用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构及施工方法与流程

1.本发明属于铁路轨道技术领域，特别涉及一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构及施工方法。


背景技术：

2.铁路道砟下沉是我国既有铁路的四大病害之一，因老旧铁路年代久远，技术标准不一，导致与道砟底层接触的路基基床填土具有承载力不足、透水性差、横向排水不畅等特性。铁路路基基床被水软化到一定程度后，道砟在火车荷载反复作用下会挤入至路基基床面以下，形成道砟囊或道砟槽，随着道砟越陷越深，铁路路基会发生侧向剪切滑移，致使道床下沉、路肩隆起或侧沟外挤等现象，道砟下沉使铁路行车安全存在安全隐患。
3.目前，我国在对既有铁路道砟下沉病害采用铁路纵向抬坡、基床换填、采用管桩处理等办法，但既有铁路不能中断运营，只能在天窗时间进行施工，而天窗时间很短，绝大多数运营铁路天窗时间不超过2小时。由于天窗施工时间短，现有处理技术能及时完成施工，部分处理后治标不治本，铁路恢复运营后，在反复列车荷载作用下，道砟再次出现下沉。目前的处理方案，在无法长久中断铁路运营的情况下，不能从根本上解决铁路道砟下沉的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构及施工方法，将道砟下沉位置的集中应力由点到面进行分解，彻底解决了由道砟下沉产生的病害及各种安全隐患，从而提高基床承载力，延长道床使用寿命，消除铁路行车安全隐患。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.第一方面，本发明提供了一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构，包括基床格栅、路肩格栅、边坡格栅、连接杆；基床格栅铺设于道砟底层与路基基床表层之间；基床格栅与基床格栅之间通过连接杆连接，基床格栅下铺设有热粘土工布，热粘土工布与基床格栅相接；路肩格栅设置于基床格栅垂直于线路方向两侧，路肩格栅与基床格栅之间通过连接杆连接；边坡格栅设置于路肩格栅垂直于线路方向两侧，边坡格栅与路肩格栅之间通过连接杆连接。
7.作为优选，基床格栅为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的正方形结构，正方形边长为3.0m～3.3m，厚度为0.2cm～0.4cm。
8.作为优选，基床格栅内部设有若干三角形网孔结构，三角形网孔结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构，三角形网孔和网孔内矩形肋条结构使其对道砟颗粒进行镶嵌和约束，将道砟下沉位置的集中应力由点到面进行分解。
9.作为优选，路肩格栅为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的长方形结构，路肩格栅长度与基床格栅匹配为3.0m～3.3m，宽度为0.8～1.0m，厚度为0.2cm～0.4cm；路肩格栅
内部设有若干三角形网孔结构，三角形网孔结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构；路基格栅内填充有碎石。
10.作为优选，路肩格栅下方设有电缆槽。
11.作为优选，边坡格栅为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的长方形结构，边坡格栅长度与路肩格栅匹配为3.0m～3.3m，宽度为0.6～0.9m，厚度为0.2cm～0.4cm；边坡格栅内部设有若干三角形网孔结构，三角形网孔结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构。
12.作为优选，连接杆采用成品直径为6mm～8mm的钢筋切割制作而成，钢筋长度为3.0m～3.3m。
13.作为优选，通过大功率热风机加热热粘土工布使热粘土工布与基床格栅相接。
14.第二方面，本发明实施例还提供了一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构的施工方法，所述方法包括如下步骤：
15.步骤s1，拆除铁路轨道、扒除道砟；
16.步骤s2，对道砟下沉处的路基基床清筛、整平；
17.步骤s3，在所述路基基床上方铺设砂垫层；
18.步骤s4，在所述砂垫层上方铺设热粘土工布；
19.步骤s5，在所述热粘土工布上摊铺基床格栅，基床格栅与基床格栅通过连接杆连接；
20.步骤s6，在所述基床格栅垂直于线路方向两侧摊铺路肩格栅，并通过连接杆连接基床格栅和路肩格栅，路肩格栅内部填充碎石；
21.步骤s7，在所述路肩格栅垂直于线路方向两侧摊铺边坡格栅，并通过连接杆连接路肩格栅和边坡格栅，边坡格栅孔内喷播植草；
22.步骤s8，回填道砟并捣固密实，重铺铁路轨道。
23.本发明具有如下有益效果：
24.本发明所提供的一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构及施工方法，通过将基床格栅铺设于路基基床及道砟底层之间，将路基病害处的集中应力由点到面进行分解，从而消除集中应力，减少道砟沉降速率。基床格栅、路肩格栅、边坡格栅连接形成的格栅结构，格栅结构对路肩及路基边坡进了加固，防止有道砟下沉引起的路肩外拱和路基边坡滑移等安全隐患，从整体上解决基床下沉所造成的各种隐患。养护维修阶段可通过各个格栅的拆解，能够分别完成路基基床(基床格栅下)、电缆槽(路肩格栅下)、边坡(边坡格栅下)各个部分的维修，提高养护维修效率。
25.本发明还提供施工铺设方法，铺设时间优势明显，利用天窗时间，能够完成本发明的整个施工流程。本发明彻底解决了既有运营铁路由道砟下沉产生的病害，提高了基床承载力，延长了道床使用周期，有效的确保了道砟颗粒的质量和稳定，消除了铁路行车隐患。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例。
27.图1为本发明实施例一种用于整治既有铁路道砟下沉的格栅结构断面图；
28.图2为本发明实施例一种用于整治既有铁路道砟下沉的格栅结构俯视图。
29.附图标记说明：
30.1.基床格栅；2.路肩格栅；3.边坡格栅；4.连接杆；5.热粘土工布；6.砂垫层；7.道砟；8.路基基床；9.电缆槽。
具体实施方式
31.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
32.本实施例提供了一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构，如图1和图2所示，包括基床格栅1、路肩格栅2、边坡格栅3、连接杆4；基床格栅铺设于道砟7底层与路基基床8表层之间；基床格栅1与基床格栅1之间通过连接杆4连接，基床格栅下铺设有热粘土工布5，通过大功率热风机加热热粘土工布5使热粘土工布5与基床格栅1相接；路肩格栅2设置于基床格栅1垂直于线路方向两侧，路肩格栅2与基床格栅1之间通过连接杆4连接；边坡格栅3设置于路肩格栅2垂直于线路方向两侧，边坡格栅3与路肩格栅2之间通过连接杆4连接。
33.基床格栅1为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的正方形结构，正方形边长为3.0m～3.3m，厚度为0.2cm～0.4cm。基床格栅1内部设有若干三角形网孔结构，三角形网孔结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构，三角形网孔和网孔内矩形肋条结构使其对道砟7颗粒进行镶嵌和约束，将道砟7下沉位置的集中应力由点到面进行分解。
34.路肩格栅2为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的长方形结构，路肩格栅2长度与基床格栅1匹配为3.0m～3.3m，宽度为0.8～1.0m，厚度为0.2cm～0.4cm；路肩格栅2内部设有若干三角形网孔结构，三角形网孔结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构；路基格栅2内填充有碎石，碎石粒径为6mm。路肩格栅2可提高格栅组合整体稳定性，可提高铁路路肩本身的稳定性，防止路肩溜踏；路肩格栅2下方设有电缆槽9，路肩格栅2通过抽出连接杆4可单独拆卸，用于电缆槽9内电缆养护维修。
35.边坡格栅3为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的长方形结构，边坡格栅3长度与路肩格栅匹配为3.0m～3.3m，宽度为路基基床厚底为0.6～0.9m，厚度为0.2cm～0.4cm；边坡格栅3内部设有若干三角形网孔结构，三角形网孔结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构；在边坡格栅3孔内喷播植草。边坡格栅3可提高格栅组合整体稳定性，可防止铁路边剪切坡滑移，边坡格栅3孔内喷播植草可提高边坡的稳定性，增加美观性。
36.连接杆4一般采用成品直径为6mm～8mm的q235光面钢筋切割而成，钢筋长度为3.0m～3.3m。
37.本实施例还提供了一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构的施工方法，所述方法包括如下步骤：
38.步骤s1，拆除铁路轨道、扒除道砟7。
39.铁路天窗时间开启，对道砟下沉地段，拆除铁路轨道，扒除道砟7，对拔除道砟7进行清筛。
40.步骤s2，对道砟7下沉处的路基基床8清筛、整平。
41.对下沉道砟处的路基基床8进行挖除，挖除后进行基床表层回填，回填采用合格的填土材料，并进行碾压压实。
42.步骤s3，在所述路基基床8上方铺设砂垫层6。
43.在整平的路基基床8表面铺设砂垫层6，砂垫层6铺设厚度为10cm，铺设后整平。
44.步骤s4，在所述砂垫层6上方铺设热粘土工布5。
45.在整平砂垫层6上铺设热粘土工布5，热粘土工布5采用短纤聚丙烯纤材料，抗拉强度打到5kn/m以上。热粘土工布5铺设完成后进行整平。
46.步骤s5，在所述热粘土工布5上摊铺基床格栅1，基床格栅1与基床格栅1通过连接杆4连接。
47.基床格栅1长度为3.0m～3.3m，厚度为0.2cm～0.4cm。基床格栅1内部设有若干三角形网状结构，三角形网状结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构。连接杆4采用成品直径为6mm～8mm的q235光面钢筋切割而成。将基床格栅1铺设于热粘土工布5上，并用连接杆4进行连接，用大型号风机对热粘土工布5进行吹热风，热粘土工布5受热后于基床格栅1粘结在一起。基床格栅1使路基基床8所受集中应力由点分散到面，提高路基基床受力8整体性。
48.步骤s6，在所述基床格栅1垂直于线路方向两侧摊铺路肩格栅2，并通过连接杆4连接基床格栅1和路肩格栅2，路肩格栅2内部填充碎石。
49.路肩格栅2设置于基床格栅1垂直于线路方向两侧，由连接杆4连接，路肩格栅2为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成的长方形结构，长度于基床格栅1匹配为3.0m～3.3m，宽度为0.8～1.0m，厚度为0.2cm～0.4cm。路肩格栅2内部设有若干三角形网状结构，三角形网状结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部呈凹陷矩形肋条结构，路肩格栅内部填充碎石，碎石粒径为6mm。路肩格栅2可提高格栅组合整体稳定性，可提高铁路路肩本身的稳定性，防止路肩溜踏，路肩格栅通过抽出连接杆4可单独拆卸，用于电缆槽9内电缆养护维修。
50.步骤s7，在所述路肩格栅2垂直于线路方向两侧摊铺边坡格栅3，并通过连接杆4连接路肩格栅2和边坡格栅3，边坡格栅3孔内喷播植草。
51.边坡格栅3设置于路肩格栅2垂直于线路方向两侧，由连接杆4连接，边坡格栅3为由高分子聚丙烯板整体冲孔拉伸成长方形结构，长度与路肩格栅2匹配为3.0m～3.3m，宽度为0.6～0.9m，厚度为0.2cm～0.4cm。边坡格栅3内部设有若干三角形网状结构，三角形网状结构边长为3cm～5cm，边长网孔内部成凹陷矩形肋条结构。在边坡格栅孔内喷播植草，用于边坡稳定。边坡格栅3可提高格栅组合整体稳定性，可防止铁路边坡剪切滑移，边坡格栅孔内喷播植草可提高边坡的稳定性，增加美观性。
52.步骤s8，回填道砟7并捣固密实，重铺铁路轨道。
53.对扒除清筛后道砟进行回填，用小型捣固机捣鼓压实，重铺铁路轨道。
54.由以上技术方案可以看出，本实施例提供了一种用于整治既有运营铁路道砟下沉的格栅结构及施工方法，通过将基床格栅铺设于路基基床及道砟底层之间，将路基病害处的集中应力由点到面进行分解，从而消除集中应力，减少道砟沉降速率。基床格栅、路肩格栅、边坡格栅连接形成的格栅结构，格栅结构对路肩及路基边坡进了加固，防止有道砟下沉引起的路肩外拱和路基边坡滑移等安全隐患，从整体上解决基床下沉所造成的各种隐患。养护维修阶段可通过各个格栅的拆解，能够分别完成路基基床(基床格栅下)、电缆槽(路肩格栅下)、边坡(边坡格栅下)各个部分的维修，提高养护维修效率。本实施例还提供施工铺设方法，铺设时间优势明显，利用天窗时间，能够完成本发明的整个施工流程。本实施例彻
底解决了既有运营铁路由道砟下沉产生的病害，提高了基床承载力，延长了道床使用周期，有效的确保了道砟颗粒的质量和稳定，消除了铁路行车隐患。
55.以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。