公路路基病害預(yù)防和治理研究

摘要：路基是整個(gè)道路的基礎(chǔ)，更是保證路面質(zhì)量和穩(wěn)定的關(guān)鍵。本文主要介紹了公路路基的幾種常見病害類型，分析了路基病害產(chǎn)生的原因并提出了相應(yīng)的治理和養(yǎng)護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：公路路基；路基病害；預(yù)防治理

路基在承受土體自重、行車荷載和各種自然因素的作用下，導(dǎo)致各個(gè)部位產(chǎn)生變形，變形又引起路基標(biāo)高和邊坡坡度、形狀的改變，嚴(yán)重時(shí)造成土體位移，危及路基的整體性和穩(wěn)定性，造成路基的各種破壞。據(jù)調(diào)查，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)，要避免路基病害的產(chǎn)生對(duì)路面造成的早期破壞，必須從各個(gè)環(huán)節(jié)防范，采取相應(yīng)的措施，提前治理和預(yù)防路基病害的產(chǎn)生。

1 路基邊坡防護(hù)及治理

路基邊坡防護(hù)與加固應(yīng)符合“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結(jié)合、經(jīng)久耐用、節(jié)省造價(jià)和造型美觀”的原則。路基邊坡防護(hù)與加固包括植物防護(hù)、工程防護(hù)、柔性支護(hù)與防護(hù)、綜合防護(hù)等幾種類型。

植物防護(hù)就是在邊坡上種植草或植樹，以減緩邊坡上的水流速度，利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷，從而達(dá)到保護(hù)邊坡的作用。植物防護(hù)不僅可以美化公路環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡的濕溫，起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用，而且又比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。一般來(lái)說(shuō)，防護(hù)工程應(yīng)優(yōu)先考慮植物防護(hù)，當(dāng)然其土壤必須適宜于植物的生長(zhǎng)，而且邊坡比較平緩，坡高不大。在高速公路上，常用的植物防護(hù)有植草、鋪草皮和植樹等。

工程防護(hù)主要是針對(duì)不適宜植物生長(zhǎng)的土質(zhì)填、挖方邊坡或風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育的巖石路基邊坡，以及碎石土的挖方邊坡等，采取工程防護(hù)措施即設(shè)置人工構(gòu)造物防護(hù)。工程防護(hù)的類型有護(hù)面墻防護(hù)、干砌片石防護(hù)、漿砌片石防護(hù)、水泥混凝土預(yù)制塊防護(hù)、錨桿防護(hù)、擋土墻以及土工合成材料防護(hù)等。

2 路基陷穴預(yù)防與治理

路基陷穴是路基下面隱伏的洞穴頂部塌陷引起的一種路基病害。塌陷有時(shí)能使軌道懸空，給行車安全帶來(lái)嚴(yán)重后果，這些洞穴有三類，一是石灰?guī)r地區(qū)的巖溶洞穴；二是黃土地區(qū)的黃土陷穴；三是人工遺留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遺棄的坑道等。有些洞穴，修建鐵路時(shí)未發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)未作處理，有些黃土陷穴是在鐵路建成后，因路基排水不良，水流集中潛蝕而成。

2.1 形成原因。造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動(dòng)荷載的反復(fù)作用下，洞頂?shù)膸r土結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。

2.2 預(yù)防措施。預(yù)防洞頂塌陷，必須預(yù)先弄清楚影響路基穩(wěn)定范圍內(nèi)，隱伏洞穴的分布情況、形狀大小、埋藏深度、頂部厚度、洞穴處工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，以及洞穴的發(fā)展趨勢(shì)等，而后采取工程措施，預(yù)防洞穴塌陷。但要做到這一點(diǎn)，只有在新線勘測(cè)設(shè)計(jì)或施工階段才有可能。通車后在運(yùn)營(yíng)條件下，很難做到。黃土路基，只要做好路基排水，就能預(yù)防新生陷穴的發(fā)生。

2.3 整治措施。陷穴發(fā)生后，首先應(yīng)根據(jù)陷穴發(fā)生的部位、規(guī)模、對(duì)路基穩(wěn)定性或行車安全的危害程度，進(jìn)行評(píng)估，確定是否緊急處理。發(fā)生在軌道下面的陷穴，對(duì)行車安全危害較大，應(yīng)采取緊急措施，如填實(shí)陷坑，整修線路，扣軌慢行，派人看守,情況危急時(shí)，應(yīng)封鎖線路。其次應(yīng)做細(xì)致調(diào)查，查清塌陷洞穴的成因，形狀大小，平面位置，埋藏深度，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征及可能的發(fā)展趨勢(shì)，為徹底整治提供依據(jù)。常用措施有：開挖回填。如暫不危及行車安全，此措施應(yīng)作為首選，它能確保質(zhì)量，不留后患。塌陷洞穴在軌道下方，無(wú)法開挖，可鉆孔灌砂、灌注泥漿、砂漿或混凝土漿。規(guī)模較大或與暗河相通的溶洞塌陷，可采用網(wǎng)格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他類梁跨越等。無(wú)論采用何種措施，都要做好排水，尤其是黃土陷穴，排水設(shè)施有效、完善與否是整治成敗的的關(guān)鍵。

3 巖溶地區(qū)路基治理措施

對(duì)于巖溶地區(qū)路基的處治，首先要從地質(zhì)條件上弄清巖溶的發(fā)展規(guī)律和分布規(guī)律，然后再慎重確定處治方案。在一般情況下，對(duì)局部嚴(yán)重的、大型的、不易搞清楚的巖溶地段，應(yīng)盡量設(shè)法繞避；對(duì)不太嚴(yán)重的中、小型巖溶地段，選擇其最窄的、最易于采取措施的地段通過(guò)。

對(duì)巖溶水宜以疏導(dǎo)為主，采取因地制宜、因勢(shì)利導(dǎo)的方法，不宜堵塞，一般可采用排水溝、泄水洞等疏導(dǎo)巖溶水。路基上方的巖溶泉和冒水洞，宜采用排水溝將水截流至路基外。對(duì)于路基基底的巖溶泉和冒水洞，宜設(shè)置集水明溝或滲溝，將水排出路基。對(duì)于穩(wěn)定路塹邊坡上的干溶洞，洞內(nèi)宜采用干砌片石填塞。位于路基基底的開口干溶洞，當(dāng)洞的體積不大、深度較淺時(shí)，宜予以回填夯實(shí)；當(dāng)洞的體積較大或深度較深時(shí)，宜采用構(gòu)造物跨越。

對(duì)于有頂板但頂板強(qiáng)度不足的干溶洞，可炸除頂板后進(jìn)行回填，或設(shè)構(gòu)造物跨越。通過(guò)溶洞圍巖分級(jí)或計(jì)算判斷下伏溶洞有坍塌可能時(shí)，應(yīng)進(jìn)行加固處理。對(duì)于洞徑大、洞內(nèi)施工條件好的無(wú)充填溶洞，宜采用漿砌片石或鋼筋混凝土的支撐墻、支撐柱進(jìn)行加固；深而小的溶洞不便于洞內(nèi)加固時(shí)，宜采用石蓋板或鋼筋混凝土蓋板跨越可能的破壞區(qū)；對(duì)于頂板較薄的溶洞，當(dāng)采用地表構(gòu)造物跨越有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可炸除頂板，按明洞的方式進(jìn)行處理；對(duì)于有充填物的溶洞，宜優(yōu)先采用注漿法、旋噴法進(jìn)行加固，不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)宜采用構(gòu)造物跨越；如需保持洞內(nèi)流水通暢時(shí)，應(yīng)設(shè)置排水通道。

對(duì)于路基范圍內(nèi)的土洞應(yīng)先判明土洞是否仍在發(fā)展。對(duì)于已停止發(fā)展的土洞可按一般地基進(jìn)行評(píng)價(jià)，需加固時(shí)宜采用注漿、復(fù)合地基等方法進(jìn)行處理；對(duì)于還在發(fā)展中的土洞，宜采用構(gòu)造物跨越。

4 路基基床翻漿冒泥與下沉外擠的防治

基床翻漿冒泥、下沉外擠是路基本體變形而引起的病害。一般發(fā)生在基床為黏土類的路基地段，排水不良的路塹和站場(chǎng)比較多見。翻漿冒泥和基床下沉外擠病害，是基床變形不同階段的表征，翻漿冒泥導(dǎo)致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的發(fā)展使基床抗剪強(qiáng)度下降，導(dǎo)致路肩隆起或邊坡外擠?；卜瓭{冒泥引起的軌道不平順，惡化了列車運(yùn)行條件，但變形發(fā)展緩慢，對(duì)行車安全影響不大。而基床下沉外擠，則可能造成行車中斷甚至列車顛覆，嚴(yán)重危及行車安全。

4.1 病害成因基床排水不良承載力不足或受水浸承載力進(jìn)一步下降的土質(zhì)基床在列車荷載反復(fù)作用下，將逐漸形成基床翻漿冒泥下沉外擠的病害。水若源于降雨，翻漿冒泥表現(xiàn)為季節(jié)性，即雨季發(fā)生，旱季不發(fā)生；水若源于地下水，則翻漿冒泥表現(xiàn)為常年性，但雨季比較嚴(yán)重?；餐劣鏊休d力下降，原因比較復(fù)雜，如基床土為膨脹土未更換或改良；排水系統(tǒng)不完善；基床未作砂墊層或厚度不足；填土密實(shí)度未按規(guī)定控制；軌道狀態(tài)不良；速度、軸重增加而軌道與之不相匹配等，都將使基床強(qiáng)度與行車條件不相匹配，以致產(chǎn)生基床病害。

4.2 防治原則 “預(yù)防為主，治早治小”。應(yīng)在基床變形的初始階段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外擠再整治，這樣做可事半功倍。

4.3 防治措施應(yīng)視病害性質(zhì)，產(chǎn)生原因，地段長(zhǎng)短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實(shí)效。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)。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。

4.4 養(yǎng)護(hù)維修注意事項(xiàng)：病害整治前，應(yīng)加強(qiáng)線路檢查和維修，及時(shí)整好軌平和軌向，挖除翻漿泥碴恢復(fù)道床彈性，排除陷槽和碴囊積水，保持排水設(shè)施完好暢通，以保證行車平穩(wěn)和降低基床變形速度。病害整治后，應(yīng)經(jīng)常保持狀態(tài)完好，及時(shí)修補(bǔ)損壞部位，尤其要確保地下排水設(shè)施，如側(cè)溝下滲溝，完好暢通，定期清理，以防堵塞。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：丁圣明，大專，1981年12月出生，助理工程師?，F(xiàn)就職于江蘇東南交通工程咨詢監(jiān)理有限公司。