鐵路站場(chǎng)鹽漬土地質(zhì)危害分析與施工技術(shù)創(chuàng)新

胡研

摘 要：文章介紹了鹽漬土的基本工程特性如膨脹性、溶陷性、腐蝕性等，對(duì)鹽漬土對(duì)鐵路工程的影響進(jìn)行分析，提出應(yīng)對(duì)鹽漬地質(zhì)危害的施工技術(shù)以及施工中的要點(diǎn)，對(duì)鹽漬地區(qū)鐵路站場(chǎng)路危害進(jìn)行有效地治理，使鐵路工程質(zhì)量有所保障并能安全使用，使得鐵路在鹽漬土地質(zhì)地區(qū)有更長(zhǎng)的使用時(shí)間，加長(zhǎng)鐵路工程的使用年限，這必然會(huì)對(duì)施工的技術(shù)要求比較高，該文對(duì)施工技術(shù)措施進(jìn)行了介紹，在保質(zhì)保量的原則下進(jìn)行更有效率地施工，從而在保證質(zhì)量的前提下達(dá)到縮短工期的目的，并使鐵路工程在鹽漬地質(zhì)地區(qū)達(dá)到更安全的目的。

關(guān)鍵詞：鹽漬土 鐵路站場(chǎng) 技術(shù)創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：U419 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0083-02

鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱(chēng)。鹽漬土具有特殊的工程特性，當(dāng)鹽漬地中的地基含水率較高時(shí)，易于融化的鹽類(lèi)則就會(huì)呈現(xiàn)液態(tài)，土體性質(zhì)發(fā)生變化，地基的強(qiáng)度大大降低，導(dǎo)致鐵路地質(zhì)災(zāi)害屢屢發(fā)生[1]。因以前防止鹽漬地質(zhì)危害的技術(shù)不能達(dá)到一定的要求，導(dǎo)致大多數(shù)鹽漬地質(zhì)地區(qū)鐵路破壞嚴(yán)重甚至沒(méi)有鐵路，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)鹽漬土面積約有20多萬(wàn)平方公里，約占國(guó)土面積的2.1%，因此近年來(lái)國(guó)家對(duì)這些地區(qū)鐵路建設(shè)投資規(guī)模增大，大型站場(chǎng)新建以及改建的項(xiàng)目是比較多的，如果對(duì)鹽漬土的地質(zhì)危害沒(méi)有認(rèn)真分析和在施工過(guò)程中沒(méi)有采取行而有效的措施進(jìn)行防治的話(huà)，將會(huì)使鐵路站場(chǎng)路基的質(zhì)量得不到保障，會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題。所以，對(duì)鹽漬土的地質(zhì)危害和對(duì)其施工技術(shù)的探討是十分重要的。

1 工程概況

此次研究的是某鐵路站場(chǎng)其土地屬?gòu)?qiáng)鹽漬土，主要為亞硫酸鹽鹽漬土，中亞氯鹽鹽漬土。該地區(qū)氣候?qū)俑珊岛桶敫珊禋夂騾^(qū)，干燥且少雨，多沙塵，夏季炙熱，冬季寒冷，晝夜溫差大。

2 鹽漬土的基本工程特性和其物理特性對(duì)鐵路工程的影響

2.1 鹽漬土的物理特性

（1）鹽漬土的鹽脹性，硫酸鹽類(lèi)鹽漬土包括氯-硫酸鹽漬土和硫酸鹽漬土。硫酸鹽漬土具有一定的鹽脹性，比如在環(huán)境溫度或者濕度發(fā)生變化時(shí)，鹽漬土的體積發(fā)生膨脹，有可能對(duì)建筑物以及建筑設(shè)施產(chǎn)生極大的危害，一般認(rèn)為當(dāng)硫酸鹽漬土路基的含鹽量在2%左右時(shí)，膨脹較小，不影響土體的密度，如果超過(guò)這個(gè)數(shù)值，其膨脹程度大大增加，甚至有時(shí)候肉眼可見(jiàn)，這時(shí)候?qū)﹁F路路基造成的危害是極其嚴(yán)重的[2]。因?yàn)榱蛩徕c的溶解度隨溫度改變會(huì)發(fā)生較大的改變，所以硫酸鹽鹽漬土是比較容易發(fā)生膨脹或者收縮，破壞土體的結(jié)構(gòu)的。我國(guó)部分地區(qū)氣候寒冷、干燥，晝夜溫差比較大，夜間低溫時(shí)溶解度比較小，會(huì)生成過(guò)飽和溶液，析出晶體，使土體膨脹；白天溫度升高后，溶解度又增加，晶體又溶解，體積減小，長(zhǎng)此以往，土體中的結(jié)晶作用和膨脹作用使土體之間的空隙變大，土粒不緊致，這種鹽脹的特性會(huì)使鐵路路基的土層變得松軟，邊坡容易坍塌，造成路基泥濘。

（2）鹽漬土的溶陷性，鹽漬土遇水之后會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的溶陷性。鹽漬土中的鈉、鉀、鎂鹽都屬于比較易溶的鹽類(lèi)，其在干燥條件下的特點(diǎn)為強(qiáng)度高，壓縮性小，但遇水溶解后，鹽漬土的有關(guān)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)會(huì)有所改變，其強(qiáng)度指標(biāo)會(huì)有顯著下降，這時(shí)就會(huì)發(fā)生地基溶陷現(xiàn)象。地基溶陷量的多少主要取決于鹽漬土中易溶鹽的性質(zhì)、分布形態(tài)及其含量，還與鹽漬土的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)狀態(tài)，土層厚度有關(guān)，以及浸水量、浸水方式和浸水時(shí)間；如果進(jìn)水時(shí)間長(zhǎng)、進(jìn)水量大，鹽漬土中的固體顆粒很有可能會(huì)被水流帶走而發(fā)生潛蝕溶陷。

（3）鹽漬土的腐蝕性，鹽漬土中的鹽溶液會(huì)導(dǎo)致建筑材料的腐蝕。其中腐蝕又包括物理腐蝕和化學(xué)腐蝕。在溫度變化較大或者干濕交替的地方，易發(fā)生物理腐蝕，產(chǎn)生結(jié)晶之后，結(jié)晶具有較大的內(nèi)應(yīng)力，使得建筑物由內(nèi)而外逐漸松垮?；瘜W(xué)腐蝕是指鹽漬土中的氯離子與水泥中的氫氧化鈣、氯酸鈣等鹽分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使硅酸鹽的水化程度大大加深，除此之外，氯離子對(duì)金屬（特別是鋼鐵）也有很強(qiáng)的腐蝕作用；硫酸根含量超標(biāo)時(shí)，會(huì)與混凝土中的固態(tài)石灰和水化氯酸鈣鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成結(jié)晶，產(chǎn)生膨脹。硫酸鹽漬土的腐蝕性很強(qiáng)，其硫酸鹽含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)后就會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生有害的作用，同時(shí)對(duì)其他的建筑物也會(huì)產(chǎn)生不同程度的腐蝕作用。

2.2 鹽漬土工程力學(xué)特性

（1）硫酸鹽漬土的松脹和膨脹性對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，土體中所含的固體硫酸鹽在含水量較小的土體中時(shí)易在低溫下吸水結(jié)晶，而增大體積；當(dāng)溫度升高時(shí)又會(huì)脫水形成粉末狀固體，縮小體積。這都將導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞、變松，即硫酸鹽漬土的松脹性。在地表的上層多出現(xiàn)這一現(xiàn)象，往往引起路肩及邊坡土體變松，從而對(duì)路基穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響。

（2）碳酸鹽引起土體膨脹對(duì)路基塌陷影響，在潮濕的情況下，碳酸鹽漬土中的薄膜水和鈉離子所引起的交換作用最為嚴(yán)重。而當(dāng)鹽漬土中含有大量的吸附性陽(yáng)離子并遇水時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致黏土顆粒和膠體顆粒的周?chē)纬山Y(jié)合水薄膜，從而使得各顆粒間的粘著力下降，從而使顆粒之間相互分離，進(jìn)而引起了土體自身的膨脹，最終導(dǎo)致路基的不穩(wěn)定性增加，甚至可能導(dǎo)致路基的塌陷。

（3）氯鹽對(duì)鹽漬土夯實(shí)性和壓縮性影響，氯鹽在鹽漬土中的存在會(huì)使得土的細(xì)粒分散從而引起部分的脫水作用，從而使得土中的最佳含水量降低，同時(shí)由于氯酸鹽自身具有較強(qiáng)的保濕性和吸濕性，可以使得其土體中的水量保持在最佳含水量的附近，并在經(jīng)過(guò)反復(fù)的沖擊過(guò)程后得到進(jìn)一步夯實(shí)，對(duì)于干旱地區(qū)的施工有極大的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)它也要求在填土中不得有鹽結(jié)晶的存在。

2.3 鹽漬土對(duì)鐵路路基影響主要工程地質(zhì)危害表現(xiàn)

鹽漬土地區(qū)鐵路路基主要病害有：鹽漬土路基下沉、路基防護(hù)設(shè)備失去作用；土體干濕交替導(dǎo)致的路基次生鹽漬化現(xiàn)象；鹽漬土填料產(chǎn)生的次生病害，包括路基翻漿、鹽脹、溶陷及路基面不規(guī)則變形等問(wèn)題。

3 鹽漬土地區(qū)路基施工技術(shù)措施

3.1 基底處理

鹽漬土范圍內(nèi)站場(chǎng)路基底和反壓護(hù)道表層土含鹽量大于填料的容許含鹽量時(shí)，應(yīng)挖除換填。當(dāng)基底的含水量較高，且高于液限時(shí)，應(yīng)將厚度小的全部挖出并換上透水性較好的材料，對(duì)于厚度大于1 m的則可以作為軟基來(lái)處理。

3.2 填筑基本要求及填土高度

對(duì)于鐵路站場(chǎng)鹽漬土路基應(yīng)分層填筑、分層壓實(shí)，同時(shí)要求每層松鋪厚度不宜超過(guò)20 cm?？刹捎迷黾幽雺罕閿?shù)的方法來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度，同時(shí)必須滿(mǎn)足碾壓時(shí)應(yīng)控制填料含水量略低于最佳含水量，這就可以采用在雨天不進(jìn)行鹽漬土路基的施工的方法來(lái)達(dá)到要求。對(duì)于路基填料的要求：硫酸鹽含量不得大于2%、碳酸鹽含量不得大于0.5%、氯鹽含量不得大于5%。同時(shí)在施工的過(guò)程中，必須要保證填料中的含鹽量要均勻。

3.3 加強(qiáng)地表排水和降低地下水位

當(dāng)要在鹽漬土地區(qū)建設(shè)鐵路站場(chǎng)時(shí)，必須對(duì)下層圖中鹽分的來(lái)源進(jìn)行切斷。同時(shí)為避免水位的上升而引起路基土的次生鹽漬化和凍害，要對(duì)地表排水進(jìn)行加強(qiáng)同時(shí)降低地下的水位。同時(shí)在不影響路基建設(shè)的范圍內(nèi)，要盡可能地?cái)U(kuò)大坑土的平面面積，從而使其起到蒸發(fā)池的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

由于鹽漬土本身所具有的特殊的物理性質(zhì)和工程特性，因而根據(jù)其所在地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境和氣候特點(diǎn)，采取合理地技術(shù)措施，防止路基下面的鹽分向上部轉(zhuǎn)移，并有效地避免路基表層再度鹽漬化。要充分地利用現(xiàn)代地質(zhì)知識(shí)，因地制宜，采用技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)效益較好的技術(shù)措施，來(lái)有效地防止鹽漬土給鐵路站場(chǎng)工程造成的損失。

參考文獻(xiàn)

[1]郭菊彬，宋吉榮，張昆.鹽漬土強(qiáng)度參數(shù)與含鹽量、含水量關(guān)系初探[J].四川建筑科學(xué)研究，2007（5）：21-23.

[2]周在明，張光輝，王金哲.干旱半干旱地下水淺埋區(qū)水鹽運(yùn)移研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（33）：56-57.