鐵路路基病害及整治防護(hù)措施

成 晨

（ 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北 滄州062350）

鐵路路基病害在鐵路中幾乎無法徹底消除， 鐵路長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，每段鐵路根據(jù)其所處環(huán)境不同會(huì)產(chǎn)生不同種類的路基病害，而且除了長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)導(dǎo)致鐵路路基存在問題，在進(jìn)行施工時(shí)如果采用的施工方式不當(dāng)，同樣會(huì)為鐵路路基埋下隱患，要減少鐵路路基病害造成的影響，便需要從多個(gè)方面對(duì)路基病害進(jìn)行處理，不僅需要在施工時(shí)盡可能減少由于施工造成的路基問題，還需要在鐵路投入使用后定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，尋找由于長(zhǎng)時(shí)間使用出現(xiàn)的路基病害，對(duì)其進(jìn)行綜合管理治理，才能夠保障鐵路的安全運(yùn)行。

1 鐵路路基病害類型

1.1 鐵路路基下沉

鐵路路基下沉是指在鐵路的某一段線路上， 路基海拔低于該區(qū)域路基原來規(guī)劃的海拔高度，路基下沉對(duì)于下沉區(qū)域與正常區(qū)域連接處會(huì)造成巨大的危害，并使得該區(qū)域容易成為事故多發(fā)地。 路基下沉意味著鐵路出現(xiàn)豎直方向的距離差， 在這種情況下，鐵路受力會(huì)產(chǎn)生突變，導(dǎo)致鐵路更加易毀。 鐵路路基下沉最主要的原因是在施工時(shí)，對(duì)土壤勘探處理不夠，部分地區(qū)地下土壤種類相對(duì)較多，不同土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)具有較大的差異，一些土壤分子密度較為緊密，硬度較大，因此承載力也更強(qiáng)，但是鐵路工程是一個(gè)區(qū)域范圍較廣的一個(gè)工程，不同區(qū)域土壤存在著較大的差異，因此土壤可能會(huì)從密度較大隨著鐵路延伸逐漸變得松散，部分工程施工時(shí)沒有考慮這一因素，導(dǎo)致部分路段地基投入使用后，受到壓力作用而出現(xiàn)下沉。 不僅受土壤影響，風(fēng)力對(duì)路基的剝蝕，水分的滲透都會(huì)造成同樣的后果。

1.2 鐵路路基翻漿冒泥

鐵路路基翻漿冒泥則是又一個(gè)較為常見的路基問題， 這個(gè)問題主要是由于勘探漏洞造成的。 路基大部分處于地底， 受地下環(huán)境影響較為明顯，路基翻漿冒泥則是由于地下環(huán)境較為濕潤(rùn)造成的，這種病害常發(fā)生于地下水較多的區(qū)域，一旦勘探時(shí)，勘探過淺沒有探測(cè)出鐵路路段中存在的地下水，完成路基施工后，路基材料從地下水中自動(dòng)汲取水分較多，當(dāng)通車后，在質(zhì)量較大的列車高速通行的壓力作用下，路基會(huì)鼓包、冒泥甚至出現(xiàn)裂縫， 導(dǎo)致鐵路結(jié)構(gòu)受到明顯影響。 除了由于勘探問題忽略了地下水的影響會(huì)造成路基翻漿冒泥之外，在一些降雨量較高的地區(qū)這種路基病害也是隨處可見的。

1.3 鐵路路基邊坡塌方

路基邊坡是指在部分地區(qū)鐵路所處軌道道路高于或低于周圍地區(qū)，兩者之間具有坡度的部位即邊坡。 根據(jù)具體高度情況，具體存在兩種情況的塌方，一種是地基高于周圍地面，地基周圍有土壤與其相連，外部土壤長(zhǎng)期處于與外界環(huán)境接觸的情況，漸漸在風(fēng)里作用下會(huì)出現(xiàn)表面被剝蝕的現(xiàn)象， 外部土壤逐漸被侵蝕后，土質(zhì)會(huì)漸漸疏松，最終發(fā)生塌方，由于其與路基直接接觸，會(huì)連帶著路基一同坍塌。 另一種情況是路基相對(duì)于周圍地面較低，路基邊坡相對(duì)較高，當(dāng)出現(xiàn)邊坡塌方時(shí)，會(huì)直接對(duì)路基造成沖擊， 導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)被破壞。 路基邊坡塌方最主要的原因是在施工過程中沒有對(duì)邊坡做好有效的防范措施， 采用的施工技術(shù)甚至可能會(huì)對(duì)路基周圍的邊坡產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致邊坡緊密性下降，出現(xiàn)邊坡塌方的可能性更大。

1.4 鐵路路基發(fā)生凍害

路基凍害則較為容易在一些高緯度和高海拔地區(qū)出現(xiàn)，在我國(guó)東北部以及西部高原地區(qū)，路基凍害是對(duì)鐵路交通影響較大的一種病害。 當(dāng)在這些地區(qū)進(jìn)行鐵路路基施工時(shí)采用的材料透水性較差，水分會(huì)在路基中聚集，在長(zhǎng)時(shí)間的低溫環(huán)境下，土壤內(nèi)部的水分會(huì)凍結(jié)，結(jié)晶化的水相較于液態(tài)水形態(tài)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較為明顯的變化，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)也會(huì)較為明顯，使得路基不同部分出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，導(dǎo)致路基受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

1.5 鐵路路基基床外擠

鐵路基床外擠，表現(xiàn)形式不同，原因也不同。 主要的基床外擠表現(xiàn)形式有路肩隆起、 路肩外擠以及側(cè)溝被擠和邊緣外膨。路肩寬度存在問題是導(dǎo)致路基基床外擠的一大因素， 在施工過程中如果路肩寬度不足，路基在受到各種外力的沖擊時(shí)，會(huì)出現(xiàn)路基變形的情況，而這種變形受到路肩寬度的限制，往往表現(xiàn)為側(cè)向變形，從外部觀察則表現(xiàn)為路肩外擠，如果路肩外擠程度較大，受力方向也將從水平方向轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胸Q直方向分量的力，這種情況下，基床外擠表現(xiàn)為路肩隆起，除了表現(xiàn)在路肩方面，基床外擠還表現(xiàn)在側(cè)溝以及路基邊緣方面，這些方面發(fā)生形變之后，土地承受力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性都會(huì)受到較為明顯的影響，承載力的下降使得鐵路具有更高的風(fēng)險(xiǎn)， 如果列車以及所載物質(zhì)量較大，可能直接對(duì)鐵軌造成損害，出現(xiàn)嚴(yán)重的交通事故。

2 鐵路路基病害防治措施

2.1 采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行路基病害檢測(cè)

要避免路基病害造成實(shí)質(zhì)性的破壞， 便需要在出現(xiàn)事故之前對(duì)路基進(jìn)行病害檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路基中存在的問題，而要進(jìn)行高效的路基病害檢測(cè)， 便需要有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為依靠。 在進(jìn)行路基病害檢測(cè)時(shí)，首先可以改進(jìn)勘探技術(shù)，可以采用雷達(dá)作為技術(shù)依靠，將雷達(dá)的波長(zhǎng)調(diào)整為波長(zhǎng)較長(zhǎng)的微波區(qū)域，微波頻率具有較強(qiáng)的穿透性，能夠穿透的土壤也較深，通過儀器獲取地下對(duì)微波反射回來的信號(hào)， 可以了解地下土壤的具體分布情況以及地質(zhì)類型。在已經(jīng)完成的鐵道上，采用這種技術(shù)進(jìn)行勘探，可以在不破壞鐵路自身結(jié)構(gòu)的條件下，對(duì)路基狀況進(jìn)行勘探，能夠?qū)β坊Y(jié)構(gòu)進(jìn)行較為清晰的了解。 除了可以進(jìn)行路基檢測(cè)以外，雷達(dá)遙感技術(shù)還能夠在路基施工之前發(fā)揮巨大的作用，土壤含水量的多少不同返回的雷達(dá)遙感信號(hào)也有著明顯的差異，通過對(duì)遙感返回的微波信號(hào)進(jìn)行分析，能夠了解地下水的分布情況，在進(jìn)行路基施工時(shí)，盡可能避開這些區(qū)域，有助于避免施工的路基翻漿冒泥。 在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，還可以采用瞬態(tài)面波法進(jìn)行檢測(cè)，這種方法與雷達(dá)微波遙感的差別在于它是針對(duì)地下受力變化進(jìn)行觀察的， 將受力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以建立3D 模型進(jìn)行路基結(jié)構(gòu)評(píng)估，通過加上時(shí)間軸，還可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)的目的。

2.2 改進(jìn)施工方式防治鐵路路基病害

在進(jìn)行鐵路路基病害防治時(shí)， 改進(jìn)施工方式以及采用先進(jìn)的施工技術(shù)是效果最為顯著的一種方法。 進(jìn)行鐵路路基病害防治，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w病害情況采用針對(duì)性的措施。 針對(duì)于一些土質(zhì)較差，容易出現(xiàn)形變的區(qū)域，在進(jìn)行施工時(shí)，需要預(yù)留一些可以進(jìn)行換填的接口，通過對(duì)接口進(jìn)行處理，采用一定的設(shè)施設(shè)備對(duì)已經(jīng)使用較長(zhǎng)時(shí)間的路基進(jìn)行地下采挖，將已經(jīng)不合適的地基清除掉，只有進(jìn)行換填工作。 對(duì)材料的選擇應(yīng)根據(jù)挖掘出來的病害地基，采用具有環(huán)境針對(duì)性的材料，如使用過后的路基如果含水量過高，則需要對(duì)材料進(jìn)行防水處理，采用高分子耐水材料，在與其他土質(zhì)材料混合攪拌后，利用高壓設(shè)備加壓灌注到正在處理的路基中。 在進(jìn)行路基施工時(shí)，還可以通過改進(jìn)施工方式，采用多土工格室進(jìn)行路基施工，采用多土工格室進(jìn)行施工時(shí)，根據(jù)每個(gè)階段路基的所處高度，采用內(nèi)設(shè)支架設(shè)置一定的角度，既可以鞏固路基邊坡，也可以提高路基承載能力，當(dāng)鐵路通過高載荷的列車時(shí)，也能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且內(nèi)設(shè)直接可以與軌道施工相結(jié)合，根據(jù)需求調(diào)整內(nèi)設(shè)支架寬度，在施工時(shí)鐵路軌枕也可以適當(dāng)調(diào)整，在道路壓力較大的區(qū)域增長(zhǎng)軌枕能夠減小壓強(qiáng)，提高路基使用壽命。

2.3 采用智能管理系統(tǒng)對(duì)路基病害防治

采用智能管理系統(tǒng)有助于提高路基病害防治效率， 在采用智能管理系統(tǒng)時(shí)，需要有足夠的硬件給予支持，采用特定的雷達(dá)設(shè)備，可以對(duì)路基內(nèi)部的受力以及結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行收集，將收集到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)中，管理系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迭代分析路基含水量、受力狀況以及結(jié)構(gòu)組成，將其劃分為若干個(gè)等級(jí)，根據(jù)不同損害等級(jí)，對(duì)路基病害采用針對(duì)性的治理措施， 能夠充分利用各種可用資源，在提高病害防治效率的同時(shí)減少資源浪費(fèi)。

結(jié)束語

鐵路作為我國(guó)較為重要的交通方式之一， 其安全性直接關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全， 對(duì)鐵路路基中存在的問題進(jìn)行處理，能夠有效地為人們的出行提供保障。