現(xiàn)代有軌電車(chē)路基塌陷成因分析及治理

吳俊

摘 要：現(xiàn)代有軌電車(chē)近年來(lái)備受關(guān)注，其單位能耗較少，環(huán)保效果好，運(yùn)輸能力可達(dá)到1萬(wàn)人/h，屬于中運(yùn)量軌道交通，較好的填補(bǔ)了常規(guī)公交和地鐵間的空白，有效的緩解了城市交通擁堵現(xiàn)象，提供了一種新型的城市交通運(yùn)輸方式。現(xiàn)代有軌電車(chē)的運(yùn)行需要相應(yīng)的軌道予以支撐，而軌道的荷載則直接作用于路基上，同時(shí)路基還需要承受列車(chē)的荷載，這就對(duì)路基的施工質(zhì)量提出了極高的要求。因此文章結(jié)合工程實(shí)例，就現(xiàn)代有軌電車(chē)路基塌陷成因展開(kāi)分析，并提出了相應(yīng)的治理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代有軌電車(chē)；路基塌陷；成因；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.064

城市化進(jìn)程的快速推移，城市人口的迅速增長(zhǎng)，都顯著增加了城市交通運(yùn)輸壓力?，F(xiàn)代有軌電車(chē)的迅速崛起，既營(yíng)造了一道亮麗的城市風(fēng)景線，又能夠顯著填補(bǔ)常規(guī)公交和城市地鐵之間的空白，日漸成為國(guó)人們的矚目的焦點(diǎn)?，F(xiàn)代有軌電車(chē)的軌道多為無(wú)砟軌道，與之對(duì)應(yīng)的路基設(shè)計(jì)也應(yīng)該依據(jù)無(wú)砟軌道的路基進(jìn)行設(shè)計(jì)。路基作為一種土工結(jié)構(gòu)物，即要承受軌道的荷載，還需承受列車(chē)的荷載，同時(shí)還需經(jīng)受住工程所在區(qū)域內(nèi)各種自然因素的作用。這就要求現(xiàn)代有軌電車(chē)的路基能夠具備足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性，并且能夠符合規(guī)范中關(guān)于承載力的要求和路基工后沉降的要求。然而受到多種因素的影響，現(xiàn)代有軌電車(chē)路基還可能出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷，以下針對(duì)其塌陷現(xiàn)象予以分析。

1 工程概況

某現(xiàn)代有軌電車(chē)路基工程分為一期和二期工程。受到各種因素的限制，二期基坑工程未能如期施工。由于連日來(lái)雨量較大，連續(xù)暴雨導(dǎo)致一期工程中路基軌行區(qū)的一側(cè)突然出現(xiàn)3m范圍的坍塌現(xiàn)象，進(jìn)而構(gòu)成了一個(gè)地表直徑為10m左右的漏斗形狀的塌陷區(qū)域。同時(shí)電纜井的底部基礎(chǔ)出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，積水快速流入到洞穴之中，并從路基另一側(cè)的地下車(chē)輛段基坑底部流出，引起了極大的社會(huì)反響。經(jīng)過(guò)初步勘察，初步確定塌陷區(qū)域的土方大約為250m3。

2 塌陷成因分析

針對(duì)上述塌陷事故，經(jīng)過(guò)詳細(xì)的勘察和分析后，得出如下結(jié)論：（1）之所以出現(xiàn)該塌陷現(xiàn)象，主要原因在于現(xiàn)代有軌電車(chē)車(chē)輛段二期基坑未能如期施工，使得路基一側(cè)懸空面產(chǎn)生了9m的相對(duì)高差，致使高強(qiáng)度水位差產(chǎn)生。加之潛水的不斷作用，滲水緩慢向地表發(fā)展，進(jìn)而直接掏空了路基本體。此外由于該地區(qū)受到連續(xù)強(qiáng)降雨的影響，使得積水現(xiàn)象十分嚴(yán)重，最終引起地表塌陷事故；（2）在本工程中，主要選用的是二灰土等細(xì)粒土來(lái)充當(dāng)路基過(guò)渡段的填料，沒(méi)有選用級(jí)配碎石+3%+5%的水泥滲水土填料，于是路基土中充滿積水，未能及時(shí)排出，使得水位差較高，加之壓實(shí)作業(yè)不達(dá)標(biāo)，增加了填料被掏空的風(fēng)險(xiǎn)；（3）電纜井中的外部電力線，沒(méi)有采取套管，防水措施也不到位，當(dāng)大量積水涌入電纜井之后，會(huì)直接對(duì)路基本體產(chǎn)生浸泡作用，也不利于路基穩(wěn)定性的增強(qiáng)。

3 現(xiàn)代有軌電車(chē)路基塌陷的整治措施

針對(duì)此類(lèi)塌陷現(xiàn)象，綜合比對(duì)多種方案后，決定采取2階段加固措施。1階段加固主要確保列車(chē)在減速狀態(tài)下可以安全通過(guò)塌陷區(qū)域，及時(shí)恢復(fù)列車(chē)通行。2階段加固為永久性加固。

3.1 第1階段加固

首先，第一要?jiǎng)?wù)是將路基中殘留的積水迅速排出。通過(guò)臨時(shí)排水溝的開(kāi)挖以及鄰近市政管網(wǎng)的疏通，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路基面積水的快速排出；其次，將塌陷區(qū)域利用混凝土進(jìn)行及時(shí)封堵，科學(xué)澆筑，確?；炷聊軌蛲耆溆诙囱▋?nèi)部；再次，注漿密實(shí)。將圍護(hù)樁作為注漿范圍的起點(diǎn)，然后順著路線放線大約15m左右，縱向間距設(shè)置為1.5m，橫向間距設(shè)置為2.0-3.4m，注漿深度直到基坑底板1.0m以上。同時(shí)選取42.5#的純水泥漿，水灰比為1.5：1-1：1，首先用稀漿進(jìn)行注漿操作，然后再選用濃漿來(lái)洗孔。此外選取小型封閉壓力泵進(jìn)行壓力注漿，其壓力需小于等于1.0MPa，且應(yīng)從小到大緩慢增加壓力。碎石作為填料，套管最終實(shí)現(xiàn)封堵作業(yè)。最后，做好監(jiān)測(cè)工作，整個(gè)注漿過(guò)程需全程監(jiān)控，避免地表隆起，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處置。通車(chē)后也需繼續(xù)監(jiān)測(cè)直到穩(wěn)定為止。

3.2 第2階段加固

（1）排水措施。避免積水大量涌入路基內(nèi)部，可以在道路南側(cè)和基坑頂部布置排水溝，并將其和市政管道銜接起來(lái)，防止基坑內(nèi)長(zhǎng)期存有積水，進(jìn)而危及到路基安全。由于軌行區(qū)周邊的綠化區(qū)域低于附近道路，一旦連續(xù)降雨，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的積水現(xiàn)象。應(yīng)適當(dāng)對(duì)此區(qū)域進(jìn)行加高，不超過(guò)軌面標(biāo)高即可，同時(shí)設(shè)置一層防水土工布在綠化帶底部。

（2）截水帷幕。對(duì)于路基容易積水的路段，合理運(yùn)用隔水和防水措施，避免產(chǎn)生較高的地下水位差，有效防范地表塌陷。根據(jù)該工程場(chǎng)地的實(shí)際狀況，經(jīng)過(guò)綜合比選，由于三軸攪拌樁的設(shè)備較大，占地面積也比較大，不利于列車(chē)的正常通信，且需要較大荷載的用電需求，因此最終決定選用三重高壓旋噴樁來(lái)進(jìn)行加固作業(yè)。在線路南側(cè)進(jìn)行施工，旋噴樁的直徑確定為0.8m，樁的搭接長(zhǎng)度為0.3m，沿著線路的長(zhǎng)度為15m，樁長(zhǎng)為25m，樁頂?shù)臉?biāo)高為地面以下0.5m，選用P32.5硅酸鹽水泥，水灰比為1.0。施工過(guò)程中需要隨時(shí)做好監(jiān)測(cè)工作，確保施工的順利開(kāi)展以及列車(chē)的安全通行。

（3）邊坡防護(hù)。對(duì)于線路北側(cè)，利用1：2.5的放坡在土堆較高的路段，并銜接于二期基坑護(hù)坡，底部直到冠梁頂部。然后將C20細(xì)石混凝土噴射在表面上，且噴射厚度需超過(guò)10cm。最后選用錐形坡于電纜井外側(cè)來(lái)進(jìn)行防護(hù)。

4 路基沉降觀測(cè)

為確定加固效果，設(shè)置5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（D1，D2，D3，D4，D5）分別對(duì)軌面進(jìn)行不定期沉降觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)間距設(shè)置為4m，施工過(guò)程中每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每天監(jiān)測(cè)3次，施工完畢后每3天監(jiān)測(cè)1次，連續(xù)監(jiān)測(cè)1個(gè)月?？芍海?）上述5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)中，D1出現(xiàn)了單次豎向位移超過(guò)1mm，其他觀測(cè)點(diǎn)路基沉降均符合規(guī)范要求，說(shuō)明加固措施是有效的。對(duì)于D1觀測(cè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其結(jié)果異常的主要原因在于路基土質(zhì)填料和車(chē)輛段混凝土剛度過(guò)渡銜接有關(guān)，因此可采取級(jí)配碎石3%-5%的水泥倒梯形來(lái)予以過(guò)渡，降低軌道的疲勞破壞；（2）施工過(guò)程中，不時(shí)出現(xiàn)觀測(cè)點(diǎn)隆起現(xiàn)象，原因源自于過(guò)大的注漿壓力，因此后續(xù)調(diào)整了注漿壓力后，該現(xiàn)象得到有效緩解；（3）收集整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，表明路基沉降單次值未超過(guò)1mm，累計(jì)差值沉降未超過(guò)1cm。沉陷變形得到收斂，沒(méi)有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，顯示路基趨于穩(wěn)定，能夠滿足列車(chē)的通行需求。

5 治理效果分析

經(jīng)過(guò)上述治理措施后，也就是分階段進(jìn)行加固處理，并運(yùn)用壓力注漿和截水帷幕等措施后，路基穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，能夠滿足列車(chē)的通

行需求，確保了列車(chē)的安全運(yùn)行。

總之，現(xiàn)代有軌電車(chē)獲得了沿線居民的一致好評(píng)，其在緩解交通擁堵方面意義深遠(yuǎn)。為確?，F(xiàn)代有軌電車(chē)的安全可靠運(yùn)行，需保證其路基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和耐久性。文章結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)現(xiàn)代有軌電車(chē)地基塌陷現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出了分階段、壓力注漿和截水帷幕治理方案，取得了較好的處置效果，可在同類(lèi)工程中推廣應(yīng)用。

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