淺談鐵路路基病害原因及整治措施
2015-07-29
引言
路基是鐵路建設(shè)中的重要組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響了鐵路的使用性能，而在現(xiàn)實(shí)中，由于需要反復(fù)承受各種荷載和自然因素的作用，導(dǎo)致路基的形狀、邊坡坡度發(fā)生改變，嚴(yán)重影響了鐵路的質(zhì)量和穩(wěn)定性。產(chǎn)生的路基病害也是多種多樣的，最常見有翻漿冒泥，邊坡沖刷，擠出變形，路基崩塌落石等，路基病害的產(chǎn)生不僅與地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工等路基形成前的各個(gè)環(huán)節(jié)有關(guān)、而且也與路基形成后的養(yǎng)護(hù)和管理有關(guān)，徹底的控制路基病害的產(chǎn)生是不現(xiàn)實(shí)的，因此，只能找出其產(chǎn)生的原因并做好防范，從各個(gè)環(huán)節(jié)注意，采取一系列切實(shí)可行的措施，提前治理和預(yù)防路基病害的產(chǎn)生。
1、鐵路路基病害類型及原因分析
鐵路路基在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于自身土體的自重、鐵路軌道、行車的荷載和多種自然因素的影響下，各部位產(chǎn)生變形、位移，如翻漿冒泥、路基下沉、擠出變形、邊坡坍方、邊坡沖刷、陷穴、滑坡、水侵路基、凍害等，嚴(yán)重危及鐵路路基的整體性和穩(wěn)定性。
1.1翻漿冒泥
路基因?yàn)橐休d列車的荷載量，所以要具有較高的強(qiáng)度，如果路基的強(qiáng)度不夠，則在列車的反復(fù)碾壓過(guò)程中則會(huì)出現(xiàn)裂縫、鼓包、冒包等現(xiàn)象，導(dǎo)致翻漿病害的發(fā)生。路基出現(xiàn)翻漿病害，主要原因是路基在施工過(guò)程中質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，路基的強(qiáng)度不夠，同時(shí)施工中的土質(zhì)不合格，也能導(dǎo)致路基出現(xiàn)翻漿病害，特別是當(dāng)雨季時(shí)，病害將更加嚴(yán)重。
1.2邊坡沖刷
靠近河流、河灘、水庫(kù)及低洼地帶的路基，因常年或是季節(jié)性受到水流的沖刷、滲流等作用，很容易造成路基沖空，邊坡滑坍等病害發(fā)生。
1.3擠出變形
路基的土質(zhì)如果有軟土存在，則土質(zhì)很難達(dá)到密實(shí)度，這樣在長(zhǎng)期的荷載下，軟土則會(huì)處于流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到一定承受點(diǎn)時(shí)則會(huì)產(chǎn)生一定的張力發(fā)生變形或是破壞。
1.4路基崩塌落石
崩塌落石是塹坡或其上山坡的巖塊土石發(fā)生崩塌或墜落造成危害的地質(zhì)現(xiàn)象。具有突然、快速和較難預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，是地形、地質(zhì)比較復(fù)雜的山區(qū)鐵路十分常見的路基病害，對(duì)鐵路行車安全危害甚大，經(jīng)常導(dǎo)致中斷行車，甚至列車顛覆。
1.5路基凍害
中國(guó)內(nèi)蒙古地區(qū)，為季節(jié)性凍土地區(qū)，地表土層一般冬季凍結(jié)，春季開始融化，夏季除永凍層外將全部融化。凍脹是翻漿過(guò)程的一個(gè)階段同時(shí)也是一種單獨(dú)的路基病害。
1.6路基雪害
在我國(guó)的內(nèi)蒙古省區(qū)，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年降雪天數(shù)190～200d，積雪天數(shù)160～180d，最大積雪深度200～1000mm。年平均風(fēng)速4.4m/s，最大風(fēng)速40m/s。該區(qū)的鐵路線路，冬季常被雪埋，嚴(yán)重影響行車安全。易于積雪地段由于鐵路線路的地形、地貌及其與主風(fēng)向的夾角各不相同，線路積雪的程度也不一樣。
2、鐵路路基病害的預(yù)防與整治
2.1基床翻漿冒泥、下沉外擠的防治
2.1.1排水
適用于排水不良而導(dǎo)致的基床病害，如路塹和站場(chǎng)。疏通或修建防滲側(cè)溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng);修建堵截、導(dǎo)引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側(cè)溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。以消除或減小地表水和地下水對(duì)路基基床的侵害，使基床土經(jīng)常保持疏干狀態(tài)。
2.1.2提高基床表層強(qiáng)度
適用于基床表層土承載力不足導(dǎo)致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土(二合土或三合土)及換砂。換填深度應(yīng)以滿足承載力要求為原則。
2.1.3使基面應(yīng)力降低或均勻分布。
2.1.4土工膜(板)封閉層或無(wú)紡?fù)凉だw維滲濾層
這是近年廣泛應(yīng)用的防治基床病害的新工藝，它有隔離地表水、過(guò)濾基面水和均布基面應(yīng)力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。作為隔斷排水層的材料，它能滲水，又能隔斷粘土細(xì)粒，具有足夠的強(qiáng)度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但這種材料造價(jià)較高，使用壽命尚有待測(cè)試。
2.2路基滑坡的防治
2.2.1抗滑擋墻
它是廣泛應(yīng)用的一種防治滑坡措施。它施工方便，穩(wěn)定滑坡收效快?？够瑩鯄Χ酁橹亓κ?，石砌，也有用混凝土或鋼筋混凝土的。
2.2.2抗滑樁
它是利用樁在穩(wěn)定巖土中的嵌固力支擋滑體的建筑物。它具有對(duì)滑體擾動(dòng)少、操作簡(jiǎn)便、工期短、收效快、對(duì)行車干擾小、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)?？够瑯抖酁橥诳谆蜚@孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑樁在滑動(dòng)面以下的錨固深度，應(yīng)根據(jù)滑體作用在樁上的主動(dòng)土壓力、樁前的被動(dòng)土壓力、巖土性質(zhì)等來(lái)確定。
2.2.3錨桿擋墻
是一種新型支擋結(jié)構(gòu)，由錨桿、肋柱和擋板三部分組成，用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長(zhǎng)滑面較陡的滑坡。具結(jié)構(gòu)輕盈，節(jié)約材料，適宜機(jī)械化施工，提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。
2.2.4抗滑明洞
若滑動(dòng)面的下緣處在邊坡上的較高位置，可視地基情況設(shè)置坑滑明洞，洞頂回填土石支撐滑體，或滑體越過(guò)洞頂落在線路之外。但這一措施對(duì)行車干擾大、施工困難、造價(jià)昂貴，只有在其他措施難以奏效時(shí)采用。
2.3路基沖刷的防治
位于河流岸邊、河灘或水庫(kù)岸邊的路基，因常年或季節(jié)性水流沖刷、波浪和滲流的作用，往往造成路基沖空、邊坡滑坍等病害。防治這類病害，必須掌握水流性質(zhì)、變化規(guī)律及可能對(duì)岸邊或路基造成危害的性質(zhì)和嚴(yán)重程度，使防治措施準(zhǔn)確到位。為此，應(yīng)細(xì)致地調(diào)查勘測(cè)、精心分析，提出符合實(shí)際的科學(xué)結(jié)論。
2.4路基崩塌落石的防治
2.4.1攔截類適用于小規(guī)模、小塊體的崩塌落石。攔截構(gòu)造有落石平臺(tái)、落石坑、落石溝、攔石墻、鋼軌柵欄及柔性攔石網(wǎng)等。
2.4.2遮欄類應(yīng)用于規(guī)模較大的崩塌落石，遮欄建筑有各種明洞和棚洞修建明洞、棚洞，既可遮擋崩塌落石，又可對(duì)邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用。
2.4.3支擋加固類適用于不宜或難于消除的大危巖或不穩(wěn)定的大孤石支擋建筑有支頂墻、支護(hù)墻、明洞式支墻、支柱、支撐等。
2.4.4護(hù)坡、護(hù)墻適用于易風(fēng)化剝落的邊坡。邊坡陡者用護(hù)墻，邊坡緩者用護(hù)坡.
2.4.5改線繞避上述措施不能奏效時(shí)，應(yīng)考慮改線繞避。
2.5、路基凍害的防治
2.5.1保持道床清潔，防止泥土混入，及時(shí)清除土垅，以利排水。
2.5.2路肩和邊坡保持平整，無(wú)坑洼、裂縫、防止積水下滲。
2.5.3側(cè)溝、天溝等地表排水設(shè)施及滲溝、暗溝等地下排水設(shè)施應(yīng)保持工況完好，暢通無(wú)阻，防止或減少水對(duì)路基的補(bǔ)給。整治措施凍害發(fā)生后，首先應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查，弄清凍脹發(fā)生部位、形狀、高度、起落及發(fā)展過(guò)程，弄清凍脹土層的性質(zhì)被、結(jié)構(gòu)及水文地質(zhì)條件，以便分析凍脹產(chǎn)生的原因和變化規(guī)律，然后提出相應(yīng)的整治措施。
2.5.4修建減少路基基床含水量的排水設(shè)施。如修建具有抗凍防滲能力的地表排水設(shè)施，以防治因地表水節(jié)而引起的凍脹;修建滲溝、暗溝、截水溝等，截?cái)?、疏?dǎo)地下水或降低地下水位，以防治因地下水補(bǔ)給而引起凍脹。
2.5.5挖除凍害地段的基床土，換填無(wú)凍脹或凍脹很小的碎石、河沙、砂類土等。換土深度應(yīng)在凍結(jié)層之下，換土寬度應(yīng)包括路肩在內(nèi)的整斷面更換。
2.5.6在基床表層鋪設(shè)保溫層，改善基床溫度環(huán)境，使表層下的基床土不凍結(jié)或減小凍結(jié)深度。保溫材料一般用爐渣，其導(dǎo)熱系數(shù)小，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保溫材料。國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明，用泥炭或冷壓泥炭磚作保溫材料，效果良好，使用時(shí)間長(zhǎng)。濕度大的泥炭在水分凍結(jié)時(shí)，會(huì)釋放大量潛熱，能防止泥炭進(jìn)一步凍結(jié)
2.5.7人工鹽化基床土。用氯鹽(NaCl)整治路基凍害，費(fèi)工較多，效果雖明顯，但有效時(shí)間短，一般只用于基床表層凍脹地段。
結(jié)束語(yǔ)
鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，能夠帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也是人們出行及物流運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ?，鐵路的安全關(guān)系著國(guó)家和人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)的安危，因此對(duì)鐵路路基的病害需要加強(qiáng)治理，從而保證列車的安全運(yùn)行。
