[发明专利]一种用于高速铁路无砟轨道路基土竖向取样的方法

说明书

本发明公开了一种用于高速铁路无砟轨道路基土竖向取样的方法。通过专用的钻孔设备对无砟轨道上部结构进行钻孔，基于轨道上部结构的标准尺寸，当钻机钻至距离底座板(或支承层)底面3～5cm时，改用干钻的方法继续钻孔。钻孔完成后，将取土器放置到钻好的孔洞中，并与专用的锤击设备相连接，通过锤击设备上的重锤将取土器锤击到路基土中，锤击过程中根据取土器的位置及时更换连接杆。当取土器锤击到预定的位置后，撤除锤击设备，用管钳卡住取土器上的连接杆并将取土器旋转1～2周，使取土器内部土样与路基土分离，然后采用专用的压机将取土器顶拔出来。通过对所取土样的分析，为我国高速铁路无砟轨道路基病害的机理研究及整治措施提供科学依据。

技术领域

本发明涉及一种用于高速铁路无砟轨道路基土竖向取样的方法，适用于我国高速铁路各种类型无砟轨道路基土的竖向取样分析。

背景技术

高速铁路路基是列车高速、平稳、安全运行的基础，随着列车车速的提高、车辆轴重的增加、运营量的增大以及极端天气（如强降雨、强降雪等）频发等因素，目前高速铁路路基病害（如路基翻浆冒泥、路基排水不畅）也日益突出。为了保证高速铁路快速、安全的运营，需要及时对高速铁路路基病害进行整治，因此需要提出相应的路基病害整治方案。只有明确了高速铁路路基病害的作用机理，才能提出合理、高效的整治方案，而明确路基病害机理最有效、最直接的方法就是对病害区的路基土进行取样分析。

对于我国高速铁路无砟轨道而言，无砟轨道的检修及作业都应满足相应的规定。一般情况下，检修及作业的天窗点最多只有4个小时，而有效的作业时间不足3个小时。同时上道作业对作业机具也有严格要求，作业机具应尽可能轻巧、便捷，且必须满足高速铁路无砟轨道的安全作业限高（小于2.8m），而常规的地质钻探机具不仅体积庞大，而且重量也比较大，同时组装程序繁琐，钻探过程中容易对轨道结构造成伤害；另外常规的地质钻探取样工艺比较粗糙，不能实现对土样扰动的控制。如岩芯取样采用的是加水旋转钻孔取样，泥质土的取样采用的是静压法取样，这些取样工艺有的会对铁路路基土的取样有很大的影响，有的甚至是不能取出土样，因此常规的地质钻探几乎不能在高速铁路路基土的取样中实现，从而急需寻求一种既能结合高速铁路作业要求，又不影响行车安全的钻孔取样方法，这样才能够对高速铁路路基病害的机理进行透彻的分析，为路基病害的治理提供科学有效的依据。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种用于高速铁路无砟轨道路基土竖向取样的方法，该方法不仅充分考虑了高速铁路无砟轨道现场的检修及作业要求以及行车安全，同时还科学地考虑了取样方式对路基土体的扰动作用。通过采用锤击的取样方式，尽可能地取出完整且扰动较小的路基土样，为高速铁路路基病害作用机理的分析提供保证，进而提出科学、合理的路基病害整治方案。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：一种用于高速铁路无砟轨道路基土竖向取样的方法，其特征在于，具体的包括如下步骤：

1）基于前期的现场调研，在已探明的路基病害区做好标记，并在轨道板或道床板上做好相应的取样标记；

2）上道作业前，必须按照高速铁路无砟轨道作业规范做好相应的准备工作，上道后先用钻机在轨道板或道床板上进行钻孔，钻穿后取出混凝土芯，然后继续钻孔，当钻头钻到距离底座板或支承层底面3~5cm时停止钻孔，取出混凝土芯，清理孔洞内的残余物，然后改用干钻的方法继续钻孔，将剩余3~5cm的底座板或支承层钻穿，然后取出混凝土芯；

3）固定锤击设备，将取土器放入钻好的孔洞中，通过重锤将取土器锤击到路基土中，锤击过程中需根据取土器的位置，及时更换连接杆，以避免重锤锤击到轨道板或道床板，更换连接杆后继续锤击取土器，直至取土器到达预定的位置；

4）取土器到达预定的位置后，撤除锤击设备，用管钳卡住取土器上的连接杆并旋转1~2圈，使取土器内部的土样与下部路基土分离，然后用专用的卡槽钳卡住取土器的连接杆，并用铁路上专用的压机将整个取土器顶拔出来；