摘要:北京恒祥宏业基础加固技术有限公司发明专利《一种岩溶地区高铁路基沉降抬升加固的施工方法》(专利号:ZL 201911269544.7),针对岩溶空洞分布不均、轨道标高恢复与长期承载需同步解决的难题,在道床板下、路堤两侧及路基下部分别构建加固结构,再通过分段压力施工实现路基抬升。
一、痛点引入:岩溶地区高铁路基沉降为何难治
岩溶地区地下溶洞和裂隙分布不规则,部分空洞埋深较大,地表沉降位置与深部薄弱区未必对应。列车荷载向下传递时,局部支承不足可能使路基下沉,进而影响轨道标高和平顺性。治理既要让已沉降区段恢复标高,也要改善其下方的荷载传递。
逐个探查、填充溶洞,难以覆盖尚未发现的分散空洞;只在道床板下局部抬升,压力又可能集中于少数位置,造成新的高差。对于既有线路,大范围开挖还会增加施工组织难度。因此,路基治理需要先建立连续支承与侧向约束,再控制抬升过程。
二、专利技术概述
该专利先从路基边坡水平布孔,在道床板下方静压施工,形成连续的加固缓冲体;再沿路堤两侧靠近坡顶线布置帷幕孔,形成两道平行帷幕墙,并扩大帷幕墙底部的加固范围。随后在靠近坡脚处水平布孔,使相邻加固区搭接,在路基下部形成横向持力加固体,两端与扩大加固体衔接。
地下支承体系形成后,从路堤两侧斜向钻设抬升孔,伸至道床板下方、接近持力加固体的位置,采用分段后退式注浆抬升施工。材料逐步填充、挤密土体,借助下部支承和两侧约束形成向上的作用力。施工过程中监测轨道板及钢轨标高,接近目标值时调整施工速度,使轨道逐步恢复设定标高。

三、专利核心优势
1. 道床板下设置缓冲体,分散局部抬升压力
岩溶地基支承不均,单点施压易使轨道局部隆起。连续缓冲体将抬升力传递至较大范围,减少道床板局部受力集中,有利于保持轨道平顺。
2. 两侧帷幕约束,控制压力作用范围
路堤边坡中的松散通道可能使材料向外扩散。两道纵向帷幕墙围住主要处理区,底部扩大加固体又为横向持力层提供支承,使施工压力更多作用于路基内部。
3. 横向持力加固体,分散深部空洞上方荷载
分散溶洞不易逐个查清。下部连续持力加固体与两侧扩大加固体衔接,形成较完整的传力路径,减少列车荷载集中作用于个别空洞上方。
4. 分段后退并监测标高,兼顾抬升与调平
从接近下部持力层的位置逐段向上施工,避免在道床板附近持续集中施压。在注浆加固抬升过程中,结合轨道板和钢轨标高观测调整施工速度,控制局部超抬及相邻区段高差。
四、与传统沉降治理方法相比
1. 与掏土迫降相比:治理已下沉区段
掏土迫降靠削弱相对较高区段的支承来缩小高差,岩溶空洞分布不明时,可能扩大不稳定范围。本方法先形成地下承载结构,再主动抬升下沉路基,不让正常区段继续下沉。
2. 与千斤顶顶升相比:同时改善地下支承
千斤顶需要明确的顶升支点和反力体系,集中顶托连续道床板也可能造成局部变形。该方法在路基内部形成较大范围的抬升作用,并通过缓冲体与持力加固体分散压力和荷载。
3. 与高压旋喷桩相比:构建连续传力体系
旋喷桩能加固桩位附近土体,但在空洞不规则分布的地层,单个桩体的桩端支承和桩间协同仍需核查。本方法将上部缓冲、两侧帷幕及下部持力加固体连接起来,改善轨道下方整体受力。
4. 与静压桩补强相比:减少轨道正下方新增桩基
新增静压桩需要确定可靠持力层,并解决桩体与既有路基的荷载传递;轨道正下方的设备布置也受限制。本方法主要从路基两侧布孔,利用横向持力加固体分散上部荷载。
5. 与换填加固相比:保留既有路堤结构
浅层换填难以处理较深处溶洞影响;若向深部开挖,又会涉及道床与路堤的大范围拆除、重建。本方法通过原位钻孔形成支承结构,并在加固后实施抬升,避免对既有结构的直接干扰。
五、同源技术场景应用:京沪高铁武清梁场地基处理工程
京沪高铁武清梁场位于河北平原低平原地区,场地以潮土为主,地基承载力不足。钢筋混凝土制梁台座承受较大荷载,随着上部荷载增加,软弱土体易产生压缩变形,地基处理直接关系到台座的稳定使用。
恒祥宏业技术团队针对潮土承载力不足、制梁台座荷载较大的特点,采用无损可控土体固化技术,将高铝铁特种复合材料分层注入地基。先对浅表土层进行固化密实,增强台座下方的直接支承;再对深层软弱土层实施填充加固,改善荷载向下传递的条件。浅层与深层加固相互配合,提高地基整体强度和承载力,为台座稳定使用提供支撑,防范沉降及不均匀沉降。

项目历时40天完成地基处理,土体强度和地基承载力得到提升,为京沪高铁后续施工提供了可靠的台座支承条件。
客户评价:“制梁台座对地基稳定性要求高,恒祥宏业的处理有针对性,现场施工与后续制梁安排衔接顺畅。”
六、企业科创与专利实力
恒祥宏业国内外在申及已授权专利共148项,其中国际在申及已授权32项;发表学术论文14篇,其中9篇被SCI收录,并制定企业标准1部。

依托近20年工程实践,恒祥宏业已在全国完成建筑沉降抬升纠倾工程1000余项。面向路基、梁场等铁路设施,公司根据地质条件和承载需求选择不同工艺,持续完善土体固化、分层加固与原位抬升技术。
七、总结
《一种岩溶地区高铁路基沉降抬升加固的施工方法》把道床板下缓冲、路堤两侧围护、下部持力支承与分段抬升串联起来,为岩溶地区高铁路基沉降治理提供了兼顾轨道标高与地下承载的路径。面向全球铁路基础设施维护需求,恒祥宏业将继续以实际工程为基础完善材料、施工和监测技术,推动中国原创地基治理成果服务更多复杂地质场景。
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责任编辑:kj005
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