本发明涉及岩土工程，尤其涉及一种板式无砟轨道基床翻浆冒泥病害注浆修复工艺，适用于高速铁路无砟轨道基床翻浆冒泥病害的修复，修复后的路基长期服役性能优良。
背景技术：
1、基床翻浆冒泥是我国高速铁路常见的路基病害，在有砟和无砟轨道中均有发生，是铁路路基的多年顽疾。有砟轨道在长期的发展过程中已经形成了针对翻浆冒泥病害的一整套治理方案，而无砟轨道则是近半个多世纪以来新兴的轨道结构，其结构形式、基床构造及受荷条件均与有砟轨道不同，有砟轨道翻浆冒泥病害的治理措施无法直接应用于无砟轨道。无砟轨道路基对基床填料的材料特性、压实程度及细颗粒含量均有较高要求，然而实际施工过程中基床填料基本上都是就近取材，填料中细颗粒含量极易超标。无砟轨道底座板为混凝土结构，其自身刚度远大于下卧基床层的支承刚度，列车运行荷载作用下底座板端部的动力响应呈现出鞭梢效应，致使底座板与下覆基床表层之间发生脱离，为雨水侵入基床提供了入渗通道。长时间降雨作用下，雨水侵入基床表层并不断饱和基床表层，底座板鞭梢效应对基床表层形成的连续拍加剧了雨水入渗基床，同时使得基床内细颗粒和侵入的雨水混合形成泥浆，伴随着基床内超孔压的消散，泥浆运移并翻冒至封闭层表面，形成翻浆冒泥。翻浆冒泥病害发生后，基床表层细颗粒丢失，底座板底部出现脱空，列车运行荷载下鞭梢效应加剧。因此，底座板鞭梢效应和翻浆冒泥是相互促进恶化的过程，形成了恶性循环。翻浆冒泥的持续恶化致使大量细颗粒及部分粗颗粒丢失，底座板底部的脱空区域进一步扩展，进而导致轨道结构振动加剧，严重时造成相邻底座板之间出现错台，危及列车运行安全。
2、对于已经发生过翻浆冒泥的无砟轨道结构而言，基床表层内的残余积水和泥浆是导致基床刚度降低的主要原因，基床刚度降低会进一步促使轨道结构鞭梢效应加剧，进而加速了翻浆冒泥的恶化。由此可知，排出基床表层内的残余积水和泥浆，提升已弱化的基床表层支承刚度以减缓轨道结构的鞭梢效应，是无砟轨道基床翻浆冒泥修复的关键。然而早期的治理方案主要是是物理防治手段，即通过增强轨道结构表面排水来阻止雨水侵入基床，主要包括在双线间增设纵向排水沟和伸缩缝位置增设橡胶止水棒，采用疏堵结合的方法来阻止雨水侵入基床。上述方法在一定程度上减缓了翻浆冒泥病害的发生，但底座板底部的脱空区域并未填充，底座板鞭梢效应仍然存在，翻浆冒泥依然会持续恶化。近年来，化学注浆技术在有砟轨道翻浆冒泥治理中得到了应用，相较于无砟轨道结构，有砟轨道是全开放的结构，雨水侵入基床路径不同，基床受力特性也不一样，因而针对有砟轨道翻浆冒泥的注浆治理技术难以应用于无砟轨道翻浆冒泥。目前，化学注浆技术也在逐步尝试于无砟轨道基床翻浆冒泥病害修复当中。
3、专利cn113403887a所公布的“一种无砟轨道翻浆冒泥病害整治方法”采用了浅层注浆的方法进行修复，并且修复区域仅仅集中在轨道两侧，轨道中心的病害区域无法覆盖，另外，该方法并未消除底座板鞭梢效应的影响，伸缩缝的密封并不能阻止雨水继续入渗基床；
4、专利cn109162152b所公布的“高铁无砟轨道道床翻浆冒泥病害的整治方法”采用了深层注浆方法进行修复，其注浆顺序为从伸缩缝开始逐渐向两侧进行注浆，然而伸缩缝位置是翻浆冒泥最为严重的区域，该区域富含入渗的雨水，此种注浆顺序会将雨水进一步挤排至未受翻浆冒泥影响的区域，存在促进翻浆冒泥继续恶化的风险；
5、专利cn116163170a所公布的“面向无砟轨道翻浆冒泥病害的聚氨酯注浆”关注的是具体的注浆过程，但是不同等级病害区域内注浆孔的分布并未作出说明，并且针对底座板侧边与混凝土封闭层的缝隙(注浆管8之外的区域)和伸缩缝并未采取任何有效的封堵措施，雨水仍然可以自由入渗基床，致使修复后路基的长期服役性能较差；
6、专利cn114657828a所公布的“用于治理无砟轨道基床翻浆冒泥的高聚物注浆修复方法”中只说明了纵向注浆方向，并未对横断面方向的注浆方向进行说明，同时第一轮注浆所形成的止水帷幕仅预留了伸缩缝位置唯一的排水路径，注浆排水的过程中依然存在病害区积水被挤排至未受影响的区域，存在促进翻浆冒泥继续恶化的风险。另外，底座板侧边密封条未嵌入至侧边封闭层内，且密封条的有效尺寸亦未明确，侧边密封的效果难以保证，存在雨水继续入渗的风险，难以保障修复路基的长期服役性能。
7、显然，早期采用的浅层低压注浆方法中，注浆深度和浆液扩散半径均有限，病害区基床内的残余积水和泥浆均未能充分挤排出来，底座板底部的脱空区域亦未能充分填充。现有的深层注浆尚未考虑周全注浆顺序和注浆方向，容易致使病害区积水被挤排至未受影响的区，存在促进翻浆冒泥继续恶化的不利情况。因此，需要进一步探究更加优化和精细化的高聚物注浆方式来治理无砟轨道基床翻浆冒泥病害。
技术实现思路
1、针对上述不足，本发明提供了一种板式无砟轨道基床翻浆冒泥病害注浆修复工艺，该工艺首先划分了翻浆冒泥病害影响区，然后采用流动和扩散性能优异的聚氨酯浆材对病害区进行注浆，挤排出病害区基床内的残余积水和泥浆。注入的聚氨酯浆材有效的填充了底座板底部的脱空区，并对病害区的基床进行整体加固，消除了列车运行荷载作用下底座板鞭梢效应的影响。同时采用专用密封胶对伸缩缝进行了封堵，并对底座板侧边缝隙进行了嵌入式注胶封堵，避免雨水再次侵入基床，增强高聚物修复后基床的长期正常服役性。
2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：本发明实施例提出了一种板式无砟轨道基床翻浆冒泥病害注浆修复工艺，所述方法具体包括如下步骤：
3、1)接收轨检车和/或巡检人员反馈的翻浆冒泥病害点，对所述翻浆冒泥病害点开展现场确认，针对确认后的翻浆冒泥病害点，划分出翻浆冒泥病害主要影响区和翻浆冒泥病害一般影响区，其中，以距离翻浆冒泥病害点最近的伸缩缝为中心，将距离所述伸缩缝左右两侧各一块轨道板的距离范围划分为翻浆冒泥病害主要影响区，将距离主要影响区外围两块轨道板的距离范围划分为翻浆冒泥病害一般影响区；
4、2)在翻浆冒泥病害主要影响区布设主要影响区注浆孔、伸缩缝注浆孔和侧边密封注浆孔，在翻浆冒泥病害一般影响区布设一般影响区注浆孔和侧边密封注浆孔，标记各注浆孔的位置；主要影响区注浆孔分布于轨道板、底座板及侧边封闭层上，伸缩缝注浆孔分布于伸缩缝中，侧边密封孔分布于侧边封闭层上，一般影响区注浆孔分布于底座板上；
5、3)使用钻机对标记好的注浆孔孔位进行钻孔，其中主要影响区注浆孔、一般影响区注浆孔及伸缩缝注浆孔均需钻至底座板底面以下0.4m，侧边密封注浆孔需钻至侧边封闭层底面以下0.1m。轨道板和底座板上的注浆孔表面需钻设封堵暗孔，暗孔深度0.05m；
6、4)钻孔完成后，沿线路纵向，从伸缩缝位置开始向其两侧依次插入注浆管，沿线路横断面方向，由轨道中心向轨道两侧依次插入注浆管；
7、5)采用4台注浆机对称布设于线路两侧对翻浆冒泥病害区进行同步注浆，注浆方向：对于主要影响区注浆孔，沿线路横断面方向从轨道中心向轨道两侧进行注浆，当注完一排注浆孔后，沿线路纵向从远离伸缩缝的轨道板端部向伸缩缝方向选定下一排横断面方向的注浆孔，沿着从轨道中心向轨道两侧进行注浆，以此往复，直至注完所有主要影响区注浆孔；对于伸缩缝注浆孔从轨道中心向轨道两侧进行注浆；对于侧边密封孔从伸缩缝向一般影响区方向进行注浆；对于一般影响区注浆孔，其注浆方向与主要影响区注浆方向相反，为从伸缩缝方向向远离伸缩缝的轨道板端部进行注浆；上述注浆顺序依次为：主要影响区注浆孔、伸缩缝注浆孔、一般影响区注浆孔、侧边密封孔；
8、6)根据翻浆冒泥病害的程度确定轨道抬升量，并采用水准仪和水平仪对注浆施工过程中轨道的抬升量进行监测；水准仪监测钢轨抬升量，水平仪监测轨道板和底座板的抬升量，监测点布设于注浆点附近；
9、7)通过调节扣件系统中锚固螺栓行程及轨下调高垫板厚度，恢复轨道平顺性，确保第二天列车运行安全；
10、8)封堵雨水入渗通道，包括伸缩缝封堵和底座板与侧边封闭层之间缝隙的封堵；
11、9)封堵注浆孔，清理所有施工作业产生的垃圾。
12、进一步地，沿线路纵向方向，主要影响区注浆孔之间、一般影响区注浆孔之间、侧边密封注浆孔之间的间距均为0.63m，即一个扣件间距，；沿线路纵向方向，主要影响区注浆孔与侧边密封注浆孔两者之间的间距为0.315m，即半个扣件间距；沿线路横断面方向，轨道板上注浆孔距离轨道板侧边缘0.15m，底座板上注浆孔距离底座板侧边缘0.15m，底座板两侧注浆孔紧贴底座板侧面，伸缩缝注浆孔沿横断面的分布与主要影响区对应注浆孔相同。
13、进一步地，在步骤3)中，沿线路纵向从底座板伸缩缝开始，采用4台钻机在线路两侧对称位置进行同步钻孔，钻孔顺序：轨道板、底座板及侧边封闭层；钻头直径15mm，钻孔角度45°，钻孔完成后用直径13mm的钢筋疏通注浆孔内残余物，确保钻孔深度合格且注浆孔通畅；轨道板和底座板上封堵暗孔的孔径为25mm。
14、进一步地，在步骤4)中，当注浆管不能插入至预设深度时，钻机应及时回钻确保注浆管的插入深度；注浆管外径为13mm，注浆管管壁厚度1.5mm，注浆管埋入基床表层的部分采用螺纹网孔管，螺纹厚度2mm，螺纹间距40mm；当注浆管插入至预设深度后，采用直径为10mm的钢筋疏通注浆管确保后续注浆通畅；注浆管和注浆孔之间的缝隙采用速凝混凝土进行封堵。
15、进一步地，注浆开始前需要对注浆材料聚合反应的程度进行测试，待聚合反应符合要求后再进行注浆。
16、进一步地，在步骤5)中，注浆机采用高精度注浆机，注浆机主机分别将聚氨酯a、b组分吸入，然后通过管道输送至端部的注浆枪内以高压喷雾的形式进行充分混合，注浆枪内a、b组分的混合压力为5.0mpa，温度为40℃；主要影响区注浆孔、一般影响区注浆孔及伸缩缝注浆孔采用高压注浆，注浆过程中最大的注浆压力为3.0mpa，压力增量为0.01mpa；侧边密封注浆孔采用低压的方式进行注浆，最大注浆压力为1.0mpa，压力增量为0.01mpa。
17、进一步地，注浆初期水准仪和水平仪的采集频率均为2min/次，注浆后期采集频率为2min/次，注浆过程中轨道抬升速率为0.01mm/min；每种监测仪器均安排技术专员进行跟踪，技术专员与注浆人员直接沟通；当轨道抬升速率超限时，应减缓注浆速率；当监测数据超出轨道抬升量限值时，应立刻停止注浆，及时复核轨道抬升数据，根据数据复核结果调整注浆方案；复核后抬升量仍超限，需减缓注浆速率或调整对称位置的注浆速率；抬升量不超限，继续注浆即可，最终以满足轨道抬升量要求。
18、进一步地，在步骤8)中，轨道板处伸缩缝密封包括密封支撑片和专用密封胶形成的密封条；底座板处伸缩缝密封包括伸缩缝密封条和专用密封胶形成的密封条；底座板侧边缝隙密封包括侧边密封条和专用密封胶形成的密封条；轨道板处伸缩缝密封条沿横断面方向设置4％的排水坡，底座板侧边密封条呈45°角。
19、进一步地，所述伸缩缝位置轨道板端部壁面进行打磨清灰，并均匀涂抹界面剂，然后将密封支撑片塞入到指定位置；对底座板的伸缩缝进行清缝，清缝深度为5cm，并对底座板壁面进行打磨清灰，均匀涂抹界面剂，然后将伸缩缝密封条塞入至指定位置；对底座板侧边缝隙，沿线路纵向采用切割机对封闭层进行切割，切出宽2cm深5cm的填充槽，清除填充槽内残余物，将侧边密封条塞入至指定位置。采用注胶枪对所有缝隙进行注胶，注胶过程中无气泡或空洞，注胶后用刮刀匀压并整修嵌缝材料外形，注胶前需张贴美工胶带，上述注胶所用胶料均为高铁轨道嵌缝密封胶。
20、进一步地，在所述封堵暗孔内采用速凝混凝土对注浆完成后的注浆孔进行封堵，打磨封堵位置保证封堵面平整，然后收拾注浆施工作业垃圾，包括注浆残余物，挤排的积水、泥浆及漏浆、注胶材料，美工胶带及胶材封装带，收整并装袋带走，待收整完毕后准备下道离场。
21、本发明的有益效果如下：
22、1)本发明基于轨检车巡检和人工巡检按反馈地翻浆冒泥病害点，开展有技术专员随行的翻浆冒泥病害点确认巡检作业，确定并划分了翻浆冒泥病害影响区，据此来优化注浆孔的布设，避免了病害区过注浆和欠注浆的不利情况，有效保证了病害区基床刚度的恢复，抑制了翻浆冒泥的继续恶化。
23、2)注浆顺序和注浆方向是本发明的重要步骤，主要影响区轨道的平顺性较差，沿线路纵向从主要影响区开始注浆，可以较好地恢复并保证轨道平顺性。沿线路横断面方向从轨道中心开始向轨道两侧进行注浆，可以沿横断面方向将轨道中心位置基床内的积水挤排至轨道侧边未受荷载的位置，同时主要影响区沿横断面的每一排注浆管可以作为一个注浆单元，每个注浆单元都能将轨道中心位置基床内的积水挤排到轨道侧边，沿线路纵向的多个注浆单元可将翻浆冒泥主要影响区内的残余积水和泥浆全部挤排出来，保证了病害区注浆修复的效果。
24、3)本技术注浆管埋入基床表层的部分采用螺纹网孔管，螺纹厚度2mm，螺纹间距40mm，凸起的螺纹为网孔管和土体之间提供了一定间隙，可加速基床土体内浆液的扩散。
25、4)雨水入渗通道的封堵是本发明的重要步骤，支撑片、密封条及美工胶带的规范化操作保证了伸缩缝密处密封带4％的排水坡。底座板侧边内嵌式的密封保证了密封胶与混凝土之间的有效粘接，底座板侧边密封带呈现45°角(沿横断面方向)有效避免了积水。雨水入渗通道的有效封堵保证了注浆修复后路基的长期服役性能，解决了重复维修的难题，降低了维修成本。
26、5)本发明针对无砟轨道基床翻浆冒泥病害形成了以孔隙填充、排水置换、土体挤密和土体固化为核心的高聚物注浆修复精细化施工方法，充分填充了病害区底座板底部的脱空区，改善铁路基床的受力情况，降低列车运行荷载作用下轨道结构的鞭梢效应及其引起的底座板对基床的拍打作用，有效遏制了翻浆冒泥病害的继续恶化，恢复了轨道平顺性。
27、6)本发明针对无砟轨道基床翻浆冒泥病害形成了一整套完整、可控的标准化注浆作业流程，提高了施工作业的整体效率，减少了人力及物力成本的浪费。翻浆冒泥病害影响区的精准划分，避免了病害区施工作业的盲目性，杜绝了病害区欠注浆或超注浆情况的发生。同时，采用注浆和注胶双重的手段对雨水入渗通道进行了有效封堵，阻绝了雨水对高聚物修复后路基的侵扰，基床重复翻浆的概率降低，保证了修复后路基优异的长期服役性能，极大的降低了铁路运维费用，保障了列车运行安全。