內(nèi)蒙古東烏鐵路路基狀態(tài)分析

王遠(yuǎn)松

【摘 要】內(nèi)蒙古東烏鐵路路基病害的存在大大增加了維修養(yǎng)護(hù)的難度，經(jīng)常的擾動也會使軌道結(jié)構(gòu)難以達(dá)到養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和保持彈性的均勻和平順，并加劇路基荷載條件的惡化。路基改造應(yīng)在病害整治和處理的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)路基基床、改善路橋路涵過渡段及新老路基撥接處特性并作好邊坡防護(hù)。

【關(guān)鍵詞】路基病害；維修養(yǎng)護(hù)；路基狀態(tài)；路基荷載

一、路基基本情況

根據(jù)東烏鐵路多年線路維修經(jīng)驗，路基病害的存在大大增加了維修養(yǎng)護(hù)的難度，經(jīng)常的擾動也會使軌道結(jié)構(gòu)難以達(dá)到養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和保持彈性的均勻和平順，并加劇路基荷載條件的惡化，列車提速通過時測得的路基最大動應(yīng)力與一般過路車平均應(yīng)力的比值，從大到小依次為路基較差地段、路橋過渡段、新老路基撥接處和路基較好地段，說明路基較差地段、路橋過渡段和新老路基撥接處是路基處理的重點。路基改造應(yīng)在病害整治和處理的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)路基基床、改善路橋路涵過渡段及新老路基撥接處特性并作好邊坡防護(hù)。

二、路基橫斷面狀態(tài)

根據(jù)東烏鐵路路基狀態(tài)，即使采用級配碎石其阻水能力也是有限的，浸水時路基的力學(xué)指標(biāo)會有顯著降低，要保持路基的橫向排水功能。除了一般的調(diào)研，宜結(jié)合探地雷達(dá)掃描結(jié)果進(jìn)行判斷。對于路基幫寬地段，新老路基不得外高內(nèi)低妨礙排水。由于既有線沉降一般已不突出，因此不考慮預(yù)留沉降時的路肩加寬，取一般設(shè)計的小值。由于既有線道床結(jié)構(gòu)和狀況差別較大，因此對路基面寬度不作統(tǒng)一規(guī)定，應(yīng)根據(jù)線間距、道床實際厚度以及曲線地段軌道超高等參數(shù)計算確定。幫寬既有路堤應(yīng)參照《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》。軟土地區(qū)路肩不足幫寬時宜采用路肩擋墻路基上部幫填方式，以免引起過大的沉降。

路基面應(yīng)保持橫向排水暢通。路肩寬度應(yīng)不小于1.0m，路基面寬度應(yīng)根據(jù)線間距、道床實際厚度等參數(shù)計算確定。撥線幫寬路段路基橫斷面結(jié)構(gòu)應(yīng)保證線路橫向的均勻與一致。

三、根據(jù)東烏鐵路試驗資料，分析如下：

1、路基的動應(yīng)力受碎石道床狀態(tài)等因素的影響，其幅值在一定范圍波動，但統(tǒng)計的平均值僅約為軸重的3倍。統(tǒng)計規(guī)律為93%的動應(yīng)力不超過50.12kPa（動車組）、78 kPa（貨車機(jī)車）、72.45kPa（貨車車輛）和87.32kPa（雙層集裝箱列車）；98%的動應(yīng)力不超過59.63kPa（動車組）、110.5 kPa（貨車機(jī)車）、91.27kPa（貨車車輛）和110.3kPa（雙層集裝箱列車）。

2、道床厚度增加時，可明顯減小路基面的動荷載，路基面的荷載也更加趨于均勻和一致。當(dāng)?shù)来埠穸葹?0cm時，路基面動應(yīng)力比道床厚度30cm時將增大40%，當(dāng)?shù)来埠穸葹?0、50和60cm時，路基面動應(yīng)力將分別減少20%、30%和40%。

3、路基面的動應(yīng)力隨車速的增加不明顯，主要受列車軸重的影響?？拓浟熊囂崴倩蜷_行25T軸重雙層集裝箱列車后，路基動應(yīng)力均有不同程度的增長，其中動車組從160km/h提速至200km/h后，路基面動應(yīng)力增加8%；貨車從70km/h提速至120km/h后，路基面動應(yīng)力增加15%；120km/h雙層集裝箱列車與70km/h貨物列車相比路基面動應(yīng)力增加30%。

4、實測120km/h貨車經(jīng)過時的路基面動應(yīng)力與當(dāng)前運(yùn)營貨車大致相當(dāng)。

根據(jù)這些結(jié)果，就路基荷載而言，增大是極其有限的。同時對于厚度較大的道床，路基的動應(yīng)力趨于均勻，不會出現(xiàn)較大的波動，行車速度提高所造成的沖擊荷載也基本上衰減完畢，路基荷載處于相對穩(wěn)定的范圍，且數(shù)值不大。從軌枕底以下70cm范圍內(nèi)的基床應(yīng)采用優(yōu)良填料，目前沒有基床病害的路基，實際上也說明基床的土質(zhì)或工作環(huán)境良好。試驗分析表明，軌道狀態(tài)與路基質(zhì)量存在一定的關(guān)系，路基質(zhì)量較好區(qū)段的軌道質(zhì)量狀態(tài)一般優(yōu)于路基質(zhì)量較差區(qū)段。路基質(zhì)量較差時會增大養(yǎng)護(hù)維修工作量。

四、過渡段狀態(tài)

根據(jù)東烏鐵路試驗，過渡段對行車的平穩(wěn)性、舒適度有較大影響，并能導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)狀態(tài)的惡化，造成惡性循環(huán)，同時也加快結(jié)構(gòu)物和車輛的損壞。過渡段的問題以往未得到充分的認(rèn)識，既有線有許多未經(jīng)專門設(shè)計和特殊填筑施工的過渡段，應(yīng)作加固處理。

東烏鐵路對路橋過渡段和涵洞頂至軌底高度小于1.2m的路涵過渡段作加固處理。過渡段長度應(yīng)按下式確定，但路橋過渡段長度不得低于20m、路涵不得低于15m。

五、路基排水與坡面防護(hù)

根據(jù)東烏鐵路現(xiàn)狀的調(diào)查和新線建設(shè)的實踐，排水系統(tǒng)應(yīng)作為一項重要的工程專門進(jìn)行設(shè)計，并保證其設(shè)計的系統(tǒng)和通暢。由于土質(zhì)和氣候環(huán)境等的原因，既有線有許多地方的邊坡沖刷嚴(yán)重，植物防護(hù)也存在局限性，坡面專門設(shè)置排水槽較好。應(yīng)完善路基的排水系統(tǒng)，保障排水通暢，并與橋、涵、車站排水系統(tǒng)及其他排灌系統(tǒng)銜接。路基排水設(shè)施應(yīng)根據(jù)路基各部分的排水面積、表面形狀、周邊地形、地質(zhì)、地下水狀況和氣候等條件改造和設(shè)計。路堤邊坡和易風(fēng)化的軟質(zhì)巖、強(qiáng)風(fēng)化或構(gòu)造破碎的硬質(zhì)巖以及土質(zhì)路塹（含碎石土、卵石土等地層）的邊坡坡面（含邊坡平臺、側(cè)溝平臺）均應(yīng)進(jìn)行防護(hù)或加固。坡面防護(hù)類型應(yīng)根據(jù)填料及巖土性質(zhì)、氣候條件、水文條件及邊坡高度等因素確定。填料及氣候條件合適時，應(yīng)優(yōu)先采用植物防護(hù)，同時宜設(shè)置帶排水槽的拱形骨架。

六、結(jié)論

綜合東烏鐵路路基改造的經(jīng)驗，對于目前沒有基床病害的情況可以認(rèn)為路基處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)既有線路基穩(wěn)定、基床土質(zhì)良好、無翻漿冒泥等基床病害時，可根據(jù)具體情況暫不作基床加固。當(dāng)路基變形加大和基床產(chǎn)生病害時應(yīng)及時采取加固整治措施，對于養(yǎng)護(hù)量增加較多的地段應(yīng)根據(jù)運(yùn)營條件結(jié)合大修養(yǎng)護(hù)和改造等情況進(jìn)行處理。當(dāng)開行25T軸重列車，路基面的動應(yīng)力較大，原則上應(yīng)對路基進(jìn)行加強(qiáng)，但少量開通時，也可暫不作加固。應(yīng)加強(qiáng)路基和線路的檢查、監(jiān)測和維護(hù)。道床厚度和基床病害情況等等也應(yīng)通過探地雷達(dá)進(jìn)行徹底的調(diào)查。既有線路基的加固處理是一個世界性的難題，而既有路基的具體情況又千差萬別，結(jié)合具體情況才有可能有針對性地提出可靠、經(jīng)濟(jì)和合理的加固措施。并應(yīng)積極探索和試驗符合實際的、可操作性強(qiáng)的基床加固方法和機(jī)具。