1、浅谈广州地铁大洲车辆段道床不均匀沉降问题分析与处理专业技术报告摘要：广州地铁 2 号线大洲车辆段自正式运营以来，碎石道床及整体道床部分线路设备由于长期受到列车行驶动载作用导致道床均出现了不同程度的下沉。本文结合现场多次起道实测数据，分析了动载下碎石道床的下沉原因及规律，并浅谈车辆段整体道床部分维修工艺方法等。 关键词： 碎石道床 整体道床 动载 下沉 刚板 支墩中图分类号：U491.2+27 文献标识码：A 目前，广州地铁车辆段投入运营的地铁线路中，大量使用的道床结构为碎石道床，碎石道岔具有投资节省、取材方便、养护简单等优点，但同时也具有易变形、道床养护频繁、等不利的一面。少量使用的整体道床如
2、月检库线路等具有维护工作量少、结构简单、整体性强及表面整洁等诸多优点，但同时也具有变形后维修困难等缺点。研究道床下沉及变形规律，有利于提高线路养护维修质量，降低维修成本，节省道床养护劳动力。 一、大洲车辆段碎石道床变形原因分析 碎石道床是把碎石颗粒的道砟堆放在路基上而构成的，既具有一定的弹性，同时在力学上又是不完全的一种散体结构，道床变形是指在列车动荷载作用下，碎石道床会发生下沉，几何行位也发生改变。从而引起列车走行轨道的不平顺。 大洲车辆段碎石道床区域的结构尽管经过夯实和捣固作业，但是在列车动荷载的反复作用及特别的地质地基条件下，不可避免的发生路基不均匀沉降，从而引起道床的沉降。首先从工程地
3、质条件来分析。 大洲车辆段位于广州番禺区的石壁村，为一不规则行用地。地块范围主要为鱼塘，石壁涌从地块范围横穿，有多条灌溉涌的小沟渠横贯其间，地质广泛分部有淤泥质软土。软土成分主要为淤泥、淤泥质土一级粉细砂，软土较厚且含水量极高，在天然状态下呈流塑状，强度非常低。软土地基从上到下分为 2 层，第一层为人工填土，主要为种植土，由粉质粘土组成，灰黄色，可塑含植物根系，为软土硬壳，地表大多为该层覆盖。填砂地段及便道上为素填土、杂填土。属中等压缩性土；第二层由粘土及软土组成。粘土天然含水量较低具有弱胀缩性，软土主要为淤泥质土，天然含水量较高，属欠固结土、高压缩性土。施工阶段尽管做了地基加固处理，但由于缺
4、陷性软土的分布及工程性质的复杂，再加上列车对道床的不断拍打，不可避免的出现了不均匀沉降。 二、大洲车辆段碎石道床沉降规律探索 目前我们在实际的车辆段线路大中修等施工中，因地质结构的复杂，对道床起道后持续沉降问题基本都凭经验和施工现场的实际情况进行处理。没有一个理论上的依据。因此，对道床至运营以来总体沉降规律及起道后道床沉降规律急需从理论上进行掌握，对起道量和沉降量及起道频率的关系从量上加以更明确的界定，从而更好、更准确地对施工进行指导，进而保证施工快速、高质量地完成。 数据统计 此次沉降量变化情况调查是在 2012 年 1 月份期间（开通运营已有 14个月）人工起道施工中完成的，施工段大洲车辆
5、段入段线敞开段（RDK1km+780.5212+079.244）为碎石道床正线线路，铺设 50kg/m 型钢轨，混凝土轨枕，充填花岗岩石碴。 在起道前后用水准仪对入段线轨面高程进行测量，依据起道量设计表，特地选定了入段线碎石道床内每 30 米一个点共计 7 个点，分别为：RDK1+750、RDK1+720、RDK1+690、RDK1+660、RDK1+630、RDK1+600、RDK1+570 对这些点起道后 7 周的沉降情况进行了统计，详细情况见表（1） ： 沉降观测调查表表（1） 运营至今以来此段线路持续沉降，同时，我们选取了以上特殊 7 个点作为起道量统计对象。对 12 年 1 月至 1
6、3 年 11 月期间 7 次大起的起道量进行了统计，详细情况见表（2）： 起道量调查表表（2） 数据处理及分析 为使调查结果便于观察，现将表（1）数据绘图，图（1）以周数为x 轴，沉降量为 y 轴，将相关数据在坐标中描点连线绘出曲线图，详细见图（1） 图（1） 根据以上图表，可观察出起道作业后道床沉降的大概规律，在前 4周基本以直线变化，以后则相对平缓，对线路质量也影响较小。另外从2012 年年初开始每两个月大起一次，每次起道量相差不多，到 2013 年后起道频率开始变小，基本每半年才起一次。沉降总体正趋于稳定。 三、大洲车辆段整体道床沉降整治 大洲车辆段月检库 L9 道和 L10 道属于库内
7、线整体道床，自南向北设计有 15m 宽库外整体道床平过道、4.75m 宽库内整体道床平过道口、145m长库内支柱式检查坑、4.75m 长库内一般整体道床。 1、整治方法 大洲停车场运营过程中，由于地基沉降原因，造成 L9、L10 道检修地沟钢筋混凝土道床及支柱不均匀下沉，部分 M24 螺栓预留长度已不满足上部工字钢及轨道安装要求。由于沉降继续发展，造成 L9、L10 道轨面高差、水平等几何尺寸以及纵坡坡率超标，严重影响行车安全。为满足大洲停车场开通及使用要求，考虑沉降发展，对 L9、L10 道检修地沟采用工字钢下用粘钢胶粘垫不同厚度钢板、重植螺栓结构设计变更，并将库内一般整体道床、库内外平交道
8、整体道床改为碎石道床过渡。 现场从库外平交道处向车挡方向对每个支墩依次编号为：1 号、2 号、3 号63 号、64 号。每个支墩的设计距离为 2.2 米。用水准仪测量 L9与 L10 道每个支墩的既有轨面标高，从而计算出既有轨面高差、既有轨面纵坡等数据， 统计出 L9 与 L10 道检修地沟轨面沉降数据表。详见表（3） 。从表中我们可以初步分析 5 号支墩附近为沉降最严重处。 L9 与 L10 道检修地沟轨面沉降数据表表（3） 根据现场实际测量数据，采用在工字钢下用粘钢胶粘垫不同厚度钢板（调整高度3mm，采用橡胶垫微调）的方法调整，使轨面纵坡坡率1.5，以满足使用与安全要求。调整后轨面纵坡及坡
9、段长详见调整后L9、L10 道轨面坡段表。 调整后 L9、L10 道轨面坡段表 表（4） 从现场实际测量的标高来分析，我们可以初步判断 20 号支墩以后的线路沉降相对来说要小很多，这正是由于地质结构的复杂造成地基沉降不均匀的表现。 2、工艺流程 钢板制作：按设计图纸要求，分不同厚度，准确下料、成型、钻孔。基底处理：钢板表面用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。 配胶：粘钢胶在现场配置，配制时按产品说明书规定进行，并搅拌均匀至色泽完全均匀为止。 粘贴：胶结剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的原钢板表面和新钢板贴合面。为使粘钢胶能充分浸润
10、、扩散于结合面，宜先用少量胶在结合面刮抹，再添加至 13 毫米，中间厚边缘薄，然后将钢板粘贴于预定位置。由于钢板调整高度为 174mm，应采用不同厚度钢板分层粘贴，注意粘贴钢板层数不能超过 3 层。 固定与加压：钢板粘贴好后，应立即利用既有 4M24 螺栓、上紧螺帽适当加压固定钢板，使胶液刚从钢板边缘溢出为度。加压过程中应适当调整 4 个螺帽，保证钢板水平度满足轨道安装要求。螺栓与钢板孔间隙采用粘钢胶填塞密实。 固化：粘钢胶固化 3 天即可松掉螺帽，下落工字钢受力。 检验：粘钢结束后，组织有关人员验收，发现问题即时处理。 防腐处理：按照原设计要求对钢板外露面进行涂刷防锈漆处理，进行保护。 整治实践结果 整治完成机车压道后即开通恢复线路，一年后，检查线路轨距、水平、高低、方向、坡度等都符合维修保养标准，线路状态良好，未发生行车事故。
