述步骤，直至整治范围轨枕全部修复完成，清理现场所有垃圾和工装、设备等。精调线路几何形位满足验收规范要求，按正常速度恢复运行。

在天窗期内对轨枕进行修复施工，该施工方法通过聚合物水泥砂3浆进行浇筑养护形成新的道床结构，实现整体道床沉降的快速恢复，该施工方法现场工程量小，聚合物水泥砂浆3可以快速硬化道床，缩短道床修复施工工期，大大减少对运营的影响，通过调高扣件4使轨底与道床面之间的间隙增大，使其满足工务抢修时安装钢轨急救器的空间需要，缩短了应急处置时间，降低对列车运行和乘客出行的影响，

该方法能保证轨道承轨台和轨底坡施工质量，耐久性好，与其他道床沉降修复施工方法相比，该施工方法施工工艺简单，可操作性强，材料采购方便，机器设备简单，施工效率高，具有良好的技术优势和经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。