CN109778612A - 铁路隧道内无砟轨道结构纠偏方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于铁路隧道内无砟轨道结构纠偏方法，本发明属于铁路无砟轨道结构病害整治技术领域。所述纠偏方法在确定纠偏量后，对隧道内无砟轨道结构安装套筒丝杠顶升设备后对无砟轨道结构进行整体顶升，使之与隧道仰拱回填层间脱粘；然后安装纠偏和反力设备后在实时监控的情况下对无砟轨道结构进行横向顶推纠偏并在到位后进行限位约束，最后完成轨道结构高程调整、离缝灌注和植筋锚固，实现对隧道内无砟轨道结构的纠偏恢复。本发明提供了一种施工快捷、安全可靠、成本经济，适用于天窗时间内对铁路隧道内多种类型无砟轨道结构由于沉降、上拱或是施工偏差导致的横向偏差病害的纠偏修复方法。
Description
技术领域
本发明属于铁路无砟轨道结构病害整治技术领域，具体涉及一种用于铁路隧道内无砟轨道结构中线偏差病害的纠偏恢复方法。
背景技术
近年来，无砟轨道结构由于其相比于有砟轨道具有高稳定性、高耐久性、少维护性和低粉尘性等诸多优势而在我国铁路长大隧道中被普遍采用。高速铁路隧道内无砟轨道结构型式主要包括CRTSⅠ型双块式和CRTSⅠ型、CRTSⅡ型、CRTSⅢ型板式，普速铁路隧道内无砟轨道结构型式主要包括双块式、长枕埋入式和弹性支撑块式。
无砟轨道结构在具备诸多优势的同时，也受限于于其有限的轨道线形调整量从而决定了其在出现轨道结构横向偏差的情况下恢复困难；再加上营业线铁路只能在有限的天窗时间内开展维修工作和大型设备不便采用的现实条件，无砟轨道结构自重大且刚度高的结构特点，安全问题零容忍的极高要求，更是导致了其恢复难度的加大。然而，铁路隧道内无砟轨道结构横向偏差病害却随着运营年限的延长、行车密度的持续加大、轨道结构病害的持续发展和恶劣环境的综合作用等因素影响，已经发展到了不得不解决的时候。当前铁路工务部门对于该类病害主要采用大号码扣件甚至是特殊扣件予以顺坡缓解或者限速运营，但这种扣件顺坡的方式只能用于偏差量不大的情况下的治标不治本的临时处理之用，其对钢轨的扣压能力和轨道结构的刚度影响较大，一定程度上存在安全风险；限速运营则严重影响了路网运输秩序、增加了管理成本，这种方式实属限于技术不成熟和整治成本过高的不得已之举，必然不能长久采用。
目前，国内外对于类似的方法虽有一定地研究与应用，但基本都针对于路基和桥梁区段的无砟轨道结构的纠偏技术，如专利“一种用于沉降无砟轨道中线偏移纠偏方法（CN104131499A）”等，期刊论文“高速铁路无砟轨道抬升纠偏新技术研究（邢小墨，《铁道建筑技术》，2016年第4期）”等。由于轨道结构、基础形式、作业空间等因素与路基和桥梁区段的显著不同而不能将路基和桥梁区段已经相对研究和应用成熟的无砟轨道结构纠偏技术应用到隧道内无砟轨道结构偏移病害的纠偏修复中。另外，期刊论文“双线隧道弹性整体道床无缝线路轨道纠偏技术（赵铁山，《铁道建筑技术》，2004年第3期）”提出并应用了一种适用于长大铁路隧道和城市轻轨中的弹性整体道床偏移病害的纠偏技术，该技术虽然适用于部分隧道段弹性整体道床形式的无砟轨道结构的纠偏，但与本发明中的方法有本质不同，因为该技术本质上讲是对无砟轨道的轨枕进行纠偏，而非无砟轨道结构的纠偏，该种方式也仅适用于文中描述的弹性支撑块式整体道床。
因此，如何在天窗时间内能够快速、安全、经济地解决铁路隧道内无砟轨道结构横向偏差问题，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，发明一种施工快捷、安全可靠、成本经济，适用于天窗时间内对铁路隧道内无砟轨道结构由于沉降、上拱或是施工偏差导致的横向偏差的纠偏修复方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
铁路隧道内无砟轨道结构纠偏方法。所述纠偏方法包括以下步骤：（1）测量无砟轨道结构中线和高程偏差量并确定纠偏量；（2）安装无砟轨道结构套筒丝杠顶升设备；（3）对无砟轨道结构顶升脱粘；（4）安装顶推纠偏和反力设备；（5）横向顶推纠偏；（6）无砟轨道结构临时限位；（7）无砟轨道结构高程精调；（8）纠偏界面离缝灌浆；（9）轨道结构锚固。
所述无砟轨道结构套筒丝杠顶升设备由套筒、丝杠、加力扳手和支承底座组成，前三者为必须组件，支承底座根据仰拱回填层混凝土强度等情况可以使用也可以不使用；套筒外径为50mm～100mm，套筒长度根据锚固位置轨道厚度不同而有所不同，一般为200mm～800mm，套筒外侧面为增大锚固粘结力而进行压花处理，套筒内侧有与丝杠配套的内螺纹。
所述方法在安装套筒丝杠顶升设备时先在轨道结构上竖向打孔，打孔深度为打孔位置处无砟轨道结构的厚度，然后通过环氧树脂植筋胶将套筒锚固于轨道结构混凝土中，其锚固位置位于道床板（轨道板）上或者位于底座（支承层）两侧；套筒沿线路纵向安装间距为0.6m～2m，每排沿轨道中线对称安装2个；植筋胶固化后，将丝杠拧入套筒，丝杠底端直接作用于或者通过支承底座作用于隧道仰拱回填层混凝土表面。
所述的对无砟轨道结构进行顶升脱粘，是人力借助加力扳手旋拧丝杠，丝杠与套筒间的相对转动使套筒上升并产生顶升力，套筒带动轨道结构实现轨道结构的顶升，同时实现轨道结构与其下部的仰拱回填层混凝土间脱粘的目的；顶升脱粘过程对轨道结构顶升高度为2mm～30mm。
所安装的顶推纠偏和反力设备主要包括顶推反力设备、对侧限位设备、顶推设备和轨道结构滑移设备；顶推反力设备和对侧限位设备根据轨道结构纠偏方向和现场情况作用于邻线轨道侧面、隧道防撞墙侧面或者专门施做的反力结构上；顶推设备为千斤顶群，其单个顶推能力为100kN～1000kN；轨道结构滑移设备为中间涂有润滑油的两层钢板或其他硬质板材，其每层的厚度为2mm～10mm，通过套筒丝杠顶升设备顶升轨道结构配合其安放于纠偏界面内靠轨道结构边缘的位置，纵向安装间距为1m～5m，每排安装2套。
所述的纠偏区段无砟轨道结构高程调整，是采用套筒丝杠顶升设备协同控制轨道结构至设计高程，根据轨道结构高程偏差情况，这个高程可能升高也可能降低。
所述的纠偏界面离缝灌浆，用于纠偏界面离缝的填充和轨道结构与仰拱回填层的粘结恢复，其所用材料根据离缝大小采用满足天窗时间施工的砂浆类填充材料或者聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸等高分子类填充材料。
所述的轨道结构锚固，是在轨道结构上竖向钻孔并钻入仰拱回填层，然后采用环氧树脂植筋胶植入锚杆，将轨道结构和隧道仰拱回填层锚固为一个整体，锚杆在轨道结构和仰拱回填层能的长度均不短于100mm。
综上所述，本发明所述的隧道内无砟轨道结构纠偏方法，可保证轨道结构的纠偏精度可控、施工经济高效、安全可靠，施工机具轻便，施工组织灵活等特点，应用前景良好。
附图说明
图1：本发明所提供的铁路双线隧道内双块式无砟轨道结构纠偏示意图（一）。
图2：本发明所提供的铁路双线隧道内双块式无砟轨道结构纠偏示意图（二）。
图3：本发明所提供的铁路双线隧道内CRTSⅢ型板无砟轨道结构纠偏示意图（一）。
图4：本发明所提供的铁路双线隧道内CRTSⅢ型板无砟轨道结构纠偏示意图（二）。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的具体说明。
实施例1：本发明实施例提供了一种铁路双线隧道内双块式无砟轨道结构的纠偏方法，所述方法包括以下内容。
（1）对病害区段道床板1的高程及平面位置进行复测，结合复测的轨道结构平面线形及现场实际情况，拟合纠偏线形并确定纠偏量（本实施例中向左纠偏）。
（2）在道床板1表面标记套筒丝杠顶升设备位置，顶升位置必须避开道床板1及轨枕的配筋。采用水钻机垂直于道床板1表面钻孔，钻孔深度为相应位置道床板厚度。对成孔进行清洗并吹干后采用环氧树脂植筋胶植入顶升套筒2-1、2-2。顶升套筒纵向间距为0.65m～1.95m，横向每排2个。
（3）安装顶升丝杠3-1、3-2，通过多人同步旋拧顶升丝杠3-1、3-2，逐级逐段实现道床板1的顶升，从而达到其与隧道仰拱回填层4的层间脱粘的目的。
（4）安装顶推反力设备6、对侧限位设备7、顶推设备8和轨道结构滑移设备9-1、9-2；顶推反力设备6作用于邻线道床板10的侧面，对侧限位设备7作用于隧道防撞墙11的侧面；顶推设备8为千斤顶群，纵向间隔2m～4m布置；道床板滑移设备为中间涂有润滑油的两层钢板，其每层的厚度为2mm～10mm，通过套筒丝杠顶升设备顶升轨道结构配合其安装于轨道板下部靠边缘的位置，纵向安装间距为1m～5m，每排安装2套。轨道结构下落承载于滑移设备9-1、9-2上后，撤除丝杠3-1、3-2。
（5）在统一指挥下，现场施工人员协同操作顶推设备8对道床板1向左进行横向顶推。顶推时对道床板1的中线位移和高程进行实时监测。
（6）纠偏完成后，重新安装丝杠3-1、3-2，并在套筒丝杠顶升设备配合下将道床板1下面的滑移设备9-1、9-2取出，在顶推反力设备6与道床板1间及对侧限位设备7与道床板1间安装夹持装置及限位装置对道床板进行压紧限位，以保证天窗结束后行车期间轨道结构的稳定性。
（7）利用套筒丝杠顶升设备协同调整道床板1高程至设计位置，保证线路高低平顺性良好。
（8）在确认纠偏线路线形满足要求后，采用封边材料对道床板1两侧进行封边（缝隙较大时也可立模），采用专用注浆机通过设置在道床板1两侧的注浆管向界面离缝注浆。
（9）对纠偏区段内道床板1进行植筋锚固，确保道床板和隧道仰拱回填层被锚固为一个整体。
实施例2：本发明实施例提供了一种铁路双线隧道内CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的纠偏方法，所述方法包括以下内容：
（1）对病害区段轨道板1的高程及平面位置进行复测，结合复测的轨道结构平面线形及现场实际情况，拟合纠偏线形并确定纠偏量（本实施例中向右纠偏）。本实施需要进行整体纠偏的轨道结构包括：CRTSIII型轨道板1、自密实混凝土调整层2和底座板3。
（2）在轨道板1两侧部分的底座板3表面标记套筒丝杠顶升设备位置，顶升位置必须避开底座板3的配筋。采用水钻机在标记位置竖直向下钻孔，钻孔深度为相应位置底座板3的厚度。对成孔进行清洗并吹干后采用环氧树脂植筋胶植入顶升套筒4-1、4-2。顶升套筒纵向间距为0.63m～1.89m，横向每排2个。
（3）安装顶升丝杠5-1、5-2，通过多人借助加力扳手同步旋拧顶升丝杠5-1、5-2，逐级逐段实现轨道结构（CRTSIII型轨道板1、自密实混凝土调整层2和底座板3）的整体顶升，从而达到其与隧道仰拱回填层6的层间脱粘的目的。
（4）安装顶推反力设备7、对侧限位设备8、顶推设备9和轨道结构滑移设备10-1、10-2；顶推反力设备7作用于隧道防撞墙11的侧面，对侧限位设备8作用于邻线底座板12的侧面；顶推设备9为千斤顶群，间隔2m～4m布置；道床板滑移设备10-1、10-2为中间涂有润滑油的两层钢板，其每层的厚度为2mm～10mm，通过顶升设备顶升轨道结构配合其安装于底座板3下部靠边缘的位置，纵向安装间距为1m～5m，每排安装2套。轨道结构下落承载于滑移设备10-1、10-2上后，撤除丝杠3-1、3-2。
（5）在统一指挥下，现场施工人员同步操作顶推设备9对底座板3进行横向顶推。顶推时对轨道板1的中线位移和高程进行实时监测。
（6）纠偏完成后，重新安装丝杠5-1、5-2，并在顶升设备配合下将底座板3下面的滑移设备10-1、10-2取出，在顶推反力设备7与底座板3间及对侧限位设备8与底座板3间安装夹持装置及限位装置对道床结构进行压紧限位，以保证天窗结束后行车期间轨道结构的稳定性。
（7）利用套筒丝杠顶升设备协同调整轨道结构高程至设计位置，保证线路高低平顺性良好。
（8）在确认纠偏线路线形满足要求后，采用封边材料对道床板两侧进行封边（缝隙较大时也可立模），采用专用注浆机通过设置在道床板两侧的注浆管向界面离缝注浆。
（9）对纠偏区段内底座板3侧面部分进行植筋锚固，确保底座板和隧道仰拱回填层被锚固为一个整体。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.所述的铁路隧道内无砟轨道结构纠偏方法，其特征在于包括以下主要步骤：（1）测量无砟轨道结构中线和高程偏差量并确定纠偏量；（2）安装无砟轨道结构套筒丝杠顶升设备；（3）对无砟轨道结构顶升脱粘；（4）安装顶推纠偏和反力设备；（5）横向顶推纠偏；（6）无砟轨道结构临时限位；（7）无砟轨道结构高程精调；（8）纠偏界面离缝灌浆；（9）轨道结构锚固。
2.根据权利要求1所述的纠偏方法，其特征在于：所述的无砟轨道结构套筒丝杠顶升设备由套筒、丝杠、加力扳手和支承底座组成；套筒外径为50mm～100mm，套筒长度根据锚固位置轨道厚度不同而有所不同，一般为200mm～800mm，套筒外侧面为增大锚固粘结力而进行压花处理，套筒内侧有与丝杠配套的内螺纹。
3.根据权利要求1所述的纠偏方法，其特征在于：所述的无砟轨道结构套筒丝杠顶升设备安装，是在轨道结构上竖向打孔，打孔深度为打孔位置处无砟轨道结构的厚度，然后通过环氧树脂植筋胶将套筒锚固于轨道结构混凝土中，其锚固位置位于道床板（轨道板）上或者位于底座（支承层）两侧；套筒沿线路纵向安装间距为0.6m～2m，每排沿轨道中线对称安装2个；植筋胶固化后，将丝杠拧入套筒，丝杠底端直接作用于或者通过支承底座作用于隧道仰拱回填层混凝土表面。
4.根据权利要求1所述的纠偏方法，其特征在于：所述的对无砟轨道结构进行顶升脱粘，是人力借助加力扳手旋拧丝杠，丝杠与套筒间的相对转动使套筒上升并产生顶升力，套筒带动轨道结构实现轨道结构的顶升，同时实现轨道结构与其下部的仰拱回填层混凝土间脱粘的目的；顶升脱粘过程对轨道结构顶升高度为2mm～30mm。
5.根据权利要求1所述的纠偏方法，其特征在于：所安装的顶推纠偏和反力设备主要包括顶推反力设备、对侧限位设备、顶推设备和轨道结构滑移设备；顶推反力设备和对侧限位设备根据轨道结构纠偏方向和现场情况作用于邻线轨道侧面、隧道防撞墙侧面或者专门施做的反力结构上；顶推设备为千斤顶群，其单个顶推能力为100kN～1000kN；轨道结构滑移设备为中间涂有润滑油的两层钢板或其他硬质板材，其每层的厚度为2mm～10mm，通过套筒丝杠顶升设备顶升轨道结构配合其安放于纠偏界面内靠轨道结构边缘的位置，纵向安装间距为1m～5m，每排安装2套。
6.根据权利要求1所述的无砟轨道结构纠偏方法，其特征在于：所述的纠偏区段无砟轨道结构高程调整，是采用套筒丝杠顶升设备协同控制轨道结构至设计高程，根据轨道结构高程偏差情况，这个高程可能升高也可能降低。
7.所述的纠偏界面离缝灌浆，用于纠偏界面离缝的填充和轨道结构与仰拱回填层的粘结恢复，其所用材料根据离缝大小采用满足天窗时间施工的砂浆类填充材料或者聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸等高分子类填充材料。
8.所述的轨道结构锚固，是在轨道结构上竖向钻孔并钻入仰拱回填层，然后采用环氧树脂植筋胶植入锚杆，将轨道结构和隧道仰拱回填层锚固为一个整体。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190521 |
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