1、地鐵整體式道床上浮及沉降的主要原因及應對措施地鐵整體式道床上浮及沉降的主要原因及應對措施研究研究摘摘要：要：鑒于整體式道床整體性強、穩定性好，軌道幾何形位易于保證，維護成本低等特點，現已廣泛應用于全國地鐵建設中，但由于施工精度要求高、施工工期緊等原因，整體式道床上浮、沉降問題已在城市地鐵中呈現，本文結合某市地鐵工程實際分析道床上浮、沉降產生原因，提出相應的解決辦法。關鍵詞：關鍵詞：地鐵；道床上浮及沉降；錨桿；注漿1 地鐵道床上浮及沉降情況1.1 道床上浮情況某區間為復合式襯砌結構、礦山法隧道，隧道拱頂埋深為 10m49m，隧道洞身位于微風化混合花崗巖，基巖裂隙發育，地下水豐富，設計按級圍巖，結

2、構設計參數如圖 1。該區段某位置發生道床隆起、兩側水溝混凝土與隧道邊墻脫離現象，其中道床板施工縫處最大隆起約 45mm，引起軌道縱向不平順。1.2 道床下沉情況某車站為地下二層島式站，底板埋深 16.93m。車站主體圍護結構采用地下連續墻，地段基底位于礫質粘性土層。車站底板厚 1m，寬 19.6m，C30.S8 抗滲混凝土；軌道道床為鋼筋混凝土道床，普通線路，道床厚 300mm，C30 混凝土。車站某區段 18m 范圍道床發生沉降，最大沉降量 4mm，位于沉降段中間，向兩端線性過渡到正常，沉降段水溝局部和泄水孔處有泥砂流出，水溝里有淤泥，最厚達 5cm，道床與水溝底之間有縫隙。2 道床上浮及沉

3、降原因及產生風險評估2.1 原因分析道床上浮、沉降變化多處于地下水水系發達地段，隧道縱橫斷面軟硬不均，巖層傾角不一致，變化多端，基巖裂隙發育，給礦山法施工造成難度，二次襯砌壁后水壓較大。結構初次襯砌堵水效果欠佳，柔性防水層由于基面平整度差、防水層搭接效果不佳等原因防水性能降低。施工過程中超挖后清底不干凈，防水層鋪設未做到無水施工，道床施工時，未徹底清除仰拱上的積水和浮漿，影響道床與二襯之間的粘接。二次襯砌混凝土密實度較差，堵水方法及堵水材料使用不當導致襯砌強度降低，底板鋼筋與側墻鋼筋連接不牢固，隧道二襯整體性不強。整體式道床軌枕、道床、仰拱、圍巖等的結合面較為復雜，在列車振動及荷載作用下極易引

4、起道床開裂，特別是仰拱與道床填充層極易形成局部水壓導致道床上浮，因該間隙若水系豐富加速了道床與仰拱之間的研磨，長期研磨導致道床沉降；列車的長期振動再加上軌道線路條件復雜，道床結構受力復雜，加速了道床與底板之間的復雜作用，道床開裂、上浮問題進一步突出。2.2 面臨風險道床的上浮、沉降變化最終引起軌道線形變化從而危及行車安全，即使調坡后軌道線形與設計偏離而影響行車速度；道床與底板之間形成水壓，列車振動下道床出現蛇形運動且道床橫向約束力降低增加運行安全風險；水壓釋放之后地鐵土建泄水通道也將充分釋放，加大區間隧道排水負荷；道床上浮大多為瞬間事態，前期預警較困難，增加列車運行風險。3 應對措施3.1 道

5、床上浮處理道床上浮處理有兩種處理方式：破除既有道床及仰拱并重新澆筑；對現有道床與仰拱間隙注漿填充及錨桿加固的方法。重新澆筑道床及仰拱方法：上浮段仰拱全部破除，采用高一標號混凝土重澆注，仰拱鋼筋間距加密、直徑加大。仰拱分段施工，混凝土破除后，在線路一側設置 300*300mm 的臨時集水井，根據現場實際初支面滲漏水情況，在滲漏水大的點埋設引水管引至集水井，然后再鋪設防水板。仰拱鑿除后提高混凝土及鋼筋標號或型號來加強結構強度。仰拱原設計配筋為環向16200、縱向14200，混凝土標號為 C30S10，現對仰拱配筋調整為環向22150、縱向22150，混凝土調整為早強 C40S10 混凝土。調整后配

6、筋見下圖。圖 2 調整后仰拱配筋圖仰拱施工時，鋼筋必須與拱墻及未隆起段仰拱鋼筋焊接牢固，混凝土澆筑前積水須排干，混凝土澆筑過程中加強振搗，確?；炷撩軐崳瑵仓蠹皶r養護?！白{+錨桿加固+排水”對既有道床處理：錨桿位于鋼軌內側沿隧道縱向布置兩排，錨桿長 0.6m、2.5m，位于相鄰兩塊軌枕塊中間，對稱布置，在道床施工縫處加密，間距為 1.22.4m。為了盡量降低對防水層及二襯結構的破壞，錨桿采用長短結合的方式（長、短錨桿各10 根）。錨桿采用早強砂漿藥卷，孔徑40mm，錨桿為22 螺紋鋼筋，尾部車絲處理，絲桿長約 5cm，墊板采用 8mm 鋼板加工。錨桿施工按照“錨桿加工、取芯鉆孔、風鉆鉆孔、

7、錨桿安裝、錨固槽封閉”的順序施工。錨桿施工完成并達到強度后，對該道床施工縫兩側各 12.5m 實施注漿加固，采用 EAA 環氧型高滲性親水固結補強材料。注漿充填加固按兩步實施：先進行水溝封閉處理，再進行整體道床的注漿加固，詳見圖 3、圖 4、圖 5。圖 4整體道床注漿孔布置橫斷面示意圖圖 5整體道床注漿孔平面布置示意圖注漿加固完成后，對于道床上原排水泄壓孔用早墻砂漿錨固劑、水泥砂漿將孔封堵，同時將道床表面清理干凈，對道床表面進行修復，修復完成后刷一道水泥漆，并對有可能對形成造成影響的注漿管進行切除。同時在兩側水溝中打設排水減壓孔，孔徑 20mm，深度為進入二襯 10cm，每塊道床板 3-5 孔

8、。根據現場情況，在整治范圍內道床板中線上布設監測點進行沉降監測，監測頻率每天 1 次，注漿施工開始后，注漿后再進行 2 次監測，防止突變。3.2 道床下沉處理下沉處理主要方法是注漿填充道床與仰拱間隙使之形成整體，并同時采用錨桿加固和局部泄水的方法。整體道床錨桿錨固：在道床兩軌道間布設兩排錨桿，錨桿為22 螺紋鋼筋，錨入底板砼內45cm。錨桿橫向間距 110cm，縱向間距 150cm，梅花形布置，共 30 根。錨桿頂部采用螺栓固定并進行鉆孔安裝詳見圖 6。成孔后采用 PVC 管逐次將錨固劑藥包頂送入底部，直至錨固劑填充鉆孔，隨即把錨桿插入孔內。錨頭封閉：道床頂 70mm 以下用錨固劑找平，安裝墊

9、板，擰緊螺帽后采用水泥砂漿填塞到道床頂。1. 道床錨桿，孔徑30，錨桿222.整體道床3.底板4.水溝5.軌道圖 6道床錨桿斷面圖水溝處理：在水溝縫隙部位埋設注漿管并用早強水泥封閉埋管。鉆孔孔徑(1.0cm，孔深 1520cm。水溝縫隙處早強水泥凝固并埋管，對底板與道床間空隙注漿，冒漿后采用水泥+EAA 環氧材料對水溝縫隙處注漿孔注漿。注漿壓力控制在 0.3Mpa，要求二次以上注漿，確保漿液充填飽滿。注漿時如發現水溝其他部位有水流出，需封堵后采用水泥+EAA 環氧材料高滲透性環氧材料進行復合注漿處理。注漿時若無壓力，應采用水泥注漿進行充填灌注，達到壓力后采用化學注漿，注漿壓力 0.3MPa，持

10、壓時間不小于 5 分鐘。整體道床注漿加固：在道床兩軌道梅花形布置 3 排注漿孔。孔徑(32mm，橫向間距 110cm，采用早強水泥封孔埋管，詳見圖 7。水泥注漿后進行 EAA 環氧材料化學注漿，注漿壓力 0.20.4 MPa，持壓時間不小于 5 分鐘。1.整體道床布注漿孔，孔徑32mm，孔深見圖 2 說明，共布 3 排孔。2.整體道床3.底板砼4.兩側水溝5.水溝注漿封閉圖 7 道床注漿布孔剖面圖注漿時若無壓力，未能達到要求或進漿量突變增大應停止化學注漿，重新進行水泥注漿，嚴防出現串漿、冒漿，對串、冒部位應重復多次灌注。二次重復注漿時間，應控制在 24 小時內，以確保重復注漿效果。化學注漿達到

11、壓力標準時，閉漿待凝，對所有注漿孔進行二次以上或多次重復注漿，使漿液最大限度進行充填固結，對磨耗空間進行粘結。道床修復：注漿加固完成后，對于道床上原排水泄壓孔用早強砂漿錨固劑、水泥砂漿將孔封堵，同時將道床表面清理干凈，對道床表面進行修復。變形監測：根據現場情況，縱向每 2 米在道床板中線和兩側軌道上布設監測點進行沉降監測。監測頻率：每天注漿施工前后各進行 1 次監測，并根據現場情況進行加密。3 結語本文探討方法已在部分城市地鐵付諸實踐，通過對道床結構、底板結構的加強及部分交界面的填充封堵，以及軌道線型的微量調整，行車速度能夠得到恢復。該方法為地鐵道床上浮、沉降整改提供一種思路且可應用于復雜地質隧道中，研究對現有道床病害整改提供了較強的理論、實踐依據，有推廣意義。參考文獻：1 趙萬強.鐵道第二勘察設計院鐵路隧道設計規范TB10003-2005.2 鐵路橋隧建筑物修理規則（鐵道部：鐵運20103