本发明涉及无砟轨道结构层间离缝修补的技术领域，具体而言，涉及无砟轨道结构层间离缝修补结构以及修补方法。
背景技术：
近年来，我国在高速铁路领域不断取得新的突破和成就，目前我国高铁总运营里程2.2万公里，已成为高铁运营里程最长的国家，列车运行速度先后突破200km/h、250km/h、350km/h。而无砟轨道因其具备稳定性好、耐久性好、塑性变形小、维修量少等特点，成为高速铁路轨道结构的主要发展方向。国内外高铁运营实践表明：随着运营时间不断增长，在复杂自然环境和高速列车冲击荷载反复作用下，无砟轨道和路基将不可避免地出现损伤、破坏等病害现象，线下工程结构缺陷和病害在无砟轨道线路中逐渐显露。
无砟轨道多层结构体系中，轨道板与底座板间的接缝处和ca砂浆层与轨道板或底座板间的接缝是最薄弱的区域，一旦发生疲劳破坏，首先在结构薄弱区域发生破坏。ca砂浆与轨道板或底座板(支承层)之间的界面损伤脱粘开裂属于典型的层间损伤问题，目前是ⅱ型板式轨道最为突出的病害之一。层间损伤改变了轨道结构的承力和传力路径，可能对无砟轨道结构的承载能力、功能性以及长期服役耐久性问题造成一定的影响。层间离缝是无砟轨道结构主要伤损之一，严重影响了轨道结构层间传力特性和服役性能。施工缺陷、温度荷载、高频循环列车荷载和层间渗水是轨道结构层间离缝产生和发展的主要原因。
《高速铁路无砟轨道线路维修规则》规定：当裂缝宽度大于1.5mm时就需要及时修补。根据铁路局工务部门的线上走访勘查结果，轨道结构层间离缝病害在开通运营3年后的高铁线路中普遍存在，道床板与底座板间离缝间渗出大量白色物体，维修任务艰巨。目前没有成熟的施工工艺可以修复无砟轨道层间离缝病害。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供无砟轨道结构层间离缝修补结构以及修补方法，以解决现有技术中无砟轨道层间离缝修复困难的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无砟轨道结构层间离缝修补结构。该无砟轨道结构层间离缝修补结构包括填充离缝外侧表面的第一封缝胶层、穿过所述第一封缝胶层并伸入所述离缝内部的注浆管、填充于所述注浆管与所述第一封缝胶层之间的封口胶层以及填充于所述离缝内的相邻注浆管之间的胶体。
首先，所述封缝胶的耐久性和耐候性好，与结构层之间的粘接力强，可以将离缝充分牢固地封闭住，为注胶修复提供密闭空间，防止胶体流出。其次，注浆管可以将胶体注入离缝内，胶体硬化后即可以起到填充离缝和修复离缝的作用。再者，封口胶的强度高，凝固时间为10-15分钟，可以防止胶体从注浆管与封缝胶之间的间隙流出，确保胶体的修补作用。胶体为双组份高分子材料，其早强性能好、粘度低、流动性能好，能与水反应，粘结强度高，修补后的结构层间的强度高，使用寿命长。可见，本发明的无砟轨道结构层间离缝修补结构的结构简单，不仅可以有效修复无砟轨道结构层间的离缝病害，而且可以适用于各种无砟轨道结构的结构层间离缝的修复，例如板式无砟轨道或双块式无砟轨道。
进一步地，所述注浆管垂直于所述结构层的纵向外侧表面。由此，保证注胶的均匀性，使修补效果更稳定；所述纵向是指沿轨道的线路行驶方向。
进一步地，所述第一封缝胶层内的注浆管端部与所述离缝内壁之间的距离为2-7cm。由此，便于胶体流入离缝内并充分填充离缝。若所述注浆管端部与离缝内壁之间的距离低于上述数值范围，则可能导致胶体流出困难，靠近封缝胶处的离缝不能被胶体充分填充。若所述注浆管端部与离缝内壁之间的距离高于上述数值范围，则可能导致远离封缝胶处的离缝不能被胶体充分填充。
进一步地，所述注浆管为至少两个，相邻两个注浆管之间的间距为30-80cm。由此，保证整个离缝都被胶体所填充。若相邻两个注浆管之间的间距低于上述数值范围，则会降低工作效率。若相邻两个注浆管之间的间距高于上述数值范围，则可能导致相邻两个注浆管之间中部的离缝难以被胶体所充分填充。可以先在离缝较大、孔洞处布置注浆管，然后再在注浆管间增加注浆管。
进一步地，所述注浆管的直径为10-16mm。由此，使胶体维持较好的流动速度，有助于使胶体充分填充离缝。
进一步地，所述离缝的深度≥150mm。本发明的无砟轨道结构层间离缝修补结构可以对深度高达150mm以上的离缝进行充分修复。
进一步地，所述结构层间为ca砂浆层与轨道板之间、ca砂浆层与底座板之间或轨道板与底座板之间。当无砟轨道为双块式无砟轨道时，则不含有ca砂浆层时，此时，所述结构层间为轨道板与底座板之间；当无砟轨道为板式无砟轨道时，则含有ca砂浆层时，此时，所述结构层间为ca砂浆层与轨道板之间和/或ca砂浆层与底座板之间。由此，可以对现有的无砟轨道结构层间离缝进行修复。
进一步地，还包括位于第一封缝胶层外的注浆管端部表面的第二封缝胶层。由此，进一步稳固修补结构，提升修补效果。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种无砟轨道结构层间离缝修补方法。该无砟轨道结构层间离缝修补方法包括以下步骤：
1)首先对钻孔位置进行标记；
2)在所述离缝的纵向外侧表面填充封缝胶；
3)待所述封缝胶固化后形成第一封缝胶层，然后根据步骤1)中标记的位置进行钻孔；
4)在钻孔中插入注浆管；
5)在所述注浆管与所述第一封缝胶层之间填充封口胶；
6)待所述封口胶固化之后形成封口胶层，然后采用注浆设备往所述注浆管内注入胶体，使胶体通过注浆管的端部流入离缝内；
7)待所述胶体固化后，截除离缝外的注浆管，即完成修补。
采用本发明的无砟轨道结构层间离缝修补方法，可以获得对离缝充分进行修补的修补结构，并且该工艺简单，全部工序在高铁天窗点时间内完成，不影响线路的正常运营，可以大规模推广应用。
进一步地，所述注浆管为至少两个，当被注胶的注浆管的邻近注浆管或其他部位有所述胶体流出时进行封堵，并继续对所述被注胶的注浆管进行注胶，直到胶液无法注入时移至所述邻近注浆管继续注胶。由此，保证胶体充分填充离缝。
进一步地，还包括步骤8)：采用封缝胶对截除过的区域进行封口以形成第二封缝胶层。由此，进一步稳固修补结构，提升修补效果。
进一步地，还包括步骤9)：打磨底座板并修整出排水坡。由此，提升对离缝的修补效果，提升防水性能，延长使用寿命。
可见，本发明的无砟轨道结构层间离缝修补结构的结构简单，可以有效修复无砟轨道结构层间的离缝病害。采用本发明的无砟轨道结构层间离缝修补方法，可以获得对离缝充分进行修补的修补结构，并且该工艺简单，全部工序在高铁天窗点时间内完成，不影响线路的正常运营，可以大规模推广应用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1-3的无砟轨道结构层间离缝修补结构的径向剖视图。
图2为图1的a-a向剖视图。
上述附图中的有关标记为：
1：结构层；
2：离缝；
31：第一封缝胶层；
32：第二封缝胶层；
4：注浆管；
5：封口胶层；
6：胶体；
l：注浆管端部与离缝内壁之间的距离。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
实施例1
如图1-2所示的无砟轨道结构层间离缝修补结构，所述结构层间为ca砂浆层与轨道板之间，所述修补结构包括填充所述离缝2的纵向外侧表面的第一封缝胶层31、穿过所述第一封缝胶层31并伸入所述离缝2内部的注浆管4、填充于所述注浆管4与所述第一封缝胶层31之间的封口胶层5、填充于所述离缝2内的相邻注浆管4之间的胶体6以及位于第一封缝胶层31外的注浆管4端部表面的第二封缝胶层32。
所述注浆管4垂直于所述结构层1的纵向外侧表面。
所述第一封缝胶层31内的注浆管4端部与所述离缝2内壁之间的距离l为2cm。
所述注浆管4为至少两个，相邻两个注浆管4之间的间距为30cm。
所述注浆管4的直径为10mm。
所述离缝2的深度为150mm。
实施例2
如图1-2所示的无砟轨道结构层间离缝修补结构，所述结构层间为ca砂浆层与底座板之间，所述修补结构包括填充所述离缝2的纵向外侧表面的第一封缝胶层31、穿过所述第一封缝胶层31并伸入所述离缝2内部的注浆管4、填充于所述注浆管4与所述第一封缝胶层31之间的封口胶层5、填充于所述离缝2内的相邻注浆管4之间的胶体6以及位于第一封缝胶层31外的注浆管4端部表面的第二封缝胶层32。
所述注浆管4垂直于所述结构层1的纵向外侧表面。
所述第一封缝胶层31内的注浆管4端部与所述离缝2内壁之间的距离l为5cm。
所述注浆管4为至少两个，相邻两个注浆管4之间的间距为50cm。
所述注浆管4的直径为14mm。
所述离缝2的深度为300mm。
实施例3
如图1-2所示的无砟轨道结构层间离缝修补结构，所述结构层间为轨道板与底座板之间，所述修补结构包括填充所述离缝2的纵向外侧表面的第一封缝胶层31、穿过所述第一封缝胶层31并伸入所述离缝2内部的注浆管4、填充于所述注浆管4与所述第一封缝胶层31之间的封口胶层5、填充于所述离缝2内的相邻注浆管4之间的胶体6以及位于第一封缝胶层31外的注浆管4端部表面的第二封缝胶层32。
所述注浆管4垂直于所述结构层1的纵向外侧表面。
所述第一封缝胶层31内的注浆管4端部与所述离缝2内壁之间的距离l为7cm。
所述注浆管4为至少两个，相邻两个注浆管4之间的间距为80cm。
所述注浆管4的直径为16mm。
所述离缝2的深度为500mm。
利用上述实施例1-3的无砟轨道结构层间离缝修补结构的修补方法，包括以下步骤：
1)首先对钻孔位置进行标记；
2)在所述离缝2外侧表面填充封缝胶；
3)待所述封缝胶固化后形成第一封缝胶层31，然后根据步骤1)中标记的位置进行钻孔；
4)在钻孔中插入注浆管4，插入时，首先将注浆管4插入至孔底，然后再抽回一定距离；
5)在所述注浆管4与所述第一封缝胶层31之间填充封口胶；
6)待所述封口胶固化之后形成封口胶层5，然后采用注浆设备往所述注浆管4内注入胶体6，使胶体6通过注浆管4的端部流入离缝2内；注胶时，当被注胶的注浆管4的邻近注浆管4或其他部位有所述胶体6流出时进行封堵，并继续对所述被注胶的注浆管4进行注胶，直到胶液无法注入时移至所述邻近注浆管4继续注胶；
7)待所述胶体6固化后，截除离缝2外的注浆管4；
8)采用封缝胶对截除过的区域进行封口以形成第二封缝胶层32；
9)打磨所述底座板并修整出排水坡，即完成修补。
此外，为了获得更好的修补效果，首先需要将结构层1接缝部位破损的混凝土剥离并清理干净，露出离缝2；将杂物吹出并清理干净，若有明显积水或油污则将水分吹干，尽量保证离缝2位置的干燥与清洁；打磨离缝2外部，去除混凝土起皮、空鼓等不利影响，并打毛混凝土表面，使得封缝胶可以更好的粘结离缝2外侧。在转孔后，需要再次清理钻孔过程中遗留在离缝2中的粉尘杂物。
所述胶体采用双组分改性环氧高分子聚合物，不含任何溶剂，它秉环氧树脂特强的粘接力，又经特殊工艺加工成超低粘度的液体，能灌注宽度为0.02mm及以上的微细裂缝，具有弹性高，粘结力强、抗拉伸、抗压、抗磨强度高，极强的渗透性，固化后不收缩，具有良好的韧性，防水、防腐蚀、抗老化性能好且无污染.
所述封缝胶为膏状胶黏材料，经a/b双组份拌和而成，其ab双组份按比例混合均匀后，具有较高的粘结性，固化快，能起到快速封闭混凝土裂缝的作用。固化后，材料具有较强的耐腐蚀性能。
所述封口胶为云石胶。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。