一种用于聚氨酯固化道床灌注的压力注浆方法与流程

本发明属于轨道结构技术领域，涉及聚氨酯固化道床灌注施工的一种压力注浆方法，该方法主要适用于既有有砟线路脏污碎石道床的聚氨酯固化道床施工，也可用于新铺设清洁碎石道床的聚氨酯固化道床施工。

背景技术：

聚氨酯固化道床是通过向稳定的碎石道床中浇注或灌注双组份聚氨酯浆液，双组份材料间发生化学反应，并产生体积膨胀将碎石道砟粘结为一个整体。该道床既具有有砟道床的弹性和可维修性，又具有无砟混凝土道床的稳定性和少维修性，是一种具有广阔应用前景的新型轨道结构。

聚氨酯固化道床是近年来发展的轨道结构，为了提高该道床的技术经济性，在既有全断面固化技术成果的基础上，专利（cn204370247u）提出了一种双梯形断面的聚氨酯固化道床断面结构，即在道床的主要受力范围内浇注聚氨酯固化材料，且固结至道床底部，固化范围为以钢轨为中心两侧对称，顶部固结尺寸为80cm~90cm，底部固结尺寸为110mm~120cm，该成果已在我国大西铁路客运专线、瓦日重载铁路以及沪昆客专北盘江特大桥等线路上进行了成功应用。

目前，聚氨酯固化道床浇注施工方法为向碎石道床中直接浇注混合好的双组份聚氨酯材料，依靠在反应前聚氨酯浆液的低粘度及自身重力，沿着道砟间的缝隙，流淌至道床底部，对于比较干净的新铺碎石道床，该方法比较适用，因为道砟间的空隙较多，对于已经开通运营的有砟线路以及经过多次振捣的新铺有砟线路，由于道砟中粉尘和碎石颗粒含量比较多，脏污成分堵塞了道砟的空隙，尤其是底层道砟比较脏污，造成浆液难以渗流至道床底部，只能固结表层道砟的现象，不能形成双梯形结构断面，严重影响了聚氨酯固化道床的施工质量，对于脏污碎石道床，本发明结合最新的研究成果，提出了一种采用压力注浆的方式，借助注浆管的导流和注浆设备的压力，将浆液灌注至碎石道床底部，通过合理安排出浆孔位置和大小、以及调整注浆工艺，实现在脏污道砟中形成双梯形聚氨酯固化道床的目的。由上述内容可知，本发明可有效解决脏污道砟的聚氨酯固化道床灌注问题，大幅提高聚氨酯固化道床的浇注施工质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于聚氨酯固化道床灌注的压力注浆方法，借助注浆管的导流以及注浆管壁上的出浆孔，通过注浆设备的注浆压力实现聚氨酯固化道床的压力灌注施工，该方法尤其适用于产生了一定脏污程度的碎石道床。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种用于聚氨酯固化道床灌注的压力注浆方法，由下述步骤组成：

（1）在有砟道床需要固化的范围内，按设计位置从道床表层向下钻孔，钻至道床底部，轻轻转动钻机取出钻杆，形成注浆孔；

（2）在注浆孔中插入管壁布有出浆孔的注浆管，借助锤击力将注浆管安装至碎石道床底部；

（3）在注浆管上安装注浆快速联接头，并在露出道床部分处注浆管上夹持2把大力钳；

（4）用带有快速联接头的注浆设备与注浆管联接，通过注浆管借助注浆设备的注浆压力，将聚氨酯固化材料注入碎石道床中，同时压紧大力钳，注浆时采用先两侧孔再中间孔的顺序依次注浆；

（5）注浆完毕后，立即取下快速联接头，转动大力钳并带动注浆管，在注浆材料凝结硬化前拔出注浆管，压力注浆完成。

发明特点及原理

所述的注浆管，外径为30mm的金属管或硬质塑料管，长度为500mm，一端为锥形，且端部有出浆孔，距管底250mm管壁上布有圆形出浆孔，距管底150mm管壁出浆孔直径为5mm，距管底150mm~250mm管壁出浆孔直径为3mm，管壁上出浆孔为对称分布，出浆孔间距为50mm~100mm。管壁上布有出浆孔，便于浆液沿管壁向四周扩散；且下部出浆孔径大、上部出浆孔径小，在相同压力下，底部出浆量多，上部出浆量少，能够形成梯形固化断面；管壁布有出浆孔，能够减小注浆压力，避免压力注浆下注浆管向上冒。

所述的注浆管，管壁上的出浆孔为层状布置，每层间隔为50mm，这是因为聚氨酯固化材料是一种发泡类材料，注入的聚氨酯浆液发泡产生体积膨胀，向上生长，能够填充两层碎石道砟的间隙。

所述的注浆孔深至碎石道床底部，一个枕盒中布置16个注浆孔，注浆孔紧贴轨枕布置，钢轨两侧各4个注浆孔，沿钢轨呈对称分布。对于脏污的道砟能够直接流至道床底部，注浆孔对称分布，便于浆液对称流动，形成沿钢轨对称的梯形断面。

所述注浆机为高压注浆机，注浆机混合压力为3mpa~20mpa，注浆机的流量为100g/s~500g/s；高压注浆机能够在注浆产生压力迫使浆液沿注浆孔扩散至周围脏污道砟。

所述的注浆顺序为先两侧注浆孔注浆，再中间注浆孔注浆。两侧注浆孔先注浆，可形成帷幕效果，造成中间孔注浆时，浆液在帷幕内流动。

所述的注浆管与注浆设备间为快速联接头联接，便于枪头与注浆管的快速联接。

所述的注浆过程为间断式注浆，注浆时间为5s~10s，停顿时间为3s~5s。间断式注浆时，浆液在注浆管附近扩展，以便形成固定的双梯形断面。

所述的压力注浆方法，注浆过程中用大力钳向下压紧注浆管，注浆结束后迅速用大力钳向上拔出注浆管。用大力钳向下压紧注浆管，避免注浆过程中注浆管向上冒。

所述的压力注浆方法，注浆材料为软质聚氨酯泡沫材料、半硬质聚氨酯泡沫材料或硬质聚氨酯泡沫材料，注浆材料的粘度为100mpa.s~1000mpa.s，起发时间为5s~30s，表干时间为30s~120s。低粘度的材料便于压力注浆下，浆液的渗流。

所述的压力注浆方法，注浆后对轨道结构进行保压，避免聚氨酯材料反应产生体积膨胀使轨道结构拱起。

附图说明

图1为注浆孔布置剖面示意图。

图2为注浆孔布置俯视示意图。

具体实施方式

一种用于聚氨酯固化道床灌注的压力注浆方法，由下述步骤组成：

（1）在有砟道床需要固化的双梯形固结范围内，每个轨枕盒对应16个浇注点，在对应的浇注点①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑪、⑫、⑬、⑭、⑮、⑯位置从道床表层向下钻孔，钻孔至道床底部，缓慢拔出钻杆；

（2）每钻一个孔，在注浆孔中插入管壁布有出浆孔的注浆管，借助锤击力将注浆管安装至碎石道床底部；

（3）在注浆管上安装单向注浆快速联接头，并在露出道床部分处注浆管上夹持2把大力钳；

（4）用带有快速联接头的注浆设备与注浆管联接，通过注浆管借助注浆设备的注浆压力，将聚氨酯固化材料注入碎石道床中，同时压紧大力钳；

（5）注浆时采用注10s停5s的节奏进行注浆，待表面看到浆液时，停止注浆，每注完一个注浆孔，立即取下快速联接头，迅速转动大力钳并带动注浆管，在注浆材料凝结硬化前拔出注浆管，该注浆孔压力注浆完成；

（6）注浆时采用先两侧孔再中间孔的原则，先注①、②、③、④号注浆孔，形成帷幕后，再注⑤、⑥、⑦、⑧号注浆孔；接着再注枕盒中的另一半⑨、⑩、⑪、⑫号注浆孔，形成帷幕后，再注⑬、⑭、⑮、⑯号注浆孔，拔出注浆管后一个轨枕盒中的注浆完成，接着对轨道结构进行保压，同时进行下一个轨枕盒的注浆作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例作任何简单修改，等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。