摘要：在鐵路既有線下頂進橋涵，由于工期緊及地基承載力不足，往往會出現整個框架結構整體下沉的現象，致使框架內凈高不滿足公路凈高及設計要求。為了避免因框架頂進就位后的施工質量問題可能造成框架報廢的損失，這時就需要對框架橋進行加固與抬升。本文結合玉鐵高速公路K14+651.66桂地嶺下穿鐵路立交橋下沉病害緊急加固抬升工程實例，詳細介紹了運用DCG化灌工法進行鐵路立交橋框架扎頭糾編的技術要點。

　　關鍵詞：鐵路,框架橋,扎頭糾偏,頂進,DCG化灌工法

　　一、工程概況

　　玉林至鐵山港高速公路K14+651.66桂地嶺下穿洛湛鐵路立交橋采用頂進法施工，目前已頂推到位。近來發現，該橋體出現了不均勻沉降的問題，最大沉降量達46cm，且沉降病害還在發展中。該病害的存在，直接影響了立交橋的正常使用，對高速公路和鐵路都是嚴重的安全隱患。為防止不均勻沉降病害加劇到無法使用的狀態，需要對該橋進行緊急加固與抬升處理。在對多種技術方案進行綜合比較后，確定采用“DCG化灌工法”對框架橋的軟弱地基進行化學灌漿加固，同時對下沉的框架橋進行抬升，要求將框架橋抬升至既有路肩處(高程91.61米)最大抬升量小于77cm，并盡量減小沉降差，抬升至要求標高后，既保證了框架橋長久的穩定，同時也減少了對玉鐵高速公路路基調整的影響范圍，達到了鐵路的安全運營和高速公路按時順利通車雙贏的良好效果。

　　經勘查，與本工程相關的地質情況分述如下：

　　1、第四系人工堆積層(Qml)：鐵路路基填筑土，層厚約5米，灰黑色，為灰巖片石填筑，下部黃褐色，由粉質黏土及粒徑2～5cm的碎石組成，底部黑色，由粉質黏土組成。

　　2、第四系沖積、殘積層(Qal+el)：層厚約8米，粉質黏土為主，局部為中砂，灰白色，飽和，可塑，刀切面不光滑，手捻有砂感。中砂，黃褐色，飽和，稍密，磨圓度一般，含10%的白云質灰巖。粉質黏土，黃褐色，紅褐色，棕褐色夾淺黃色，稍濕-飽和，可-硬塑，偶夾少量巖石碎塊，部分手可捏碎。

　　3、基巖，為泥盆系下統地層(D1)，巖性為白云質灰巖。

　　二、施工技術措施

　　(一)工程技術要求

　　本工程應滿足以下兩個條件：

　　1、對承載框架橋的深層地基土體進行加固，將該土層的承載力加強，以滿足地基承載能力的要求，防止框架橋繼續沉陷。

　　2、為使框架橋投入正常工作狀態，除加固軟弱的地基外，還必須將構筑物進行相應的抬升，并扶正框架橋，即要求恢復框架橋的垂直度，避免因偏心受力破壞框架橋的整體受力狀況。

　　(二)灌漿加固機理

　　灌漿就是要讓水泥或其他漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴展形成漿脈。由于地層中土體的不均勻性，通過鉆孔向土層灌入一定水灰比的漿液，一方面灌漿孔向外擴張形成圓柱狀漿體，鉆孔周圍土體被擠壓充填，緊靠漿體的土體遭到破壞和剪切，形成塑性變形區，離漿體較遠的土體則發生彈性變形，鉆孔周圍土體的整體密度得到提高。另一方面，土體裂縫的發展和漿液的滲透，漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團塊狀漿體，縱橫交錯的漿脈隨著其凝結硬化，造成結石體與土體之間緊密而粗糙的接觸，沿灌漿管形成不規則的、直徑粗細不同的樁柱體(圖1)。這種樁柱體與壓密的地基土形成復合地基共同作用起到控制沉降、提高承載力的作用。

　　(三)DCG化灌工法簡介

　　“DCG工法”被確定為“國家重點推廣專利技術”，榮獲“香港國際高新技術博覽會金獎”。該工法兼有了劈裂灌漿和壓密灌漿的優點，并剔除了兩者的一些缺陷，是灌漿學術界的新概念。該技術具有以下特點：

　　1、可通過控制漿液凝固時間來調整單孔灌漿半徑。該漿材凝固時間可控性的優點是：a、可最大限度減少漿液跑失，避免浪費，既能有效地保證工程質量又能降低工程費用;b、可準確地進行定量、定位抬升，確保路面平順;

　　2、漿液良好，在干燥土層或水中照樣迅速固結。

　　3、漿液固結率為100%，固結過程中基本不析水，從而避免了一般漿液結石率低、析水軟化路基的不良后果。

　　4、漿液在土層中同時發生“劈裂”和“壓密”兩種形式的作用，加固效果比普通水泥灌漿更加顯著。

　　5、漿液固結體在土體中的壽命與混凝土相同。

　　(四)對鐵路線路進行架空防護處理

　　化灌施工會對鐵軌標高產生明顯影響，為確保鐵路安全運行，于注漿加固前對鐵路線路進行了架空防護處理，具體施工如下：

　　1、架空防護施工方案

　　(1)利用鐵路軌束梁，先行加固橫抬梁處的鐵路線路。

　　(2)在路基外側施工樁基礎。

　　(3)對線路采用縱挑橫抬梁法進行加固架空，預留頂升框架空間。

　　(4)整個頂升施工過程中，鐵路列車均限速45 km/h通過。

　　2、設計及施工中應注意的問題

　　(1)線路加固橫向跨度較大，應認真檢算架空結構位移，保證橫抬梁及鐵路線路的安全。

　　(2)施工鉆孔樁時，鐵路路基應采取打鋼軌樁防護，保證路基的安全。

　　(3)樁基計算時，應該充分考慮采用化學灌漿壓力所引起的樁的自由長度問題。

　　(4)整個線路架空防護期間，應對橫抬梁應進行豎向水準觀測及橫向位移觀測。在豎直方向，橫抬梁跨中撓度不能大于2 mm，橫抬梁兩側沉降量差值不大于1cm;橫向位移不大于1cm。

　　(五)運用DCG工法進行框架橋抬升加固的施工工藝

　　1、漿材與配方

　　DCG-979是化學灌漿專用漿材，淺棕色液體，適用于地基(路基)加固、堤壩加固、邊坡加固、建筑物糾偏化學灌漿工程。該漿材無毒，屬于環保產品。在化學灌漿施工中，能非常明顯的加快水泥漿的凝結速度，提高結石率。凝結時間可調。灌漿施工時，通過調整該凝結時間來控制灌漿半徑，保證漿液充填在擬定范圍內，避免漿液跑失造成工程質量缺陷，從而增強灌漿效果，也避免漿液跑失造成的浪費。在灌漿加固工程中，加入DCG979的水泥漿比普通水泥漿的加固效果更加顯著。

　　根據場地工程地質特征，本工程采用DCG-979水泥漿材、MX-2000復配劑;根據注漿情況可選擇加入早強劑或減水劑，在水泥漿中可適量加入砂，以減少水泥用量，降低造價。

　　2、孔位布置與鉆孔

　　孔徑φ65mm，采用無水成孔技術造孔。施工前，詳細研究框架橋底板配筋圖，并采用適當的探測方法，使注漿孔位置避開底板主筋位置，經設計、監理對孔位進行確認后，再用風鎬鑿除孔位附近的混凝土，揭露鋼筋，然后用取芯鉆機避開主筋鉆穿基礎底板。

　　3、施工步驟

　　(1)在軟弱土體中適當布設灌漿孔，有計劃地灌入具有速凝的、固結體又能迅速增長為較高強度的化學水泥漿;

　　(2)采用自下而上的順序開始灌漿，即從孔底開始灌漿，一直到基礎底面的標高為止。灌漿過程中需控制好灌漿壓力，調配合適的漿液凝結時間，漿液凝結時間不大于60s，灌漿壓力控制在0.2～2.5Mpa;

　　(3)重復上述灌漿步驟，直至灌完所有灌漿孔。

　　(4)在灌漿的過程中軟弱土體不斷被壓實，當達到一定密實度后，土體體積不能再縮小，迫使上層土體上升。

　　4、特殊情況下的技術處理措施

　　(1)在灌漿過程中發現漿液冒出地表即冒漿，這時采用如下技術措施加以處理：

　　①降低灌漿壓力，同時提高漿液濃度，必要時摻砂或水玻璃;

　　②限量灌漿，控制單位吸漿量不超過30～40L/min，或更小一些;

　　③采用間歇灌漿的方法，即發現冒漿后就停灌，待15min左右再灌。

　　(2)在灌漿過程中，當漿液從附近其他鉆孔流出即串漿，這時采用如下技術措施加以處理：

　　①加大第一次序孔間的孔距。

　　②在施工組織安排上，適當延長相鄰兩個次序孔施工時間的間隔，使前一次序孔漿液基本凝固或具有一定強度后，再開始施工后一次序鉆孔，相鄰同一次序孔不要在同一高程鉆孔中灌漿。

　　③串漿孔若為待灌孔，采用同時并聯灌漿的方法處理，如串漿孔正在鉆孔，則停鉆封閉孔口，待灌漿后再恢復鉆孔。

　　5、灌漿效果檢測

　　灌漿效果是指灌漿后能把地層的物理力學性質改善到什么程度實際上，灌漿加固地基的效果在施工過程中已逐漸體現出來，本工程采用測量法從以下兩方面進行檢測：

　　①測量抬升效果

　　要求框架橋涵頂標高盡量抬升至91.61米的既有路肩標高，整體在沉降量大的部位抬升量爭取達到77cm，并使沉降差減小;

　　②測量工后框架橋的沉降情況，如果沉降穩定，則化灌效果達到要求。

　　將檢測，框架橋抬升至要求標高后，既保證了框架橋長久的穩定，同時也減少了對玉鐵高速公路路基調整的影響范圍，達到了鐵路的安全運營和高速公路按時順利通車雙贏的良好效果。

　　結語

　　綜上，灌漿技術是一項實用性很強、應用范圍很廣的工程技術。在本工程中，通過“DCG化灌工法”的實施，我們在較短的時間內將框架橋抬升到了既有路肩處，同時還對傾斜、位移的框架橋進行了糾偏復位，使大橋起死回生。實踐證明采用DCG化灌工法，不僅施工簡單，速度快，效果好，又確保了行車安全，該方法對處理類似問題，提供了經驗。

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