淺析鐵路路基病害的整治

竇金連

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，鐵路交通網(wǎng)的長度以及密度越來越大，這對鐵路線路的質(zhì)量也提出了更高的要求。在這種背景下，文章首先探討了鐵路路基的常見病害，并進而分析了鐵路路基病害整治的一般工法應(yīng)用，最后基于EPS材料應(yīng)用，分析了鐵路路基病害整治策略。

關(guān)鍵詞：鐵路；路基；病害；整治

1 鐵路路基的常見病害

一是路基下沉。路基下沉主要是路基填筑密度不夠和強度不足所致，表現(xiàn)形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋。二是邊坡坍方。坍方的表現(xiàn)形式有剝落、碎落、滑坍和崩坍。剝落、碎落、滑坍主要發(fā)生在路塹邊坡。三是邊坡沖刷。邊坡沖刷指較高大的土質(zhì)路塹、路堤邊坡、岸坡（濱河、河灘、海灘和水庫的路堤邊坡）或嚴重風化的軟質(zhì)巖石邊坡受到水流的沖蝕，邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。四是陷穴。陷穴指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落，軌道懸空，中斷行車，列車顛覆等。陷穴病害分為黃土陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞及廢棄窯洞等。五是滑坡?；轮赣绊懧坊€(wěn)定的土（巖）體滑動。分為邊坡的深層滑動、路基滑移及山體滑坡。

2 鐵路路基病害整治的一般工法應(yīng)用

近年來有許多改善路基工程性質(zhì)的新技術(shù)，依性質(zhì)不同可分為下列三類：路基土壤改良；路床填方改良施工法；路基擋土施工法。

第一，路基的土壤改良。道路工程上路基土壤穩(wěn)定與否，直接影響路基的破壞與否，路基土壤的不穩(wěn)定是主要原因。故縱有較好的路基而無穩(wěn)定的路基，最后也將導致低質(zhì)量。若路基土壤不符合標準，則施工前需將土壤加以改良。目前國內(nèi)、外穩(wěn)定土壤的方法有很多，依性質(zhì)不同可分為三類。一是機械穩(wěn)定，主要是指夯實而言。在路基工程中，夯實為最常見的土壤改良方法，雖然滾壓對土壤密度的增加不是很大，但對土壤的強度及其工程性質(zhì)改善效果顯著。二是化學穩(wěn)定，是指利用混合或灌注化學物質(zhì)于土壤中的穩(wěn)定方法。較常用的方法有下列幾種：（1）水泥穩(wěn)定法。對砂質(zhì)土壤之穩(wěn)定較具效果，其作用為穩(wěn)定土壤的顆粒及增強顆粒間的黏結(jié)力。（2）石灰穩(wěn)定法。對黏性土壤較為適用，石灰穩(wěn)定后的土壤可大量降低塑性指數(shù)、減低收縮及膨脹性、增加承載力且具有防水性。（3）瀝青穩(wěn)定法。與砂質(zhì)土壤較能均勻拌和，以期達到理想的效果。以瀝青為黏結(jié)材料，且利用其防水的特性改善工程性質(zhì)。（4）其他：如氯化鈣、氯化鈉等化學質(zhì)物穩(wěn)定及飛灰穩(wěn)定等。三是物理穩(wěn)定，是指以預(yù)壓、祛水或熱電穩(wěn)定等方式增加路基穩(wěn)定的工程性質(zhì)。例如，凝聚性土壤由于受水影響很大，想要取得良好的穩(wěn)定性，必須減輕水份對土壤的影響，故利用砂樁及預(yù)載的方式使土壤加速壓密沉陷，以改善路基土壤的工程性質(zhì)。

第二，路床填方改良施工法。路床填方改良施工法類似上節(jié)所述的路基土壤改良施工法，另外還可利用土壤加勁施工法。路基加勁的主要觀念乃是在路基中埋入施工合成材料，借由施工合成材料受力變形時會負擔部分荷重，來減少路基受力后所產(chǎn)生的變形，進而達到加勁的效果。在提高路基承載力方面，路基土壤使用加勁片可以得到良好的效果，其原理為：（1）增加土壤的剪力強度；（2）土壤與加勁材料界面間摩擦力所產(chǎn)生的剪力阻抗。目前大部分加勁土的設(shè)計僅應(yīng)用于排水良好的粒狀土壤，以避免孔隙水在凝聚性土壤造成不良影響而降低剪力強度。另外，路基土壤因受力而變形，夾于其中的加勁材料也隨之變形，這一變形將吸收部分的能量，因而減少向下傳遞的應(yīng)力，達到加勁的效果。

第三，路基擋土施工法。路基應(yīng)盡量配合自然環(huán)境避免大挖大填，不論其為填方邊坡還是挖方邊坡均須穩(wěn)定，才不致發(fā)生坍方。由于邊坡處理及崩坍的預(yù)防為道路工程的重要項目，因此道路施工前應(yīng)先作邊坡穩(wěn)定分析，若有崩坍的可能性，應(yīng)根據(jù)實地情況選擇適當?shù)氖┕ぜ夹g(shù)處理。邊坡崩坍的防止，主要在于降低其滑動的驅(qū)動力及增加其抗滑力，選擇防治方法應(yīng)視其崩坍路段的地勢、地質(zhì)、水的來源、經(jīng)濟等方面詳加考慮比較，再定應(yīng)采取的施工法。在降低其滑動驅(qū)動力方面可以用加強邊坡排水及減緩坡角的方式解決，而增加邊坡抗滑力則常用擋土設(shè)施及地（巖）錨等方式處理。

3 基于EPS材料應(yīng)用的鐵路路基病害整治策略

3.1 環(huán)境調(diào)查

EPS工法適用于軟弱地層，但由于有浸水上浮的現(xiàn)象，所以必須詳查地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境的情況，項目包括地質(zhì)（土層構(gòu)成、軟弱土層深度及壓密特性）、地下水位、雨季最高水位、排水狀況、地面高程及公共管道。

3.2 考慮項目與條件

一是荷重條件。荷重考慮項目有土壓、水壓、浮力、土層自重、路基上凈載重、EPS自重及側(cè)壓、地震力等。二是軟弱土層安定性檢核。（1）置換后EPS承載力是否滿足。例如單位重為25kg/m3的EPS容許壓縮應(yīng)力σa=0.7kgf/cm2。（2）滯留水上浮力分析，浮力對結(jié)構(gòu)體的安全系數(shù)Fs>1.2。（3）軟弱土層的沉陷量是否在容許沉陷值Sa內(nèi)（Sa？芨10cm）。（4）穩(wěn)定性分析，安全系數(shù)Fs？芏1.2。三是路堤安定性檢查。（1）承受應(yīng)力檢核：上部的靜載重及活載重加總應(yīng)小于EPS容許承載力。（2）上浮力校核：考慮地下水上升所造成上浮力的影響，上浮力應(yīng)小于面版重，安全系數(shù)規(guī)定值FS>1.2。（3）沉陷量檢核：計算下方軟弱土層受路堤載重后所造成的沉陷，沉陷量應(yīng)小于容許沉陷量Sa（Sa=10cm）。

3.3 施工階段

（1）施工步驟：含施工前材料準備及現(xiàn)址的基盤處理后，將EPS鋪設(shè)成路基，接著鋪筑RC面版等工程。（2）施工項目概述：一是準備工作，包括控制樁、水準基點、中心樁、邊樁、縱橫斷面等方面的檢測。基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查。運輸?shù)缆氛怼蕚涫┕C械。材料準備。安全設(shè)施。二是排水與基礎(chǔ)開挖，包括側(cè)面排水溝圍堵抽水。原路堤開挖。三是基盤處理，包括澆置混凝土底板。底板刮設(shè)小排水溝。鋪設(shè)排水管。鋪設(shè)不織布及PC不透水布。四是壁體工程，包括型鋼底座開挖，檢測高程。置入型鋼。型鋼底座混凝土打設(shè)?；炷涟驿摻钆c型鋼焊接。側(cè)壁鋼版與型鋼焊接。五是鋪設(shè)第一層EPS塊體鋪設(shè)，包括緊臨塊體設(shè)置。塊體間以連結(jié)器或樹脂膠合。第二層以上的EPS塊體鋪設(shè)。至預(yù)定高程后進行不織布及PE布的回包作業(yè)。

4 結(jié)束語

通過上文分析，可歸納得到如下結(jié)論：一是鐵路路基土層的功用是承載路基所傳遞下來的荷重，其性質(zhì)最好為非塑性土壤，以防止水的入侵造成強度下降、承載力不足的情形；鐵路路基也應(yīng)注意排水問題，可加鋪排水層或施工織物以利排水。二是EPS輕質(zhì)材料具有質(zhì)量輕、施工迅速等優(yōu)點，在處理軟弱地基方面，若在適當環(huán)境下經(jīng)妥善的處理，是良好的路基材料，但在地下水位高的位置則需考慮上浮力的影響。三是道路若通過易崩塌的區(qū)域，施工前應(yīng)先作邊坡穩(wěn)定分析，盡量配合自然環(huán)境避免大挖大填；若有崩塌危險，應(yīng)采用適當?shù)氖┕ぜ夹g(shù)處理以穩(wěn)定邊坡，避免因滑動造成道路損壞。四是為改善路基土壤的工程性質(zhì)，可用土壤改良方式處理，例如：機械式穩(wěn)定處理（壓實）或化學式穩(wěn)定處理（在路基土壤中混合或灌注水泥、石灰或瀝青等化學物質(zhì)）；若遇高壓縮性土壤則可以砂樁、排水帶與預(yù)載的方式加速土壤的壓密沉陷。

參考文獻

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