奎北線北屯車間路基病害產(chǎn)生的原因及整治措施

馬繼榮

摘要：隨著鐵路建設(shè)的迅速發(fā)展，鐵路建設(shè)越來越得到人們的重視，路基是鐵路的重要組成部分。行車的載荷主要靠路基來承受其重力，荷載量過大，容易引起變形。其中鐵路的路基質(zhì)量對鐵路的使用性能影響較大，因此，本文以奎北鐵路北屯車間路基為例，對路基存在的病害類型及病害產(chǎn)生原因進行了分析，并采取科學(xué)合理且有效的維修與整治措施，提出整治方案，清除病害，從而保證列車運行安全。

關(guān)鍵詞：鐵路路基；病害；原因；防治措施

0引言

北屯車間管轄段位于奎北鐵路最北邊，由塔城境內(nèi)延伸至阿勒泰地區(qū)的北屯市，全長140公里，目前允許速度80km/h，屬于單線普通線路，管轄3個工區(qū)（庫侖鐵布克工區(qū)、衣提闊臘工區(qū)、北屯工區(qū)），管理道岔80組（其中正線道岔20組），有橋梁47座、其中特大橋4座，涵洞310座、隧道1座，長2.4公里。沿線有山區(qū)、重丘、平原、湖泊：夏季炎熱，降雨較多（多為短時雷陣雨）：冬季異常寒冷，達到零下三十多度。路基形式多樣化，持力層土質(zhì)有沙土、黏性土各類特征的土，植被覆蓋率低，沿途多高路堤。

1奎北線北屯車間路基主要病害類型及產(chǎn)生原因

1.1路基下沉

主要發(fā)生在庫侖鐵布克班組k339+000-k344+000限速印公里/小時地段和橋涵與路基過渡段，下沉主要是橋涵和路基的剛度存在差異，路基填料固結(jié)程度較差，強度相對而言較低，加上限速段降水降雪豐富，路肩兩邊鋪有混凝土預(yù)應(yīng)力板，導(dǎo)致路基內(nèi)水分不能及時蒸發(fā)，排水性差，在列車荷載在反復(fù)作用下，逐漸下沉。

1.2邊坡沖刷

北屯車間線路地處寬闊戈壁草原，上游多山地，每到夏季，強降雨多，山洪大，2012年7月間隔降雨2天，山洪下來導(dǎo)致k398+434涵口沿線右側(cè)路基被沖刷，沖刷處長10米，寬1.5m，高1m。此外庫侖鐵布克至克什克段地處山區(qū)，沿途多為高大的土質(zhì)路堤。路基表層自路肩至路基坡腳被雨水沖刷成一道道深淺不一的溝槽。部分地段沖刷嚴重，2016年8月份暴雨過后k377+984涵處留下寬0.6米，深約0.4m的溝槽，嚴重威脅到此處路基穩(wěn)定。主要形成原因有以下三種。

第一，路段建設(shè)時填筑材料選用不當，施工中夯實密實度不夠，或由于基礎(chǔ)處理、坡面排水系統(tǒng)、邊坡防護及加固措施不夠完善，引起路基自身穩(wěn)定性不足。

第二，沿河路基防護構(gòu)造物布設(shè)不當。雖然有些路段設(shè)置了防護工程，但在水流沖刷作用下存在基礎(chǔ)埋深不足而外露等問題，在沖刷較嚴重的位置未采用相應(yīng)的防護措施，導(dǎo)致汛期洪水時坡腳淘刷嚴重。還有部分山區(qū)沿河道路的防護工程出現(xiàn)局部損壞或缺失而未能及時修補，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗水毀能力均有所下降，難以抵御大洪水的沖擊。

第三，路基地處北疆戈壁山區(qū)，路基邊坡基本沒有植被覆蓋。其表層抗水毀能力很差。

1.3翻漿冒泥

北屯車間管內(nèi)k391+000-k396+000地段常年風沙較多，造成土質(zhì)路基中含沙較少，且多為細粒土。因降雨造成路基土中含水量較大鐵路路線路基的強度達不到標準。此地段基床表層土在列車反復(fù)的振動下發(fā)生軟化和液化，從而形成泥漿，在列車通過時會產(chǎn)生反復(fù)的擠壓和抽吸，使泥漿向上翻冒，從而影響到道床的平整度及彈性，使軌道的尺寸發(fā)生變化，進而危及到行車的安全性。

1.4擠出變形

奎北線福海至北屯市區(qū)間k445+000-k452+000，由于土質(zhì)為沙粒土，在夏季雨水時期和春融時期，局部地段積水嚴重，造成路肩被擠壓外翻，道床下陷，線路下沉，軌道高低、水平、方向等幾何尺寸發(fā)生無規(guī)律性變化，造成設(shè)備安全狀態(tài)無法控制與預(yù)測，給行車安全帶來了很大影響。擠出變形主要發(fā)生在雨季春融時期，由于其土質(zhì)多為細沙粒土，強度不足而產(chǎn)生剪切破壞或塑性流動，基床內(nèi)的土經(jīng)常處于軟塑狀態(tài)，在基床內(nèi)的影響深度較大，在列車荷載的作用下，基床上發(fā)生剪切破壞，發(fā)生外擠變形。

2奎北線北屯車間路基病害的預(yù)防與整治

路基病害的預(yù)防和整治，應(yīng)貫徹“預(yù)防為主、綜合治理”的原則，因地制宜地采取整治的措施。

2.1病害的預(yù)防

病害預(yù)防包括以下內(nèi)容：

①根據(jù)奎北線路的設(shè)計、施工資料及沿線的氣候、水文、工程地質(zhì)等情況，了解掌握其變化規(guī)律，為防治病害提供第一手資料：

②我段每年舉行一次春檢和秋檢，對橋涵臺背、防洪設(shè)施，設(shè)備質(zhì)量等全面檢查，及時掌握線路運營狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)病害趨勢并進行相應(yīng)的處置。此外通過每日添乘機車、每月一次的軌檢車動態(tài)檢測，及時發(fā)現(xiàn)反饋線路病害，從而間接監(jiān)控路基變化。

2.2病害的整治

2.2.1路基下沉的處理措施

①橋涵與路基過渡段處理措施。

我段考慮到線路運營、材料消耗、施工質(zhì)量、施工成本，主要采用以下兩種方法：

2013年以前，通過申請道碴，起道搗固使線路幾何尺寸符合要求，然后用道碴填滿麻袋，將麻袋置于陷落較大的橋涵與路基過渡段兩端，再往上面覆上道碴，這種方法可用于短期處理橋涵臺背陷落，但時間一長，麻袋風蝕浸化破損，道碴隨之散落下沉，進而失去作用。

2013年以后隨著我段維管技術(shù)經(jīng)驗的積累，采用焊接鋼筋混凝土籠代替上述麻袋，鋼筋混凝土籠質(zhì)量安全可靠，對道碴起到了很好的回籠作用，致使橋涵臺背經(jīng)年累月沉降變化小，這樣可達到較理想結(jié)果，也是我段大力推廣的一項技術(shù)。

②k339+000-k344+000限速段處理措施。

通過換填技術(shù)，即使用質(zhì)地較為堅硬的砂石來代替原有的軟土結(jié)構(gòu)，讓路基變得更加穩(wěn)定，這樣便可徹底消除路基不均勻沉降，但考慮到奎北線是單線，更換路基會中斷行車、加上我段是維管單位，經(jīng)費有限，因此我段采用起道搗固及時處理病害與每日盯控且限速辦法，限速60km/h，2014年夏季專門在庫侖鐵布克成立了臨時班組，通過向路局申請道碴、起道搗固、增加基床道碴厚度，提高基床表層強度。此外在路肩上開挖寬30cm到40cm間距為5m左右的橫溝，排除表面積水，有效緩解了k339+000-k344+000路基不均勻沉降，確保了列車運行安全。endprint

2.2.2路基邊坡沖刷的處理措施

①在防春融春洪前對所有的路基坡腳，排水設(shè)施進行全面疏浚，對影響排水地段進行改造，保證在初期融雪和降雨時路基坡腳不積水，疏通路基排水系統(tǒng)和橋涵上下游渠道，加強路基穩(wěn)定性。

②在防春融開始前對路基土質(zhì)不良和橋隧涵重點地段進行清雪處理，避免融雪性洪水對路基沖刷破壞。

③對k398+434涵口沿線右側(cè)路基沖刷處，段采取第一時間封鎖線路，在車間、段領(lǐng)導(dǎo)指示下通過抽水、疏通涵洞，使洪水退去，沖毀處用挖掘機填土、堆壘麻袋夯實修復(fù)，開通線路，事后通過對附近地形勘探，導(dǎo)致路基被沖刷是由于降雨大、時間長，涵口上游地勢開闊平坦，無擋水建筑物引導(dǎo)匯聚而下的山洪及時排出涵口，針對上述情況，我段后續(xù)又在涵口兩端各建長100m的擋水墻，有效避免了山洪對路基邊坡的沖刷。

④對k377+984涵沖刷地段，通過在沖刷溝槽處人工填土，堆壘麻袋，再在上面覆蓋砂土夯實，有效增強了路基穩(wěn)定性。

2.2.3翻漿冒泥病害的處理措施

路基翻漿冒泥病害的整治我段主要從產(chǎn)生的源頭、路基的排水處理兩方面入手。

①設(shè)置防沙屏障。

在常年風向的上風地帶，設(shè)置防沙屏障，可防止風沙侵入路基，杜絕路基土質(zhì)被污染。從源頭上消除翻漿冒泥。此方法省時省力，節(jié)約成本。

②排水。

路基翻漿冒泥病害產(chǎn)生的主要原因是路基中有水。因此，采取有效措施，使路基中的水及時排出，讓路基始終保持比較干燥的狀態(tài)，路基就不會產(chǎn)生翻漿冒泥病害。排水措施有很多種，如排水管插入陷槽疏干法、兩側(cè)挖切疏干法、單向切溝排出陷槽積水法和設(shè)置橫向盲溝等方法，我段采用兩側(cè)挖切疏干法，可有效阻止k391+000-k396+000地段路基翻漿冒泥，且節(jié)約成本。

2.2.4擠出變形病害的處理措施

為避免我段福海一北屯市k445+000-k452+000路基吸水性強，水分不能及時蒸發(fā)排出，道碴在列車荷載作用下擠入路基表面形成道碴囊。局部積水嚴重地段，路肩被擠壓外翻，我段采用人工定點巡查排水和在吸水嚴重地段埋暗管可有效降低路基內(nèi)水分，減緩路基擠出變形。

3結(jié)語

路基病害與路基施工質(zhì)量、荷載、環(huán)境有關(guān)，而隨著鐵路運營年限的增長，路基病害問題將越來越突顯。因此，根據(jù)路基病害的存在問題，找出病害原因，加以重視與科學(xué)合理的防治方法，做好及時的預(yù)防與警示工作，使病害程度降到最低，不僅可以使鐵路線路使用壽命增長，還保障了人民生產(chǎn)生活的安全。endprint