摘 要:本文簡(jiǎn)要的闡述了一些常遇見的病害種類,也介紹了產(chǎn)生路基病害的原因以及相對(duì)應(yīng)的治理與防害維護(hù)方法。路基在工作工程中,經(jīng)常承擔(dān)著來(lái)自土體的自重,來(lái)往車輛的荷載以及各種各樣的自然環(huán)境因素的影響,這些情況使路基的每個(gè)部位都有可能產(chǎn)生變形,而變形將會(huì)帶來(lái)標(biāo)高和外形以及坡度的改變,最嚴(yán)重的情況會(huì)使土體發(fā)生偏移,危害到整個(gè)路基的平穩(wěn)性與連續(xù)性,使路基遭受到嚴(yán)重的損害。顧名思義,路基就是整個(gè)道路的基礎(chǔ)部分,是維持一條道路平穩(wěn)最重要的部分,產(chǎn)生危害的原因不單單和設(shè)計(jì)以及施工情況有關(guān),更有甚者與地質(zhì),后期養(yǎng)護(hù)和治理息息相關(guān)。所以為了規(guī)避這些危害,我們需要抓住每一個(gè)小環(huán)節(jié),仔細(xì)對(duì)待,并實(shí)施相對(duì)應(yīng)的治理方法,預(yù)防產(chǎn)生路基病害。
關(guān)鍵詞:鐵路的路基;產(chǎn)生機(jī)理;病害與防治
中圖分類號(hào):U216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)12-0108-02
前 言
由于地基暴露在空氣中,經(jīng)常收到各種損害,從而導(dǎo)致各種可恢復(fù)或者不可恢復(fù)的變形,在鐵路工作過(guò)程中,不僅遇到過(guò)各種繁雜多樣的地形與地質(zhì),還時(shí)常遭到各種惡劣的自然天氣危害,導(dǎo)致各種不良后果,如邊坡倒塌,風(fēng)沙埋路基,翻漿冒泥等各種病害。因此,了解自然環(huán)境以及天氣因素對(duì)于路基的建設(shè)是非常重要的,我們需要充分詳細(xì)的調(diào)查,對(duì)各種病害有非常全面的認(rèn)識(shí)以及克服病害的能力,這些對(duì)鐵路工作來(lái)說(shuō)是非常重要的。
1 路基危害的產(chǎn)生機(jī)制
路基危害產(chǎn)生的原因是非常復(fù)雜繁瑣的,而且每一個(gè)危害都有屬于它本身的病理??偠灾詈诵牡膬蓚€(gè)地方分別是產(chǎn)生病害跟地質(zhì)環(huán)境有關(guān)與產(chǎn)生病害取決于天氣變幻以及行車荷載。前面一個(gè)是產(chǎn)生病害的內(nèi)在因素,后面一個(gè)是產(chǎn)生病害的外在因素。對(duì)于一條具體可知道的線路來(lái)說(shuō),地質(zhì)條件是一個(gè)非??陀^的因素,雖然線路是每時(shí)每刻都在改變,但是一般來(lái)說(shuō)都是維持在一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài),所以,產(chǎn)生病害的原因大多數(shù)是由于它的外在因素行車荷載、氣象水文條件以及產(chǎn)生病害的周期引起的。據(jù)觀察得知,由于列車荷載的周期重復(fù)性,路基的病害表現(xiàn)為不可恢復(fù)變形,這種變形達(dá)到某一定標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)破壞路基填土,從而產(chǎn)生塑性的流動(dòng),發(fā)生病害??茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生這種病害最主要的原因是它對(duì)路基土在周期荷載的情況下的抗剪強(qiáng)度性有很大的依賴性,而后面一個(gè)則取決于土的飽和度。當(dāng)飽和度逐漸增大時(shí),土的動(dòng)強(qiáng)度將逐漸下調(diào)。使在軌道下面的路基土因?yàn)槭艿綌D壓和凝固而發(fā)生很強(qiáng)烈的不可恢復(fù)變形,從而產(chǎn)生了道茬坑和積水坑。特別是在下雨天,基床上的填土所含的水量達(dá)到一個(gè)充滿水平,動(dòng)強(qiáng)度反而會(huì)下降,因此道床的性能顯著下調(diào),嚴(yán)重情況會(huì)使道路不平從而導(dǎo)致行車不安全。
2 鐵路路基的病害檢查與測(cè)試
(1)典型的是從地段挖出一條橫溝,從而觀測(cè)到路基的性質(zhì)。
(2)運(yùn)用探地雷達(dá)與瞬態(tài)面波法對(duì)路基開展大范圍的檢查與測(cè)量。探地雷法又稱地質(zhì)雷達(dá),是用頻率介于106~109Hz的無(wú)線電波來(lái)確定地下介質(zhì)分布的一種方法.它可用于檢測(cè)各種材料,如巖石、泥土、礫石,以及人造材料如混凝土、磚、瀝青等的組成.雷達(dá)可確定金屬或非金屬管道、下水道、纜線、纜線管道、孔洞、基礎(chǔ)層、混凝土中的鋼筋及其它地下埋件的位置.它還可檢測(cè)不同巖層的深度和厚度,并常用于地面作業(yè)開工前對(duì)地面作一個(gè)廣泛的調(diào)查.而瞬態(tài)面波法對(duì)由短脈沖產(chǎn)生的瞬態(tài)物種(激發(fā)態(tài)分子或活潑中間體)進(jìn)行譜學(xué)觀測(cè)的一種技術(shù),是一種新的工程物探技術(shù),利用面波的四種特性,可以解決工程地質(zhì)中的巖土層分層、厚度、粘土層承載力、地基土抗震設(shè)計(jì)參數(shù)及軟弱層、地下洞室、巖溶塌陷等不良地質(zhì)問(wèn)題,為工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)勘察提供了新的勘探方法技術(shù)。因此這兩種辦法可以相互結(jié)合,互相彌補(bǔ),以此達(dá)到測(cè)試的目的。
(3)對(duì)路基各個(gè)參數(shù)部分的具體分析。重型的動(dòng)力觸探體現(xiàn)了鐵路基土關(guān)于力學(xué)的性能,基數(shù)×10cm-1越高就反映了土質(zhì)越好,相對(duì)的強(qiáng)度也更強(qiáng),因此我們可以根據(jù)不同深度下土的力學(xué)性能來(lái)觀測(cè)路基的狀況。同理可得,輕型的動(dòng)力觸探與重型類似,不同的是輕型以擊數(shù)×10cm-1來(lái)體現(xiàn)路基的力學(xué)性能指標(biāo)。針對(duì)線路的特點(diǎn),對(duì)不僅有動(dòng)力觸探和地質(zhì)雷達(dá)相配合的方法測(cè)試,這樣可以對(duì)路基做出一個(gè)客觀的評(píng)價(jià),為處理鐵路病害打好基礎(chǔ)。
3 病害的整治與防護(hù)
3.1 病害預(yù)防整治的主要內(nèi)容
一方面是收集各類資料,其中包含有設(shè)計(jì)線路,施工人員以及施地的氣候與自然環(huán)境等條件。另一方面是對(duì)線路的情況和運(yùn)營(yíng)做多次檢查,并對(duì)安全狀態(tài)做出合理的判斷,提早一步發(fā)現(xiàn)病害的產(chǎn)生并得出合理的解決辦法。調(diào)查的辦法不僅有人工調(diào)查,軌道檢測(cè)車檢測(cè),還有路基快速物體檢測(cè)系統(tǒng)。路基的整治流程先進(jìn)行前期的準(zhǔn)備然后制定總的方案,再對(duì)路基進(jìn)行檢測(cè),然后簡(jiǎn)化方案,再進(jìn)行施工治理,最后進(jìn)行效果的評(píng)價(jià)。處理病害的流程是首先先對(duì)路基進(jìn)行病害檢測(cè),知道路基病害是哪一種類別,以及在何處產(chǎn)生和嚴(yán)重程度的深淺。其次是對(duì)發(fā)生病害的具體部位進(jìn)行研究,通常情況下是由于填料不足與過(guò)于濕潤(rùn)引起的。最后是擬定將要采取的辦法,嚴(yán)格杜絕病害產(chǎn)生,并且耗費(fèi)過(guò)多的財(cái)力人力物力,經(jīng)濟(jì)方面可行,安全性能保證到位。
3.2 滑坡的防治
在中國(guó)的某些地段,有滑坡集中地,稱為山區(qū)鐵路,它們平均每隔100km將會(huì)出現(xiàn)20~30個(gè)滑坡。一般情況下,常用的防治方法有排,減,支,改終止行駛的列車,這樣會(huì)導(dǎo)致列車顛簸嚴(yán)重,為安全埋下隱患。斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷,地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象稱為滑坡。產(chǎn)生滑坡的基本條件是斜坡體前有滑動(dòng)空間,兩側(cè)有切割面。例如中國(guó)西南地區(qū),特別是西南丘陵山區(qū),最基本的地形地貌特征就是山體眾多,山勢(shì)陡峻,土壤結(jié)構(gòu)疏松,易積水,溝谷河流遍布于山體之中,與之相互切割,因而形成眾多的具有足夠滑動(dòng)空間的斜坡體和切割面。廣泛存在滑坡發(fā)生的基本條件,滑坡災(zāi)害相當(dāng)頻繁。從斜坡的物質(zhì)組成來(lái)看,具有松散土層、碎石土、風(fēng)化殼和半成巖土層的斜坡抗剪強(qiáng)度低,容易產(chǎn)生變形面下滑;堅(jiān)硬巖石中由于巖石的抗剪強(qiáng)度較大,能夠經(jīng)受較大的剪切力而不變形滑動(dòng)。但是如果巖體中存在著滑動(dòng)面,特別是在暴雨之后,由于水在滑動(dòng)面上的浸泡,使其抗剪強(qiáng)度大幅度下降而易滑動(dòng)。因此對(duì)于有可能產(chǎn)生新的滑坡與再次滑坡的地段,我們需要采取一些工程舉措,來(lái)杜絕危害的產(chǎn)生。因此針對(duì)西南地區(qū)的滑坡問(wèn)題,我們具體的對(duì)策有以下三種:①先排水。修筑截止,導(dǎo)引,使水位下降的盲溝和截止水流的溝,側(cè)溝,排水溝等。以此來(lái)消減地表水和地下的水對(duì)路基的損害,使基床保持疏干狀態(tài)。②升高基床的表層強(qiáng)度,換一個(gè)深度滿足承載力的基床,讓基面應(yīng)力均勻分布。③添加一個(gè)土工膜封閉層,這是最近幾年流行的防治滑坡的新方法,它是一種隔斷排水層的材料,擁有滲透水和間斷粘土細(xì)小顆粒的功能,同時(shí)具備足夠的強(qiáng)度,是整治滑坡的好材料,但價(jià)格比較昂貴,使用壽命還不確定。同時(shí)我們還需要治早,在滑坡的最早期間,進(jìn)行防害,這樣會(huì)到達(dá)一個(gè)事半功倍的功效。我們還必須有一次整治和分期根治相配合的過(guò)程,通常情況下,滑坡是一次全部解決問(wèn)題,但在滑坡情況比較嚴(yán)重且受害范圍比較大的時(shí)候,一次根治不能解決問(wèn)題,需要我們進(jìn)行全面的觀察與規(guī)劃,分期整治。與此同時(shí)觀察每一個(gè)工程效果,為下一步工程打下良好的基石。對(duì)于發(fā)生滑坡的原因,我們要明白主要因素與次要因素,并制定相關(guān)的方法治理。
3.3 路基的養(yǎng)護(hù)維修
①滑坡地段的排水設(shè)備需要達(dá)到?jīng)]有污泥堆積,不漏水,通水順暢的水準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)有破損的地方應(yīng)當(dāng)及時(shí)維護(hù),保證不發(fā)生意外情況。②下排水設(shè)備應(yīng)當(dāng)定期檢測(cè),尤其春天冰雪融化之后和冬天冰凍結(jié)冰之前,下雨前和后做好防護(hù),認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^察流水的流量,了解規(guī)律,一旦發(fā)現(xiàn)異??梢约皶r(shí)處理。③滑坡區(qū)的防護(hù)加固建筑需要維持在完整無(wú)破損的水平,不可疏忽,否則會(huì)造成很嚴(yán)重的后果,保護(hù)好山坡的樹木植被,保持水土,這也是防護(hù)的重要步驟。針對(duì)西南地區(qū)的路基養(yǎng)護(hù),我們主要采取以下措施:①在洪水前后做好檢查,及時(shí)修補(bǔ)破損范圍小的地方,對(duì)于范圍大的地方需要分析具體原因,制定整治方法。②把調(diào)查的重心放在水下的部位,尤其是直接防護(hù)工程這塊的水下部位,基礎(chǔ)被沖垮一般是導(dǎo)致路堤塌的主要原因。③修復(fù)水毀設(shè)備,破壞的地方影響行車安全,需要采取緊急辦法,保住坡腳。
3.4 路基崩塌落石頭的防害
以預(yù)防為主要,趁早,一次完全解決,不留下任何疏忽。在新建鐵路時(shí),施工人員應(yīng)當(dāng)重視工程的地質(zhì)工作,對(duì)崩塌易發(fā)生路段,可以適當(dāng)繞過(guò),實(shí)在不能繞避的,必須要做好加固動(dòng)工作,平時(shí)加強(qiáng)巡視工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)變形地段。對(duì)于西南地區(qū)的落石破壞,我們需要采取這些措施:①加強(qiáng)地質(zhì)工作。②加強(qiáng)檢查巡視。③病害發(fā)生后一次根治不留后患。
4 結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)隨著我們國(guó)家列車的大量通行,路基作用方式發(fā)生了巨大的改變,所以我們了解病害的種類及防治方法是非常必要的,不僅能夠明白病害的產(chǎn)生機(jī)制,而且能用科學(xué)的方法進(jìn)行病害檢測(cè),使鐵路維持在最安全穩(wěn)定的狀態(tài)是每一個(gè)鐵路工作人員的最終目的。
參考文獻(xiàn)
[1]谷愛(ài)軍.鐵路軌道[M].中國(guó)鐵道出版社,2012.
[2]楊廣慶.路基工程[M].中國(guó)鐵道出版社,2012.
收稿日期:2018-3-12
作者簡(jiǎn)介:張 歡(1990-),男,江蘇南京人,助理工程師,本科,主要從事鐵路設(shè)備管理工作。