摘要:在我国地铁城轨技术不断应用发展的过程中,有效的带动了地区的交通水平。但就目前来说,城轨整体道床在实际应用当中具有着较多的问题,对此,即需要能够积极做好常见病害分析,以科学整治措施的应用做好处理。
关键词:城市轨道;道床病害;整治
轨道床是轨道架的基础,其作用是:将机车和车辆的动荷载从轨道和轨枕上转移过来,使其均匀地分布在路基床面上,且不超过路基床面的许用应力;抗车辙架的垂直和水平位移,保持车辙的稳定和正确的几何位置,保证行车安全。它还提供了干燥床表面排水能力,和有足够的力量阻止泥浆浇注和跟踪沉没的水平和方向可以调整履带架,保持良好的跟踪档案,并提供方便的维护轨道几何尺寸超出了限制。因此,在处理路基病害问题时必须妥善处理,否则会对轨道设备和线路路基造成很大的损坏。
1 整体道床在地铁轨道交通中的应用
地铁线路轨道铺设的道床型式,主要有整体道床和碎石道床两大类型。整体道床,也称无碴轨道,是在坚实基底上直接浇筑混凝:土以取代传统有碴轨道的轨下基础。它具有整体性强、稳定性好、结构耐久、轨道几何形位易于保持等优点,与碎石道床相比可大大减少维修工作量,改善职工的劳动工作条件。因此,地下线路及高架线路一般采用整体道床,地面线路一般采用碎石道床。
2 整体道床病害原因分析
2.1 施工方面
根据国内外的施工经验,地铁全轨床一般采用普通混凝土或钢筋混凝土制成。施工方法是在底板掏空后,与隧道结构一起浇筑混凝土。所以有很多层次的结构组合,整体性较差,往往这些层次也成为结构中最薄弱的一环。一般要求的基础表面轮廓分明的是要轮廓分明的面积超过80%,如果接触表面之间的侧壁和轨道路基不妥善处理施工过程中,施工裂缝之间形成很容易跟踪床和结构底板,这可能导致轨道路基的剥离和结构底板甚至大面积“空挂”作用下的其他因素。调查的整体轨道路基的疾病,它是由许多事实证明这种疾病的整体道床的广州地铁1号线是由一些因素,如基础表面的不完整的清洗施工,导致整体轨道路基之间的差距和混凝土拱和两个内衬。同时,在列车荷载的反复作用下,道床与后拱的间隙越来越大。
2.2 车辆振动因素
列车对整体道床的作用是长期且直接的,因此整体道床出现病害是由列车造成的,而整体道床因为刚性大,在受到列车振动影响是振动幅度与造成的后果都要大于有砟道床。如果加上路线本身的平整性差就会扩大这种振动,而影响稳定。
2.3 结构因素
整体道床的上部结构为混凝土,刚性较大,在道床出现变形的时候,结构弯曲应力会增加,在试验中计算发现,道床的截面弯曲应力矩和挠度都会随着弹性模量的下降而增加,如果超过一定的极限,道床截面的弯曲力矩就会急剧加大,一旦超过载荷极限就会产生损害。
2.4 地质水文影响
地下水对整个铁路基础的影响不容忽视,水是影响路基的一个重要因素,如使土石沸腾或引起路基失稳等。研究表明,水在非常小的裂缝中会产生更大的流量,可以说是无处不在。如果有水床底部的跟踪或路基和拱门,它将导致差距的不断侵蚀的影响下火车的动态负载,这将导致混凝土剥落,强度下降,增加疾病的差距,最后形成病害。
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2.5 其它因素
整体道床的病害除上面因素引起外,还有很多别的原因,从材料.上讲有水泥的水化热、水泥的非正常膨胀,骨料中含泥土、使用了反应性骨料等;从施工上讲有混凝土搅拌不均匀、泵送时改变了配合比、浇注速度太快振捣不足等,经验表明加强振捣,不允许出现漏振、过振、振捣不足,是保证混凝土强度,防止裂纹的重要措施;从使用环境上讲有构件两面湿温度的变化、酸和盐类的化学作用等。
3 整体道床病害整治措施
要达到预防和消除病害的目的,就必须对整体道床进行综合的防治。首先是从设计、施工和维修三个阶段入手,严格质量把关;其次是在整治项目方面,要依据病害的发展规律和阶段,针对病害的成因采取综合整治措施。
3.1 表面覆盖法
裂缝宽度在0.2mm以下的微细裂缝,采用弹性涂膜防水材料进行表面涂膜覆盖,以达到修补混凝土微细裂缝的目的。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂縫内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。
3.2 压力注桨法
裂缝宽度小于0.5mm范围的微细裂缝,主要采用的是水泥浆和者化学浆,利用液压或者气压将桨液注入混凝土裂缝中,压人道床的内部使裂缝充满补牢,从而对缝隙进行填充,渗透,挤密等,排除缝隙中多余的水、空气,甚至杂质等,经过一段时间的凝结后,浆液就会与原有的结构胶结形成一个新的结构基础。这类方法主要是应用整体道床的结构基本完整、而底部存在较多的空隙、翻浆冒泥的情况严重的路段。
某地铁二号线下行K14+965处等多个分散位置在裂缝处出现水泥胶浆等细颗粒物沉积后,我们采取在道床两轨道间水沟内梅花型布设注浆孔,钻入二村砼内5~10cm,再用早强水泥埋管封孔后进行低压力水泥注浆,再进行EAA改性环氧补充化学注浆,注浆压力控制在0.3~0.8Mpa,并多次重复交替压注,同时在注浆前后进行监控量测,注浆加固过程中严格控制注浆压力,防止超压对道床进行二次损坏。通过这种采方式对整体道床与二次衬砌仰拱间进行填充,以恢复分离层间粘结力,进而加固稳定道床。这是整治裂损处于初始阶段和开裂阶段的重要手段。
所以说,注浆是对整体道床和隧道主体结构进行止水、排水、固结补强的有效手段。因此注浆材料必须有优良的力学性能、耐久性和良好的粘结功能,快速满足次日列车运行的振动影响。
3.3 整体返修
这个治理方式就是将整个道床进行拆除,清理基地并重新对该段道床进行浇筑施工,如拆除后发现基础的地质结构不良,还应对基础进行处理加固,增设仰拱等保证其稳定。整体返修对整条线路的影响较大,主要是用于道床破损严重或者厚度不足、基地翻浆冒泥严重的地段,不能轻易使用。
3.4 道床藏污处理
道床污染,对铁路的正常运行会有较大的影响,铁路部门要告诉铁路养护人员,改善道床污染的清理,增加巡检人员的投入。尽管现在大多数的汽车都是封闭的,但车上的服务员还是鼓励乘客把垃圾扔掉,不要把垃圾集中起来收集。对轨道两边的居民进行环境保护和铁路安全教育,可以改善环境质量,减少轨道床的污染。雨季是路基霜冻最频繁、最严重的时期。联合气象部门对雨季进行预报和预警,提前制定防治措施,改善铁路线路排水,提前加固路基,减少损失。为保证路基路面排水畅通,应更换路基土,改善土质,修复路面拱。
4 结语
整体道床混凝土病害是混凝土结构在硬化成型和使用过程中经常出现的问题,其发生和发展具有隐蔽性、急剧性和连续性的特点。由于裂缝的发展加上主体结构变形、重复振动和水的浸蚀,裂缝扩大形成病害会使钢筋腐蚀,降低承载力、耐久性及抗渗性,随时有可能威胁行车安全运营,所以只有不断进行研究,采用新的工艺和新材料进行整治,提高整体道床的质量,保证运营安全。
参考文献:
[1]王铁.城市轨道交通工程线路设计体会[J].工程技术研究.2019(23)
[2]兰建.隧道内整体道床病害整治措施[J].甘肃科技纵横,2017,46(9):59-61,77
论文作者:赵肖
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/29
标签:病害论文; 路基论文; 轨道论文; 裂缝论文; 结构论文; 混凝土论文; 注浆论文; 《基层建设》2020年第2期论文;