楊志寶

(朔黃鐵路公司肅寧分公司,河北肅寧 062350)

鐵路路基病害的成因與整治措施

楊志寶

(朔黃鐵路公司肅寧分公司,河北肅寧 062350)

本文針對鐵路路基在施工以及投入使用中各種常見的病害問題展開分析,首先研究了鐵路路基病害的產(chǎn)生機(jī)理,進(jìn)而從滑坡病害、崩塌病害、翻漿冒泥病害、陷穴病害、沖刷病害、以及凍害這幾個(gè)方面入手,研究了上述常見病害的成因以及整治措施,希望能夠引起同行人員的高度關(guān)注與重視。

鐵路路基 病害 產(chǎn)生機(jī)理 成因 整治措施

路基是整個(gè)鐵路工程的基礎(chǔ)，在鐵路工程建設(shè)中，提高路基質(zhì)量不僅有利于保障整個(gè)鐵路工程質(zhì)量，還能夠提高鐵路工程建設(shè)的效益，保障行車的安全。若鐵路路基發(fā)生病害且處理不夠及時(shí)，則將直接對路基質(zhì)量產(chǎn)生影響，并最終危及行車安全，故需要對該問題引起高度重視。本文即針對該問題展開分析與探討。

1 鐵路路基病害的產(chǎn)生機(jī)理分析

結(jié)合相關(guān)實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，鐵路路基病害的發(fā)生主要會(huì)受到以下幾個(gè)方面因素的影響：其一是鐵路路基材料，其二是地下水與地表水的分布情況，其三是列車振動(dòng)荷載變化，其四為基床土質(zhì)在動(dòng)力強(qiáng)度特性上的表現(xiàn)，其五是氣溫的變化。以上因素相互影響，最終導(dǎo)致鐵路路基表現(xiàn)出不同類型的病害特征。特別是對于長期高負(fù)荷投入運(yùn)行的鐵路而言，路基病害往往復(fù)雜多變，再加上對于路基的維修保養(yǎng)不夠及時(shí)，由此導(dǎo)致病害的分布以及病害發(fā)展具有一定的隨機(jī)性以及非線性特征，從而使鐵路路基病害的整治難度較大，需要引起重視。

2 鐵路路基病害的主要類型分析

2.1 鐵路路基滑坡病害成因分析

由于鐵路路基基床周邊的土體受到雨水沖刷、侵蝕作用的影響，導(dǎo)致路基強(qiáng)度降低。與此同時(shí)，受到路基填筑厚度不足的因素影響，最終導(dǎo)致路基發(fā)生下沉，在路基下沉達(dá)到一定限度以后，最終表現(xiàn)為路基整體的滑坡問題。

2.2 鐵路路基崩塌病害成因分析

在復(fù)雜的水文以及地質(zhì)條件影響下，或巖體結(jié)構(gòu)長期受到風(fēng)化侵蝕、水流沖刷、以及地震作用力因素的影響，導(dǎo)致巖體或土體出現(xiàn)與母體脫離的問題，最終表現(xiàn)為路基崩塌病害。

2.3 鐵路路基翻漿冒泥病害成因分析

翻漿冒泥病害的發(fā)生是鐵路路基各類病害中發(fā)生率最高的病害類型之一，其主要是受到路基所處區(qū)域土質(zhì)的影響。對于我國南部沿海地區(qū)而言，由于土質(zhì)不良，再加上降水量豐富，容易誘發(fā)翻漿冒泥的問題。同時(shí)，黏土地區(qū)此類病害的發(fā)生率同樣較高。

2.4 鐵路路基陷穴病害成因分析

陷穴是指在路基下面或者其附近存在著洞穴，陷穴的出現(xiàn)會(huì)給路基帶來很大的負(fù)面影響，如果洞穴出現(xiàn)坍塌的情況，會(huì)引起基床和道床突然沉落的情況，出現(xiàn)軌道懸空、中斷列車運(yùn)行、甚至出現(xiàn)列車顛覆等情況。就陷穴病害的種類來看，它又可以分為黃土陷穴、巖溶陷穴、鹽蝕陷穴等類別。

2.5 鐵路路基沖刷病害成因分析

邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝兩種形式，是指高大的土質(zhì)路塹、路堤邊坡、岸坡或者是風(fēng)化比較嚴(yán)重的軟質(zhì)巖石等，由于受到水流的沖蝕而出現(xiàn)的病害。

2.6 鐵路路基凍害成因分析

若鐵路路基內(nèi)存在水分，則受到融化或冰凍因素的影響，會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均衡的凍脹問題，并直接對路基基床的承載力水平產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，由于路基施工中所使用的填料顆粒較小，透水性不足，在外部溫度下降的情況下，容易出現(xiàn)體積膨脹的問題，最終表現(xiàn)為凍脹病害。

3 鐵路路基病害的整治措施分析

3.1 鐵路路基滑坡病害整治措施分析

針對可能發(fā)生新生滑坡問題的路基區(qū)段，需要通過實(shí)施相關(guān)工程措施的方式，避免滑坡的產(chǎn)生。針對可能出現(xiàn)的既有滑坡區(qū)段，應(yīng)當(dāng)通過沿線巡查的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并加以處理，同時(shí)將分期整治與徹底根治相互結(jié)合。針對已經(jīng)發(fā)生的滑坡區(qū)段，需要徹底進(jìn)行整治，杜絕滑坡事故的再次發(fā)生。在這一思路基礎(chǔ)之上，還應(yīng)當(dāng)做好以下兩個(gè)方面的工作：其一，完善滑坡可能發(fā)生、已發(fā)生路基區(qū)段的排水設(shè)施，確保地下水與地表水的及時(shí)外排;其二，為實(shí)現(xiàn)對路基滑坡問題的合理整治，需要通過引入抗滑明洞、錨桿擋墻、抗滑樁、或者是抗滑擋墻的方式對滑坡區(qū)段進(jìn)行支擋處理。

3.2 鐵路路基崩塌病害整治措施分析

對于新建鐵路而言，前期施工應(yīng)當(dāng)重視對沿線地質(zhì)情況的勘察，盡量避免線路敷設(shè)容易發(fā)生崩塌問題的區(qū)段，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，對崩塌病害發(fā)生的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測，設(shè)置預(yù)防性工程;對于已投入運(yùn)行的鐵路而言，需要安排專人對沿線路基進(jìn)行檢查巡視工作，以便能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)存在變形失穩(wěn)問題并予以預(yù)防;而對于已經(jīng)發(fā)生病害的區(qū)段，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施，不留任何隱患。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，結(jié)合崩塌病害的發(fā)生規(guī)模，所采取的整治措施有一定差異：即對于崩塌規(guī)模較小的病害，可以通過建設(shè)攔石墻、落實(shí)坑、或者是落實(shí)平臺(tái)的方式對崩塌落實(shí)進(jìn)行攔截;對于崩塌規(guī)模較大的病害，可以通過建設(shè)明洞的方式對落石進(jìn)行遮攔，配合對邊坡下部結(jié)構(gòu)的支撐處理;對于容易發(fā)生風(fēng)化剝落問題的邊坡，應(yīng)當(dāng)通過擋土支護(hù)的方式進(jìn)行必要的防護(hù)。

3.3 鐵路路基翻漿冒泥病害整治措施分析

為了避免鐵路路基基層出現(xiàn)翻漿冒泥方面的病害問題，要求重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面的措施：其一，在鐵路路基建設(shè)期間做好對路基排水系統(tǒng)的設(shè)置工作，合理調(diào)節(jié)路基表面水體溫度，避免地下水或其他水分在凍結(jié)期間進(jìn)入路基上部并對路基造成不良影響。結(jié)合已有的工作經(jīng)驗(yàn)來看，還可通過配合設(shè)置隔溫層以及隔離層的方式，杜絕發(fā)生排水不暢的問題。在工程條件允許的情況下，也可以通過適當(dāng)提高路基的方式，解決路基排水問題;其二，翻漿冒泥問題的產(chǎn)生在很大程度上來說與路基上部的水分聚集現(xiàn)象有相當(dāng)密切的關(guān)系。故而可以通過在路基上方設(shè)置水砂墊層的方式及時(shí)處理表面水分;其三，對土基進(jìn)行合理改善，同時(shí)配合對路面的強(qiáng)化。具體的操作方案為：根據(jù)鐵路路基沿線的實(shí)際情況，通過路基換土，加固土，或者是引入煤渣石灰石結(jié)構(gòu)層的方式改善土體質(zhì)量。以上多種方案可以綜合使用，在兼顧經(jīng)濟(jì)性以及合理性的基礎(chǔ)之上，獲得更加良好的處理效果。

3.4 鐵路路基陷穴病害整治措施分析

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對洞頂陷穴病害的有效預(yù)防，首先需要評估該病害對路基的影響范圍，通過現(xiàn)場勘察的方式，了解洞頂陷穴病害的形狀大小以及發(fā)展趨勢，然后根據(jù)具體的情況辭去相應(yīng)的工程措施。結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，針對鐵路路基已發(fā)生的洞頂陷穴事故而言，需要采取的整治方案可以概括以下步驟：首先，在發(fā)生陷穴事故后，需要結(jié)合陷穴的平面位置以及病害大小進(jìn)行評估，對于出現(xiàn)在軌道下方的陷穴病害，應(yīng)當(dāng)及時(shí)通過對陷坑進(jìn)行填實(shí)的方式解決。在此基礎(chǔ)之上，還可以結(jié)合陷穴病害的具體情況，采取對應(yīng)的技術(shù)手段：第一，可以通過開挖回填的方式直接對陷穴進(jìn)行處理;第二，針對無法直接應(yīng)用開挖回填進(jìn)行處理的陷穴病害，也就是發(fā)生在軌道下方的陷穴病害而言，若無法進(jìn)行開挖，則可以通過泥漿、砂漿灌注或者是鉆孔灌砂的方式解決;第三，針對規(guī)模較大的陷穴病害，需要在做好路基排水工作的基礎(chǔ)之上，通過地基梁跨越或者是框架梁跨越的方式加以處理。

3.5 鐵路路基沖刷病害整治措施分析

對于鐵路路基而言，沖刷病害主要發(fā)生河灘邊以及河流岸邊。受到長時(shí)間的水流沖刷因素影響導(dǎo)致鐵路路基被沖空，可能也表現(xiàn)為邊坡滑塌的問題，最終對鐵路列車的運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。在實(shí)際工作的開展過程當(dāng)中，針對可能出現(xiàn)的沖刷病害，應(yīng)當(dāng)采取的整治措施可以概括如下：首先，需要重視對鐵路路基所處地區(qū)的測量與觀察工作，特別是針對易發(fā)、高發(fā)沖刷病害的區(qū)域，需要做好對水流性質(zhì)以及水流變化情況的觀察工作，系統(tǒng)評估水流因素影響下可能對路基產(chǎn)生的影響;其次，還需要根據(jù)沖刷的影響范圍以及影響區(qū)域，采取恰當(dāng)?shù)姆乐未胧┡c方法，配合對現(xiàn)場調(diào)查勘察工作的落實(shí)，為路基沖刷病害防治措施的制定提供科學(xué)合理的工作依據(jù)。

3.6 鐵路路基凍害整治措施分析

凍害是低溫地區(qū)所穿越鐵路路基最為常見的病害類型之一，為了能夠避免鐵路路基發(fā)生凍害，并對列車運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，就應(yīng)當(dāng)采取以下幾個(gè)方面的整治措施：首先，需要工作人員確保鐵路路基道床的清潔，避免泥土干擾排水系統(tǒng)的暢通性;其次，需要確保邊坡平整以及路肩平整，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的裂縫以及坑洼問題并加以處理，若出現(xiàn)積水下滲的問題，還需要及時(shí)進(jìn)行疏通;再次，針對鐵路路基表面所布置的側(cè)溝以及天溝等排水設(shè)施，需要工作人員定期對其排水性能進(jìn)行檢查，盡量減少水對路基的影響。若已經(jīng)發(fā)生凍害，則采取的措施可以歸納為以下幾個(gè)方面：首先，需要通過建設(shè)路基表面排水設(shè)施的方式，同時(shí)配合加強(qiáng)抗凍防滲能力的方式，對路基基床的含水量進(jìn)行合理控制。避免因地表水結(jié)冰等問題而導(dǎo)致路基基床發(fā)生凍脹問題，同時(shí)，還可以配合對截水溝的修建，對地下水進(jìn)行疏導(dǎo);其次，需要將出現(xiàn)凍害病害區(qū)段的路基基床進(jìn)行挖除，換填無凍脹的碎石或砂類土;最后，需要通過在路基基床表層鋪設(shè)保溫層的方式，對基床溫度進(jìn)行改善，減少表層發(fā)生凍結(jié)的可能性。

4 結(jié)語

結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，為了能夠確保鐵路工程的整體建設(shè)質(zhì)量，就需要在鐵路路基施工乃至后期投入使用的過程當(dāng)中，重視對鐵路路基各種病害的處理工作。而為了能夠?qū)崿F(xiàn)對病害的合理處理，就應(yīng)當(dāng)對路基病害的產(chǎn)生原因進(jìn)行合理分析，根據(jù)不同類型的路基病害實(shí)施相應(yīng)的整治措施與方法。綜合本文以上分析認(rèn)為：鐵路路基病害的處理是一項(xiàng)系統(tǒng)且復(fù)雜的工作內(nèi)容，在后續(xù)的實(shí)踐工作開展中，需要不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索行之有效的整治措施，通過技術(shù)進(jìn)步的方式，改善路基施工質(zhì)量，并達(dá)到強(qiáng)化路基建設(shè)總體效益的目的。

[1]楊新安,高艷靈.滬寧鐵路翻漿冒泥病害的地質(zhì)雷達(dá)檢測[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2004,23(1)：116-119.

[2]譚冬生,孫毅敏,胡力學(xué)等.新建蘭新鐵路新疆段沿線鹽漬土鹽脹特性、機(jī)理與防治對策[J].鐵道學(xué)報(bào),2011,33(9)：83-88.

[3]王定舉.朔黃重載鐵路小半徑曲線病害成因分析及整治措施探析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2013,(12)：58-62.

[4]胡三喜.包頭至西安段鐵路路塹擋護(hù)病害整治工程方案設(shè)計(jì)與研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2013,(1)：25-31.

[5]謝勇勇,廖紅建,昝月穩(wěn)等.探地雷達(dá)檢測鐵路路基病害的二維正演模擬[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2010,44(10)：1907-1911.

[6]宋緒國,葉朝良,蘇達(dá)等.朔黃重載鐵路路基病害的分類及其成災(zāi)機(jī)理研究[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,26(1)：61-66.