分析鐵路路基病害原因及整治措施

毛景新

摘 要：路基是鐵路安全運(yùn)行基礎(chǔ)，鐵路重要組成內(nèi)容，其質(zhì)量會(huì)對(duì)鐵路運(yùn)行形成直接影響。但由于路基長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，可能會(huì)因?yàn)樽匀灰约捌渌矫嬉蛩赜绊?，而出現(xiàn)不同種類、不同程度的病害，需要進(jìn)行治理。文章將以鐵路路基病害機(jī)理分析為切入點(diǎn)，對(duì)各種病害產(chǎn)生原因以及相應(yīng)治理措施展開全面論述，期望能夠?yàn)殍F路路基病害治理提供一定理論方面支持。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)生機(jī)理；鐵路路基；病害原因；病害治理

中圖分類號(hào)：U216.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）27-0115-02

Abstract： Roadbed is the basis of railway safe operation， and the quality of railway has a direct impact on the operation of the railway， which is an important part of the railway. However， due to long-term exposure to the natural environment， roadbed may be affected by natural and other factors， and there are different types of disease， different degrees of disease， need to be treated. The article will take the railway roadbed disease mechanism analysis as the breakthrough point， will launch the comprehensive elaboration to each kind of disease production reason as well as the corresponding treatment measure， anticipates to be able to provide the certain theory support for the railroad roadbed disease treatment.

Keywords： production mechanism； railway roadbed； cause of disease； treatment of disease

由于運(yùn)輸需要，鐵路多為大型線路工程，需要穿越多種地貌區(qū)域。因?yàn)楦鞯貐^(qū)土層條件并不相同，地質(zhì)條件也存在著較大差異，加之各路段施工技術(shù)以及施工條件等并不相同，所以一旦施工不當(dāng)，很容易會(huì)導(dǎo)致各種路基病害問題出現(xiàn)。為制定出較為科學(xué)的路基病害治理方案，相關(guān)人員首先應(yīng)對(duì)病害產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行明確，以為后續(xù)治理方案制定奠定良好基礎(chǔ)。

1 鐵路路基病害產(chǎn)生機(jī)理

通過對(duì)路基病害的分析發(fā)現(xiàn)，病害形成與溫度變化、列車振動(dòng)荷載以及工程性質(zhì)等因素都有著直接關(guān)聯(lián)，是因?yàn)楦鞣N因素綜合作用所導(dǎo)致的，發(fā)生原因相對(duì)較為復(fù)雜，且各種病害病理并不相同，總體可以分為“地質(zhì)環(huán)境”與“列車振動(dòng)荷載和氣候變化”兩個(gè)方面[1]。對(duì)于鐵路線路而言，地質(zhì)災(zāi)害屬于客觀存在內(nèi)容，其雖然處于不斷變化的狀態(tài)，但整體穩(wěn)定程度相對(duì)較高，病害發(fā)生程度與頻率多和列車長(zhǎng)期重復(fù)振動(dòng)與氣象水文條件有關(guān)，是多種因素綜合作用所得到的。例如，在列車荷載作用之下，路基會(huì)出現(xiàn)塑性變形狀況，一旦變形累積到一定程度后，路基填土便會(huì)發(fā)生塑性流動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)病害。

2 鐵路路基病害類型與原因

2.1 翻漿冒泥

如果路基含水量過多，其強(qiáng)度便會(huì)在含水量的影響下出現(xiàn)急劇下降的情況，此時(shí)在列車荷載的作用之下，路基基床會(huì)出現(xiàn)冒泥、裂縫以及鼓包等狀況，翻漿病害由此產(chǎn)生。通常翻漿冒泥問題多發(fā)生在基床土質(zhì)與相應(yīng)要求不符的位置，尤其在風(fēng)化石以及細(xì)粒土路基填料中的發(fā)生概率最高。在列車經(jīng)過翻漿冒泥病害區(qū)域時(shí)，由于受到列車作用，基床孔隙會(huì)持續(xù)翻漿，會(huì)出現(xiàn)板結(jié)以及碴臟污等情況，進(jìn)而產(chǎn)生道床彈性喪失或降低問題，會(huì)對(duì)行車安全形成嚴(yán)重威脅。

2.2 邊坡坍方

坍方病害表現(xiàn)形式較為多樣，像崩坍、剝落以及碎落和滑坍等，都是邊坡坍方具體表現(xiàn)?；兟湟约八槁涞榷嘣诼穳q邊坡發(fā)生，其中剝落是邊坡表層土壤或巖石風(fēng)化脫落，會(huì)因?yàn)槊撀渌樾级逊e而造成邊溝堵塞，并不利于路基穩(wěn)定性；碎落是路基巖石碎塊剝落，會(huì)因?yàn)槁涫瘺_擊力作用，而使路基受到破壞，且會(huì)對(duì)車輛以及周邊行人人身安全形成影響；崩坍是指基床土石剝離坡面滾落到邊坡下部所造成的巖堆或者倒石堆問題，會(huì)直接造成交通中斷以及其他方面問題，危害程度相對(duì)較大。

2.3 凍害

凍害多發(fā)生在低溫寒冷地區(qū)，如果路基處于寒冷地區(qū)且路基土為低透水性細(xì)粒土，或者基面含水量較高，在氣溫不斷下降時(shí)，路基內(nèi)部可能會(huì)出現(xiàn)冰凍，會(huì)引起不均勻凍脹問題。凍害影響因素主要因?yàn)橐韵聨追N：第一，溫度。如果土層溫度屬于負(fù)溫轉(zhuǎn)換狀態(tài)，且凍結(jié)速率沒有達(dá)到相應(yīng)水平時(shí)，土中水分會(huì)處于較為活躍的狀態(tài)，會(huì)造成大規(guī)模凍脹問題；第二，土質(zhì)。如果土質(zhì)粒徑超過0.1毫米，其凍脹范圍相對(duì)較小，有些部分甚至不會(huì)出現(xiàn)凍脹問題，但如果土質(zhì)粒徑在0.1毫米以下，就會(huì)出現(xiàn)凍脹性較大的問題，特別是粘粒在含量超過15%時(shí)，密度較小的粉粒土凍脹問題最為嚴(yán)重；第三，水分。如果路基含水量較大，其凍脹性也會(huì)隨之增加，尤其是存在地下水的地區(qū)，很容易會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈凍脹的問題[2]。

3 病害整治措施

3.1 坡面加固施工

在實(shí)施坡面加固時(shí)，可通過對(duì)“拱型骨架護(hù)坡或路堤墻”以及“漿砌片石肋條”的運(yùn)用，完成相應(yīng)加固任務(wù)[3]。一般漿砌片石肋條主要用于高度在3米以下高度坡面，會(huì)在對(duì)肋條進(jìn)行鑲嵌的同時(shí)，在路基邊腳處設(shè)置條形基礎(chǔ)，再將條形基礎(chǔ)與肋條下部連接在一起，以對(duì)坡面進(jìn)行加固。而拱型骨架主要用于高度在3米以上坡面，當(dāng)有邊坡溜塌問題發(fā)生時(shí)，會(huì)及時(shí)對(duì)滑塌體進(jìn)行清理，并會(huì)重新完成路堤填充，會(huì)通過在坡腳處設(shè)置護(hù)腳加固的方式，對(duì)拱形骨架護(hù)坡進(jìn)行恢復(fù)與砌筑。在實(shí)施路塹坡面加固過程中，可通過重新進(jìn)行樁板墻整修或者砌補(bǔ)的方式進(jìn)行加固。如果坡面損毀較為嚴(yán)重，存在橫向貫通或者鼓脹開裂裂縫，此時(shí)需要對(duì)砌筑坡面進(jìn)行重新拆除與砌筑，且要在坡面之中設(shè)置耳墻，但若邊坡存在滑動(dòng)傾向，此時(shí)要在坡腳處設(shè)置樁板墻，要在樁間外部設(shè)置土板；如果塹坡具備一定穩(wěn)定度，且坡面損壞部分相對(duì)較少，此時(shí)只需重新進(jìn)行整修與砌補(bǔ)即可。

3.2 翻漿冒泥治理

技術(shù)人員可以通過以下幾種手段，完成翻漿冒泥治理：（1）要在進(jìn)行路基建設(shè)階段，做好路基排水系統(tǒng)設(shè)置，要對(duì)路基表面水體溫度展開科學(xué)調(diào)節(jié)，防止地下水以及其他水分在凍結(jié)期間進(jìn)入到路基之中，并要設(shè)置配套的隔離層以及隔溫層，要對(duì)水分排出質(zhì)量進(jìn)行保證，保證路基土質(zhì)含水量可以被控制在合理范圍內(nèi)；（2）由于翻漿冒泥問題產(chǎn)生與路基上部水分聚集有著直接關(guān)聯(lián)，所以可在路基上方設(shè)置水砂墊層，以對(duì)表面水分展開合理處理；（3）強(qiáng)化路面，做好土基改善工作。技術(shù)人員要按照鐵路路基沿線實(shí)情，對(duì)路基進(jìn)行換土以及土質(zhì)加固處理，同時(shí)也可通過對(duì)煤渣石灰石結(jié)構(gòu)層的運(yùn)用，完成土體質(zhì)量改善，技術(shù)人員要按照具體情況，合理對(duì)治理方案進(jìn)行選擇，以對(duì)最終處理結(jié)果進(jìn)行保證[4]。

3.3 路基面防排水

在實(shí)施路基防排水處理時(shí)，技術(shù)人員會(huì)對(duì)基床表層進(jìn)行封閉層設(shè)置，會(huì)通過對(duì)高分子聚合材料、中粗砂以及復(fù)合排水板等材料的運(yùn)用，完成封閉層處理。其中“粗砂+復(fù)合土工膜”封閉層制作模式較為常見，能夠?qū)Ω叨容^高段落展開科學(xué)填補(bǔ)[5]。在對(duì)基床進(jìn)行加固時(shí)，先要對(duì)表層浮土進(jìn)行清理，再在路拱后設(shè)置封閉層，之后便可以開始進(jìn)行補(bǔ)填施工。一般“中粗砂+復(fù)合排水板”模式封閉層，多會(huì)被用于補(bǔ)砟厚度較薄的地區(qū)，在使用時(shí)會(huì)先對(duì)道碴進(jìn)行清理，在填筑厚度為1cm的中粗砂，并通過在中間夾鋪層設(shè)置防排水板，且要在其上部鋪設(shè)3cm的道碴。而在病害較為嚴(yán)重的路段，會(huì)選擇P.P.T高分子聚合材料。該材料是一種新型聚合料，可在水中進(jìn)行溶解，在反應(yīng)之后會(huì)生成不溶于水的凝膠物體，在材料分子聚合反應(yīng)作用之下，會(huì)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式，土顆粒會(huì)緊密連接在一起，以提升土質(zhì)性質(zhì)，保證土體能夠產(chǎn)生半鋼半柔的特性，其抗?jié)B性能與強(qiáng)度可以得到不斷提升。運(yùn)用P.P.T材料實(shí)施土體改善，不僅具有操作便捷以及施工效率高等方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能對(duì)土體厚薄程度以及凝膠時(shí)間等展開科學(xué)調(diào)整，在客流量大的路段極為適用。

3.4 坍方、滑坡治理

滑坡產(chǎn)生原因主要分為內(nèi)在因素以及外在因素兩種，其中內(nèi)在因素是滑坡產(chǎn)生前提，像地形地貌、巖土性質(zhì)以及地質(zhì)構(gòu)造等，都屬于內(nèi)因；而外在因素是滑坡產(chǎn)生催促劑，像人為、水或者地震等，都可能會(huì)造成滑坡出現(xiàn)[6]?？傮w而言，滑坡病害是內(nèi)外因公共作用下產(chǎn)生的。目前較為常用坍方、滑坡病害治理方式主要有以下幾種：第一，因?yàn)樗窃斐苫虏『Πl(fā)生的主要因素，所以有關(guān)部門要做好排水設(shè)施建設(shè)與完善工作，以做好滑坡病害預(yù)防；第二，如果滑動(dòng)面深度較淺，且整體滑體呈現(xiàn)為上陡下緩形式，且滑坡外圍存在穩(wěn)定度較高的山坡，此時(shí)滑坡基本不會(huì)向上發(fā)展，所以可以通過對(duì)滑坡上部進(jìn)行減重的方式，對(duì)滑坡下滑力進(jìn)行減小，且可以通過將減重土體放置在坡腳進(jìn)行反壓的方式，對(duì)山坡抗滑能力進(jìn)行增強(qiáng)，以保證整體治理質(zhì)量；第三，可按照滑體推力實(shí)際情況，設(shè)置相應(yīng)支擋措施，以降低滑坡問題產(chǎn)生機(jī)率；第四，要對(duì)滑坡土體物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改善，要通過對(duì)物理以及化學(xué)等手段的運(yùn)用，提高滑坡穩(wěn)定程度以及加固效果；第五，如果上述幾種手段運(yùn)用之后，仍然不能達(dá)到預(yù)期治理目標(biāo)，且經(jīng)濟(jì)技術(shù)較為合理，此時(shí)可通過改線繞避的方式，對(duì)病害進(jìn)行治理。

3.5 凍害治理

因?yàn)閮龊τ兄^強(qiáng)的季節(jié)性特征，會(huì)在冬季開始凍結(jié)，且會(huì)在春夏季節(jié)融化。在溫度、土以及水的共同作用之下，路基會(huì)發(fā)生不同程度的凍脹問題，并會(huì)在融化時(shí)發(fā)生下沉，會(huì)造成軌面水平以及高低不均性變形，并不利于列車行駛[7]。以某線路段凍害治理為例。該段鐵路處于芨嶺以及打柴溝，是高海拔嚴(yán)寒區(qū)域，在冬季病害發(fā)生的概率相對(duì)較高。其中打柴溝地區(qū)凍害在橋涵過渡段發(fā)生較為頻繁，而芨嶺地區(qū)凍害主要集中于撥接口。當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門按照凍害發(fā)生規(guī)律以及發(fā)生嚴(yán)重程度，重點(diǎn)對(duì)橋涵過渡段以及撥接口地段進(jìn)行了處理，凍害治理效果較為理想。在具體治理時(shí)，可以通過架設(shè)施工便梁以及更換路基填料的方式，對(duì)橋涵過渡段進(jìn)行治理。而在處理?yè)芙涌诘囟蝺龊r(shí)，可按照當(dāng)?shù)鼐C合情況，對(duì)路基外側(cè)土垅進(jìn)行挖除，并設(shè)置排水盲溝、實(shí)施封閉路肩整治，以對(duì)路基表層排水能力進(jìn)行強(qiáng)化，從而降低雨水進(jìn)入到本體中的數(shù)量。同時(shí)要運(yùn)用排水盲溝對(duì)路基排水性能進(jìn)行增強(qiáng)，以對(duì)路基含水量進(jìn)行合理控制，確保該地區(qū)凍害問題能夠得到有效緩解。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然路基病害不可避免，但并不意味著無(wú)法治理，鐵路有關(guān)部門要明確認(rèn)識(shí)到路基病害的危害性，要在對(duì)病害產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行深度分析的基礎(chǔ)上，明確各項(xiàng)病害產(chǎn)生根本原因，并結(jié)合路基所處環(huán)境、地質(zhì)以及運(yùn)輸任務(wù)量等因素，制定出可行性較高的病害治理方案，以便通過加固坡面以及路基面防排水等手段，對(duì)冒漿以及凍害等病害展開科學(xué)整治，以將病害影響程度控制在最低，保證鐵路整體運(yùn)行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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