摘要：在铁路既有线下顶进桥涵，由于工期紧及地基承载力不足，往往会出现整个框架结构整体下沉的现象，致使框架内净高不满足公路净高及设计要求。为了避免因框架顶进就位后的施工质量问题可能造成框架报废的损失，这时就需要对框架桥进行加固与抬升。本文结合玉铁高速公路K14+651.66桂地岭下穿铁路立交桥下沉病害紧急加固抬升工程实例，详细介绍了运用DCG化灌工法进行铁路立交桥框架扎头纠编的技术要点。

　　关键词：铁路,框架桥,扎头纠偏,顶进,DCG化灌工法

　　一、工程概况

　　玉林至铁山港高速公路K14+651.66桂地岭下穿洛湛铁路立交桥采用顶进法施工，目前已顶推到位。近来发现，该桥体出现了不均匀沉降的问题，最大沉降量达46cm，且沉降病害还在发展中。该病害的存在，直接影响了立交桥的正常使用，对高速公路和铁路都是严重的安全隐患。为防止不均匀沉降病害加剧到无法使用的状态，需要对该桥进行紧急加固与抬升处理。在对多种技术方案进行综合比较后，确定采用“DCG化灌工法”对框架桥的软弱地基进行化学灌浆加固，同时对下沉的框架桥进行抬升，要求将框架桥抬升至既有路肩处(高程91.61米)最大抬升量小于77cm，并尽量减小沉降差，抬升至要求标高后，既保证了框架桥长久的稳定，同时也减少了对玉铁高速公路路基调整的影响范围，达到了铁路的安全运营和高速公路按时顺利通车双赢的良好效果。

　　经勘查，与本工程相关的地质情况分述如下：

　　1、第四系人工堆积层(Qml)：铁路路基填筑土，层厚约5米，灰黑色，为灰岩片石填筑，下部黄褐色，由粉质黏土及粒径2～5cm的碎石组成，底部黑色，由粉质黏土组成。

　　2、第四系冲积、残积层(Qal+el)：层厚约8米，粉质黏土为主，局部为中砂，灰白色，饱和，可塑，刀切面不光滑，手捻有砂感。中砂，黄褐色，饱和，稍密，磨圆度一般，含10%的白云质灰岩。粉质黏土，黄褐色，红褐色，棕褐色夹浅黄色，稍湿-饱和，可-硬塑，偶夹少量岩石碎块，部分手可捏碎。

　　3、基岩，为泥盆系下统地层(D1)，岩性为白云质灰岩。

　　二、施工技术措施

　　(一)工程技术要求

　　本工程应满足以下两个条件：

　　1、对承载框架桥的深层地基土体进行加固，将该土层的承载力加强，以满足地基承载能力的要求，防止框架桥继续沉陷。

　　2、为使框架桥投入正常工作状态，除加固软弱的地基外，还必须将构筑物进行相应的抬升，并扶正框架桥，即要求恢复框架桥的垂直度，避免因偏心受力破坏框架桥的整体受力状况。

　　(二)灌浆加固机理

　　灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向土层灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭到破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整体密度得到提高。另一方面，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵横交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直径粗细不同的桩柱体(图1)。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。

　　(三)DCG化灌工法简介

　　“DCG工法”被确定为“国家重点推广专利技术”，荣获“香港国际高新技术博览会金奖”。该工法兼有了劈裂灌浆和压密灌浆的优点，并剔除了两者的一些缺陷，是灌浆学术界的新概念。该技术具有以下特点：

　　1、可通过控制浆液凝固时间来调整单孔灌浆半径。该浆材凝固时间可控性的优点是：a、可最大限度减少浆液跑失，避免浪费，既能有效地保证工程质量又能降低工程费用;b、可准确地进行定量、定位抬升，确保路面平顺;

　　2、浆液良好，在干燥土层或水中照样迅速固结。

　　3、浆液固结率为100%，固结过程中基本不析水，从而避免了一般浆液结石率低、析水软化路基的不良后果。

　　4、浆液在土层中同时发生“劈裂”和“压密”两种形式的作用，加固效果比普通水泥灌浆更加显著。

　　5、浆液固结体在土体中的寿命与混凝土相同。

　　(四)对铁路线路进行架空防护处理

　　化灌施工会对铁轨标高产生明显影响，为确保铁路安全运行，于注浆加固前对铁路线路进行了架空防护处理，具体施工如下：

　　1、架空防护施工方案

　　(1)利用铁路轨束梁，先行加固横抬梁处的铁路线路。

　　(2)在路基外侧施工桩基础。

　　(3)对线路采用纵挑横抬梁法进行加固架空，预留顶升框架空间。

　　(4)整个顶升施工过程中，铁路列车均限速45 km/h通过。

　　2、设计及施工中应注意的问题

　　(1)线路加固横向跨度较大，应认真检算架空结构位移，保证横抬梁及铁路线路的安全。

　　(2)施工钻孔桩时，铁路路基应采取打钢轨桩防护，保证路基的安全。

　　(3)桩基计算时，应该充分考虑采用化学灌浆压力所引起的桩的自由长度问题。

　　(4)整个线路架空防护期间，应对横抬梁应进行竖向水准观测及横向位移观测。在竖直方向，横抬梁跨中挠度不能大于2 mm，横抬梁两侧沉降量差值不大于1cm;横向位移不大于1cm。

　　(五)运用DCG工法进行框架桥抬升加固的施工工艺

　　1、浆材与配方

　　DCG-979是化学灌浆专用浆材，浅棕色液体，适用于地基(路基)加固、堤坝加固、边坡加固、建筑物纠偏化学灌浆工程。该浆材无毒，属于环保产品。在化学灌浆施工中，能非常明显的加快水泥浆的凝结速度，提高结石率。凝结时间可调。灌浆施工时，通过调整该凝结时间来控制灌浆半径，保证浆液充填在拟定范围内，避免浆液跑失造成工程质量缺陷，从而增强灌浆效果，也避免浆液跑失造成的浪费。在灌浆加固工程中，加入DCG979的水泥浆比普通水泥浆的加固效果更加显著。

　　根据场地工程地质特征，本工程采用DCG-979水泥浆材、MX-2000复配剂;根据注浆情况可选择加入早强剂或减水剂，在水泥浆中可适量加入砂，以减少水泥用量，降低造价。

　　2、孔位布置与钻孔

　　孔径φ65mm，采用无水成孔技术造孔。施工前，详细研究框架桥底板配筋图，并采用适当的探测方法，使注浆孔位置避开底板主筋位置，经设计、监理对孔位进行确认后，再用风镐凿除孔位附近的混凝土，揭露钢筋，然后用取芯钻机避开主筋钻穿基础底板。

　　3、施工步骤

　　(1)在软弱土体中适当布设灌浆孔，有计划地灌入具有速凝的、固结体又能迅速增长为较高强度的化学水泥浆;

　　(2)采用自下而上的顺序开始灌浆，即从孔底开始灌浆，一直到基础底面的标高为止。灌浆过程中需控制好灌浆压力，调配合适的浆液凝结时间，浆液凝结时间不大于60s，灌浆压力控制在0.2～2.5Mpa;

　　(3)重复上述灌浆步骤，直至灌完所有灌浆孔。

　　(4)在灌浆的过程中软弱土体不断被压实，当达到一定密实度后，土体体积不能再缩小，迫使上层土体上升。

　　4、特殊情况下的技术处理措施

　　(1)在灌浆过程中发现浆液冒出地表即冒浆，这时采用如下技术措施加以处理：

　　①降低灌浆压力，同时提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃;

　　②限量灌浆，控制单位吸浆量不超过30～40L/min，或更小一些;

　　③采用间歇灌浆的方法，即发现冒浆后就停灌，待15min左右再灌。

　　(2)在灌浆过程中，当浆液从附近其他钻孔流出即串浆，这时采用如下技术措施加以处理：

　　①加大第一次序孔间的孔距。

　　②在施工组织安排上，适当延长相邻两个次序孔施工时间的间隔，使前一次序孔浆液基本凝固或具有一定强度后，再开始施工后一次序钻孔，相邻同一次序孔不要在同一高程钻孔中灌浆。

　　③串浆孔若为待灌孔，采用同时并联灌浆的方法处理，如串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待灌浆后再恢复钻孔。

　　5、灌浆效果检测

　　灌浆效果是指灌浆后能把地层的物理力学性质改善到什么程度实际上，灌浆加固地基的效果在施工过程中已逐渐体现出来，本工程采用测量法从以下两方面进行检测：

　　①测量抬升效果

　　要求框架桥涵顶标高尽量抬升至91.61米的既有路肩标高，整体在沉降量大的部位抬升量争取达到77cm，并使沉降差减小;

　　②测量工后框架桥的沉降情况，如果沉降稳定，则化灌效果达到要求。

　　将检测，框架桥抬升至要求标高后，既保证了框架桥长久的稳定，同时也减少了对玉铁高速公路路基调整的影响范围，达到了铁路的安全运营和高速公路按时顺利通车双赢的良好效果。

　　结语

　　综上，灌浆技术是一项实用性很强、应用范围很广的工程技术。在本工程中，通过“DCG化灌工法”的实施，我们在较短的时间内将框架桥抬升到了既有路肩处，同时还对倾斜、位移的框架桥进行了纠偏复位，使大桥起死回生。实践证明采用DCG化灌工法，不仅施工简单，速度快，效果好，又确保了行车安全，该方法对处理类似问题，提供了经验。

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