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)

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(duì)鐵路路基在施工以及投入使用中各種常見(jiàn)的病害問(wèn)題展開(kāi)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(jiàn)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(duì)路基質(zhì)量產(chǎn)生影響，并最終危及行車安全，故需要對(duì)該問(wèn)題引起高度重視。本文即針對(duì)該問(wèn)題展開(kāi)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(lái)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(duì)于長(zhǎng)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(duì)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(wèn)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(zhǎng)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(wèn)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(duì)于我國(guó)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(wèn)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(lái)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(lái)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(wèn)題，并直接對(duì)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(wèn)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(duì)可能發(fā)生新生滑坡問(wèn)題的路基區(qū)段，需要通過(guò)實(shí)施相關(guān)工程措施的方式，避免滑坡的產(chǎn)生。針對(duì)可能出現(xiàn)的既有滑坡區(qū)段，應(yīng)當(dāng)通過(guò)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(duì)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(duì)路基滑坡問(wèn)題的合理整治，需要通過(guò)引入抗滑明洞、錨桿擋墻、抗滑樁、或者是抗滑擋墻的方式對(duì)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(duì)于新建鐵路而言，前期施工應(yīng)當(dāng)重視對(duì)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(wèn)題的區(qū)段，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，對(duì)崩塌病害發(fā)生的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，設(shè)置預(yù)防性工程;對(duì)于已投入運(yùn)行的鐵路而言，需要安排專人對(duì)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(wèn)題并予以預(yù)防;而對(duì)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(lái)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(duì)于崩塌規(guī)模較小的病害，可以通過(guò)建設(shè)攔石墻、落實(shí)坑、或者是落實(shí)平臺(tái)的方式對(duì)崩塌落實(shí)進(jìn)行攔截;對(duì)于崩塌規(guī)模較大的病害，可以通過(guò)建設(shè)明洞的方式對(duì)落石進(jìn)行遮攔，配合對(duì)邊坡下部結(jié)構(gòu)的支撐處理;對(duì)于容易發(fā)生風(fēng)化剝落問(wèn)題的邊坡，應(yīng)當(dāng)通過(guò)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(wèn)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(duì)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(duì)路基造成不良影響。結(jié)合已有的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，還可通過(guò)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(wèn)題。在工程條件允許的情況下，也可以通過(guò)適當(dāng)提高路基的方式，解決路基排水問(wèn)題;其二，翻漿冒泥問(wèn)題的產(chǎn)生在很大程度上來(lái)說(shuō)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(guò)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(duì)土基進(jìn)行合理改善，同時(shí)配合對(duì)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(guò)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(duì)洞頂陷穴病害的有效預(yù)防，首先需要評(píng)估該病害對(duì)路基的影響范圍，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(shì)，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(lái)看，針對(duì)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(píng)估，對(duì)于出現(xiàn)在軌道下方的陷穴病害，應(yīng)當(dāng)及時(shí)通過(guò)對(duì)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(duì)應(yīng)的技術(shù)手段：第一，可以通過(guò)開(kāi)挖回填的方式直接對(duì)陷穴進(jìn)行處理;第二，針對(duì)無(wú)法直接應(yīng)用開(kāi)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(wú)法進(jìn)行開(kāi)挖，則可以通過(guò)泥漿、砂漿灌注或者是鉆孔灌砂的方式解決;第三，針對(duì)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(guò)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(duì)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(zhǎng)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(wèn)題，最終對(duì)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(kāi)展過(guò)程當(dāng)中，針對(duì)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(duì)鐵路路基所處地區(qū)的測(cè)量與觀察工作，特別是針對(duì)易發(fā)、高發(fā)沖刷病害的區(qū)域，需要做好對(duì)水流性質(zhì)以及水流變化情況的觀察工作，系統(tǒng)評(píng)估水流因素影響下可能對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(jiàn)的病害類型之一，為了能夠避免鐵路路基發(fā)生凍害，并對(duì)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(wèn)題并加以處理，若出現(xiàn)積水下滲的問(wèn)題，還需要及時(shí)進(jìn)行疏通;再次，針對(duì)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(duì)其排水性能進(jìn)行檢查，盡量減少水對(duì)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(guò)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(duì)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(wèn)題而導(dǎo)致路基基床發(fā)生凍脹問(wèn)題，同時(shí)，還可以配合對(duì)截水溝的修建，對(duì)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(wú)凍脹的碎石或砂類土;最后，需要通過(guò)在路基基床表層鋪設(shè)保溫層的方式，對(duì)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(yǔ)

結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)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(guò)程當(dāng)中，重視對(duì)鐵路路基各種病害的處理工作。而為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)病害的合理處理，就應(yīng)當(dāng)對(duì)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(kāi)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(guò)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。

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