1.本发明涉及一种高速铁路地基的加固方法，尤其涉及一种高速铁路坎儿井地基的加固方法。


背景技术：

2.坎儿井是荒漠地区使用的一种的灌溉输水结构。其主要构成是，竖井、地下暗渠、地面明渠和“涝坝”(小型蓄水池)。其工作原理是：在高山雪原潜流处，寻找水源，然后从高处的水源处到低处的地面明渠间，自上而下按照一定间距打深度逐渐变浅的竖井，然后通过竖井底部在地下挖暗渠，由暗渠连通水源、各竖井及地面明渠，从而将高处的地下水引流至低处的地面明渠及地面的“涝坝”；由“涝坝”蓄水，地面明渠进行灌溉和水源的输送。
3.在高速铁路修建过程中，铁路线路的走向不可避免的会与坎儿井暗渠的走向发生交叉。在高速铁路路基荷载以及列车运行时产生的荷载的作用下，未经加固的地下暗渠可能会塌陷、引起相连地基的破坏，进而影响上部高铁路基的稳定以及列车行车的安全。同时，由于坎儿井是当地重要的用水渠道，所以在坎儿井上建设高速铁路，必须保证坎儿井的蓄水和排水功能；目前，通常的解决方法是采用桥梁工程跨过坎儿井。但这种方法，存在抬高铁路线位，桥梁长度长、工程投资大的问题。
4.因此，亟需一种既能保持坎儿井原有蓄、排水功能，工程投资增加少，又能保证高速铁路运行安全的坎儿井地基的加固方法。


技术实现要素：

5.本发明的发明目的是提供一种高速铁路坎儿井地基的加固方法，该方法既保持了坎儿井原有蓄、排水功能，又能保证高速铁路的安全运行；同时工程投资增加少。
6.本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种高速铁路坎儿井地基的加固方法，包括以下步骤：
7.a、埋设浆料拦截屏障
8.将高速铁路路基下方的、待加固坎儿井地基中的暗渠段两端的竖井，作为边界竖井；在边界竖井与交界处的外侧，埋设浆料拦截屏障；
9.b、设置注浆管
10.将注浆管的始端与地面上的高压注浆泵相连，注浆管的尾端从一个边界竖井伸入暗渠并到达另一个边界竖井处；且注浆管位于暗渠中的管壁上开设有多个注浆孔；
11.c、浆料的配制
12.将250-350份质量的水泥、1200-1400份质量的煤矸石，配制成水灰比为0.25-0.45的透水性混凝土浆料；其中，煤矸石为破碎机破碎后的粒径为 10-20mm的煤矸石；
13.d、暗渠注浆
14.用高压注浆泵将d步配制成的透水性混凝土浆料，经注浆管注入并填充边界竖井间的暗渠；直至透水性混凝土浆料漫入边界竖井中，停止注浆，养护2-3 天；
15.e、填充竖井
16.使用粒径20-50mm的碎石或卵石或工地附近的固体废物，将边界竖井及边界竖井之间的其它竖井填满；即完成高速铁路坎儿井地基的加固。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.一、本发明通过向待加固坎儿井地基区域的地下暗渠段，注入透水性混凝土浆料，凝固在暗渠中的透水性混凝土，对暗渠壁既有化学联结作用，又有物理支撑作用，其抗压强度达15-21mpa，明显提高了坎儿井地基的强度，有效的避免了坎儿井暗渠在高速铁路施工和运营的过程中发生坍塌和沉降的问题。同时，选用粒径20-50mm碎石、卵石或者工地附近的固体废物(包括煤矸石) 填充坎儿井的竖井，构建出类似于碎石桩的工程结构；实现了对坎儿井竖井的加固。进而实现了整个坎儿井地基的全面有效加固，更好地保证了高速铁路的运行安全。
19.二、以粒径为10-20mm的煤矸石作为粗骨料与水泥形成的透水性混凝土，在具有较高抗压强度的同时，其孔隙多、透水性能好，其透水系数达 0.3-1.0cm/s；从而较好的保留了坎儿井暗渠原有的排水、输水功能。
20.选用粒径20-50mm碎石、卵石或者工地附近的固体废物(包括煤矸石)填充坎儿井的竖井，在对对坎儿井竖井进行加固的同时，坎儿井竖井的排水、蓄水功能也得以保留。
21.三、本发明将工业固体废物煤矸石作为粗骨料制备透水性混凝土，还解决了煤矸石弃置不用、占地堆砌、煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体，甚至发生火灾等问题，具有安全环保、节约成本的良好社会效益。同时，选用碎石、卵石或者工地附近的固体废物(包括煤矸石)填充坎儿井的竖井，也是对固体废物的再次利用，同样具有安全环保、节约成本的良好社会效益。
22.四、采用注浆管注浆，并在位于整个待加固暗渠段的注浆管上开设多个注浆孔，确保了注浆时浆料能均匀、快速喷洒至坎儿井暗渠中。注浆完成后，橡胶注浆管无需取出，可连同浆料一并作为填充体支撑暗渠结构，其操作更加方便、快捷。较之采用桥梁工程跨过坎儿井，本发明方法增加的工程投资大幅减少。
23.进一步，本发明的c步浆料的配制中的水泥，为标号为425及以上的普通硅酸盐水泥。
24.更进一步，本发明的c步配制成的透水性混凝土浆料中，还加有1-2份质量的焦磷酸钠缓凝剂，1-2份质量的聚羧酸减水剂。
25.这样，配制成的透水性混凝土浆料流动性好，能更快速、均匀地喷洒、填满坎儿井暗渠，且能保证凝固后的透水性混凝土的抗压强度。
26.更进一步，本发明的a步中的浆料拦截屏障为多层土工布或玻璃纤维网格布构成。
27.这样，既能保证e步注入的透水性混凝土浆料被拦截在两边界竖井之间的待加固暗渠中；又能保证透水性混凝土凝固后的暗渠与边界竖井外的暗渠的排水、过水性能。
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
29.图1是坎儿井地基进行暗渠注浆加固完成时的示意图。
30.图2是坎儿井地基进行竖井填充加固完成时的示意图。
具体实施方式
31.实施例1
32.图1、图2示出，本发明的一种具体实施方式是，一种高速铁路坎儿井地基的加固方法，包括以下步骤：
33.a、埋设浆料拦截屏障
34.将高速铁路路基下方的、待加固坎儿井地基中的暗渠3段两端的竖井，作为边界竖井2a；在边界竖井2a与交界处的外侧，埋设多层土工布构成的浆料拦截屏障6。
35.b、设置注浆管
36.将注浆管4的始端与地面上的高压注浆泵9相连，注浆管4的尾端从一个边界竖井2a伸入暗渠3并到达另一个边界竖井2a处；且注浆管4位于暗渠3 中的管壁上开设有多个注浆孔5；
37.c、浆料的配制
38.将300份质量的、标号为425的普通硅酸盐水泥，1300份质量的煤矸石，配制成水灰比为0.30的透水性混凝土浆料7；其中，煤矸石为破碎机破碎后的粒径为10-20mm的煤矸石；
39.d、暗渠注浆
40.用高压注浆泵9将d步配制成的透水性混凝土浆料7，经注浆管4注入并填充边界竖井2a间的暗渠3；直至透水性混凝土浆料7漫入边界竖井2a中，停止注浆，养护2.5天；
41.e、填充竖井
42.使用粒径20-50mm的碎石8，将边界竖井2a及边界竖井2a之间的其它竖井2填满；即完成高速铁路坎儿井地基的加固。
43.实施例2
44.一种高速铁路坎儿井地基的加固方法，包括以下步骤：
45.a、埋设浆料拦截屏障
46.将高速铁路路基下方的、待加固坎儿井地基中的暗渠3段两端的竖井，作为边界竖井2a；在边界竖井2a与交界处的外侧，埋设多层玻璃纤维网格布构成的浆料拦截屏障6；
47.b、设置注浆管
48.将注浆管4的始端与地面上的高压注浆泵9相连，注浆管4的尾端从一个边界竖井2a伸入暗渠3并到达另一个边界竖井2a处；且注浆管4位于暗渠3 中的管壁上开设有多个注浆孔5；
49.c、浆料的配制
50.将250份质量的标号为525的普通硅酸盐水泥，1400份质量的煤矸石，1 份质量的焦磷酸钠缓凝剂，2份质量的聚羧酸减水剂；配制成水灰比为0.25 的透水性混凝土浆料7；其中，煤矸石为破碎机破碎后的粒径为10-20mm的煤矸石；
51.d、暗渠注浆
52.用高压注浆泵9将d步配制成的透水性混凝土浆料7，经注浆管4注入并填充边界竖井2a间的暗渠3；直至透水性混凝土浆料7漫入边界竖井2a中，停止注浆，养护2天；
53.e、填充竖井
54.使用粒径20-50mm的卵石8，将边界竖井2a及边界竖井2a之间的其它竖井2填满；即完成高速铁路坎儿井地基的加固。
55.实施例3
56.一种高速铁路坎儿井地基的加固方法，包括以下步骤：
57.a、埋设浆料拦截屏障
58.将高速铁路路基下方的、待加固坎儿井地基中的暗渠3段两端的竖井，作为边界竖井2a；在边界竖井2a与交界处的外侧，埋设多层玻璃纤维网格布构成的浆料拦截屏障6；
59.b、设置注浆管
60.将注浆管4的始端与地面上的高压注浆泵9相连，注浆管4的尾端从一个边界竖井2a伸入暗渠3并到达另一个边界竖井2a处；且注浆管4位于暗渠3 中的管壁上开设有多个注浆孔5；
61.c、浆料的配制
62.将350份质量的标号为425的普通硅酸盐水泥，1200份质量的煤矸石，2 份质量的焦磷酸钠缓凝剂，1份质量的聚羧酸减水剂；配制成水灰比为0.45 的透水性混凝土浆料7；其中，煤矸石为破碎机破碎后的粒径为10-20mm的煤矸石；
63.d、暗渠注浆
64.用高压注浆泵9将d步配制成的透水性混凝土浆料7，经注浆管4注入并填充边界竖井2a间的暗渠3；直至透水性混凝土浆料7漫入边界竖井2a中，停止注浆，养护3天；
65.e、填充竖井
66.使用粒径20-50mm的工地附近的固体废物—煤矸石8，将边界竖井2a及边界竖井2a之间的其它竖井2填满；即完成高速铁路坎儿井地基的加固。
67.实施例4
68.一种高速铁路坎儿井地基的加固方法，包括以下步骤：
69.a、埋设浆料拦截屏障
70.将高速铁路路基下方的、待加固坎儿井地基中的暗渠3段两端的竖井，作为边界竖井2a；在边界竖井2a与交界处的外侧，埋设多层玻璃纤维网格布构成的浆料拦截屏障6；
71.b、设置注浆管
72.将注浆管4的始端与地面上的高压注浆泵9相连，注浆管4的尾端从一个边界竖井2a伸入暗渠3并到达另一个边界竖井2a处；且注浆管4位于暗渠3 中的管壁上开设有多个注浆孔5；
73.c、浆料的配制
74.将280份质量的标号为425的普通硅酸盐水泥，1250份质量的煤矸石，1.5 份质量的焦磷酸钠缓凝剂，1.5份质量的聚羧酸减水剂；配制成水灰比为0.40 的透水性混凝土浆料7；其中，煤矸石为破碎机破碎后的粒径为10-20mm的煤矸石；
75.d、暗渠注浆
76.用高压注浆泵9将d步配制成的透水性混凝土浆料7，经注浆管4注入并填充边界竖井2a间的暗渠3；直至透水性混凝土浆料7漫入边界竖井2a中，停止注浆，养护3天；
77.e、填充竖井
78.使用粒径20-50mm的工地附近的固体废物8，将边界竖井2a及边界竖井 2a之间的其它竖井2填满；即完成高速铁路坎儿井地基的加固。