謝繼龍
摘 要:鐵路路基是軌道的基礎,由于鐵路路基大多暴露于露天中,受自然因素如降雨、降雪、地下水侵蝕、風化等作用,路基工程可能會產(chǎn)生各種形態(tài)的破壞,如邊坡溜坍、坍塌等,為維護正常的鐵路運輸,減少路基災害,保證行車安全,對既有鐵路路基邊坡進行及時有效的防護具有重要意義。本文結合新兗線路基大修設計實例,依次對外業(yè)計劃制定、病害狀況、病害原因進行了闡述,進而詳述了設計整治方案的制定以及相關的技術要求。
關鍵詞:路基邊坡;邊坡防護;邊坡加固
1 外業(yè)計劃
根據(jù)既有鐵路的天窗作業(yè)時間,合理安排外業(yè)計劃,帶齊所需測量工具,對既有設備路基狀況進行詳細調查,確定既有路基病害起止區(qū)段以及具體的病害情況,找出病害原因,測量設計所需的路基以及軌道的詳細參數(shù)。
1.1保證測量精度
外業(yè)調查是路基大修設計的基礎,詳細而又精準的調查數(shù)據(jù)是做好設計的基礎和前提。因此外業(yè)勘察數(shù)據(jù)必須要保證精度,完整度,避免發(fā)生錯勘和漏勘現(xiàn)象。在設計過程中, 如果對個別位置的數(shù)據(jù)存有疑問,須到現(xiàn)場進行復測,對外業(yè)數(shù)據(jù)進行核實,同時要注意留存好調查資料原件。
1.2 確認路基情況
經(jīng)現(xiàn)場實際調查,確定設計起終點新兗線下行K164+085-K164+864左側,該段路基為區(qū)間雙線繞行路堤,路基半寬3.3m~4.2m,路基邊坡坡長7.1m~13.6m,邊坡坡度1:1.5左右,K164+214~K164+864線路位于R-1092m的曲線內側,剩余線路小部分為直線。
2 病害簡介
濟南局集團公司管內新兗線為客貨共用的鐵路干線,經(jīng)長時間的運營,該段路基出現(xiàn)邊坡松散,下滑溜坍,路肩寬度不足,道砟撒落于邊坡等問題,對鐵路路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響,同時也對給鐵路設備檢查、養(yǎng)護、維修帶來了不便。
3 原因簡析
路基邊坡滑坍是路基工程常見的破壞現(xiàn)象之一,影響路基邊坡穩(wěn)定性的因素很多。根據(jù)土力學原理,路基邊坡滑坍是由于邊坡土體中剪應力過大,超過了其抗剪強度,從而產(chǎn)生剪切破壞。因此,一些能夠導致土體剪應力增加或導致土體抗剪強度降低的因素,都有可能引起邊坡滑坍。
該段既有路基本身設計寬度較小,自運營以來,經(jīng)過長時間的雨水沖刷以及溫度、濕度的變化,以及邊坡表面的風化剝落的演變等因素,路基土嚴重流失,造成土體抗剪強度降低,路肩、邊坡溜坍,道砟坍落。
4 設計整治方案
4.1常用邊坡加固形式以及設計選用
(1)漿砌片石或水泥混凝土骨架植草護坡適用于緩于 1:0.75 的土質和全風化巖
石邊坡上,當坡面受到雨水沖刷或者潮濕時,坡度應緩于1:1,應根據(jù)邊坡坡度、邊坡土質和當?shù)貙嶋H情況確定骨架的形式,并與周圍景觀相協(xié)調。框架內一般種植根系較為發(fā)達的綠色植物。
(2)多邊形水泥混凝土空心塊植物護坡適用于坡度緩于1:0.75的土質邊坡和全風化、強風化的巖石路重邊坡,并視需要設置漿砌片石或混凝土骨架。多邊形空心預制塊的混凝土強度不應低于C20,厚度不應小于150mm??招念A制塊內應填充種植土,噴播植草。
(3)錨桿混凝土框架植物防護
適用于土質邊坡和坡體中元不良結構面、風化破碎的巖石路塹邊坡。錨桿采用非預應力的全長粘結型錨桿,錯桿間距、長度應根據(jù)邊坡地質情況確定。錨桿保護層厚度不應小于20mm??蚣軕捎娩摻罨炷?,混凝土強度不應低于C25,框架幾何尺寸應根據(jù)邊坡高度和地層情況等確定,框架內宜植草。
根據(jù)路基邊坡狀況以及現(xiàn)場實際路基測量數(shù)據(jù),本次設計選用漿砌片石骨架植草木護坡。在路基下部設護道,骨架內種植灌木,護道外側設重力式混凝土擋土墻,防止路基滑塌,提高路基穩(wěn)定性以及抗沖刷能力。
4.2路基面形狀和寬度
路基面形狀設計為梯形,自道床坡腳向外做成4%的橫向排水坡??紤]路基幫寬寬度不宜小于1.0m,本次路基面半寬設計為4.6m,路肩寬度不小于1.0m。
4.3邊坡加固設計
路基邊坡坡度設計為1:1.5。骨架采用M10漿砌片石,厚0.6m,寬0.6m,拱圈直徑5.0m。下部設1.0m漿砌片石基礎,提高路基抗沖刷能力。每17.42m設置砂漿沉降縫,縫寬2cm。為便于養(yǎng)護,在適當位置設寬0.5m,單階高0.2m的臺階形踏步。
砌筑所用片石應符合規(guī)范要求,在砌筑之前,應清除干凈表面污漬。較大的石料以大面朝下為底,較寬的砌縫用小石塊填塞。片石漿砌采用坐漿法分層、分段砌筑,分段的位置設置在沉降縫處。
按設計放線,路肩縱向取平,路肩邊緣呈直線或圓順曲線。檢查路肩標高坡度是否符合設計。為確?;炷量招拇u護坡設置在穩(wěn)定的邊坡上,幫寬時,沿既有路基坡面向里挖成橫向不小于1m的臺階,分層夯實,每層厚度不超過20cm。路基邊坡夯填填料采用山皮土。漿砌片石基坑回填利用既有填土?;惨韵侣返烫盍系膲簩嵖刂浦笜藨舷铝幸?guī)定:
(1)細粒土、砂類土、礫石類土、碎石類土、塊石類土等應采用壓實系數(shù)和地基系數(shù)作為控制指標。
(2)改良土應采用壓實系數(shù)和7d飽和無側限抗壓強度作為控制指標。
4.4植物防護
植物防護包括在骨架內:種草、植樹、植灌木、噴播植草等。在拱形骨架內種植植物,能夠穩(wěn)固表層土體保護路基邊坡表面,免受雨水沖刷,減緩溫差及溫度變化的影響,防止和延緩軟弱巖土表面的風化,碎裂、剝蝕演變進程,保護路基邊坡的整體穩(wěn)定性,同時在一定程度上綠化路容,協(xié)調環(huán)境。
目前鐵路既有路基植被防護以紫樹槐居多,此類植被雖然具有易于成活,生長迅速的特點,但是植被繁茂且生長高度過高,有傾限以及火災隱患,此類植物也為設備管理單位修剪及清理工作增加了成本。
綜上,本次設計采用根系發(fā)達、易于成活但生長較為緩慢的低矮型灌木對邊坡表面進行防護,種植標準為5顆/㎡。
4.5 擋土墻
擋土墻是用來支撐陡坡以保持土體穩(wěn)定性的一種建筑物。在鐵路路基工程中,擋土墻被廣泛應用于穩(wěn)定路堤、路塹、隧道洞口以及橋梁兩端的路基邊坡等,主要作用為承受土體側向土壓力。
按結構形式可將擋土墻分為重力式擋土墻和輕型擋土墻。由于本次病害地段附近地區(qū)石料來源豐富,就地取材方便,施工方法簡單,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,設置重力式擋土墻。在側向壓力作用下,重力式擋土墻的穩(wěn)定主要靠墻身的自重來維持。
本次設計中墻頂寬0.5m,墻高2~3m,墻面坡度1:0.3,底部考慮0.3m寬工作面,按1:1比例放坡,基底必須夯實,回填土方密實。擋墻埋深不小于1m。路堤擋土墻基坑采用鋼板樁支護。
5 作業(yè)程序
安清工地及備料——測量放線——打鋼板樁——挖基坑——檢查基坑——夯填墊層——澆筑片石混凝土擋土墻——養(yǎng)護片石混凝土擋土墻——回填基坑、拔鋼板樁——打擋土板——挖臺階——夯填土方——拆擋土板——細整坡面——測量放線——挖骨架槽——砌筑骨架護坡——種植灌木——清理場地
6 結束語
既有鐵路的路基邊坡防護與加固設計是鐵路路基大修中極為重要的一環(huán),邊坡防護加固與防護方法眾多,在進行設計時要根據(jù)現(xiàn)場實際情況,采用相對合理的防護措施。有時在單一防護不滿足治理要求時,可以考慮多種防護相結合的方法綜合整治,相對單一防護會有更好的效果,在本次路基邊坡設計中,就采取了工程防護與植物防護以及擋土墻相結合的方法,在改善既有路基邊坡上取得了好的效果。
參考文獻
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