鐵路工程施工路基沉降控制分析

雷黎霞

摘 要 為了提高鐵路工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量，在施工環(huán)節(jié)針對(duì)路基沉降控制問(wèn)題要給予高度的重視，要按照路基沉降的主要原因采取科學(xué)有效的處理方法進(jìn)行控制。就當(dāng)前現(xiàn)狀而言，路基沉降控制的手段有很多，并且不同的技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的效果也是存在一定的差異性，所以為了能夠?qū)β坊两悼刂萍夹g(shù)的應(yīng)用有更為全面的了解。文章結(jié)合實(shí)際，在闡述鐵路工程路基沉降控制價(jià)值的同時(shí)，對(duì)相關(guān)路基沉降的因素進(jìn)行了歸納分析，而后對(duì)路基沉降控制的常見(jiàn)方法進(jìn)行探討，希望可以給同類(lèi)工程提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞 鐵路工程 路基沉降 路基填筑 土質(zhì)結(jié)構(gòu) 列車(chē)載荷

中圖分類(lèi)號(hào)：U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）06-0007-03

對(duì)于鐵路工程而言，在項(xiàng)目開(kāi)展的階段如果出現(xiàn)路基沉降問(wèn)題，就會(huì)給整體工程項(xiàng)目的開(kāi)展造成很大的影響。所以在鐵路工程項(xiàng)目施工的環(huán)節(jié)中，針對(duì)路基沉降問(wèn)題要科學(xué)地應(yīng)用相關(guān)的處理方法進(jìn)行處理，如此才能夠?qū)⒊两迪禂?shù)控制在有效的范圍之內(nèi)。

1 鐵路工程路基沉降控制價(jià)值體現(xiàn)

1.1 確保鐵路工程的質(zhì)量合格

鐵路工程的質(zhì)量監(jiān)測(cè)是多個(gè)部門(mén)共同進(jìn)行的工作，在具體的監(jiān)測(cè)工作中，路基沉降系數(shù)是重要的數(shù)據(jù)之一，也是監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)。這是因?yàn)殍F路工程建設(shè)完成運(yùn)營(yíng)之后，受到火車(chē)持續(xù)行駛的荷載作用，不僅包含火車(chē)的自重，還有運(yùn)行時(shí)造成的巨大沖擊力作用。在這種條件之下，因?yàn)楦鱾€(gè)方面作用力作用，極易出現(xiàn)沉降的問(wèn)題，一旦超出規(guī)定要求，就會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛行駛出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。從實(shí)際情況分析，只要是鐵路項(xiàng)目發(fā)生沉降的問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛損毀嚴(yán)重，出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的事故。此外，鐵路工程項(xiàng)目的路基沉降還會(huì)造成后續(xù)無(wú)法進(jìn)行維護(hù)和管理，工作難度增加。由此可見(jiàn)，控制鐵路工程的沉降系數(shù)極為重要，也是保證鐵路運(yùn)行效果的關(guān)鍵。

1.2 有效保障了火車(chē)的運(yùn)行安全

鐵路工程施工環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格落實(shí)路基沉降參數(shù)，將其控制在合理的范圍內(nèi)，以達(dá)到鐵路運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到車(chē)輛行駛安全性標(biāo)準(zhǔn)，降低事故發(fā)生率。

1.3 保障了鐵路項(xiàng)目的效益

鐵路工程路基沉降系數(shù)是關(guān)系到鐵路運(yùn)行安全和質(zhì)量的關(guān)鍵，只有保證該系數(shù)處于合理范圍內(nèi)，才能確保鐵路項(xiàng)目的效益不會(huì)受到損失。鐵路工程項(xiàng)目屬于公益性質(zhì)的，盈利是其次，其建設(shè)周期較長(zhǎng)、規(guī)模比較大、專(zhuān)業(yè)性高。如果鐵路工程實(shí)施環(huán)節(jié)沒(méi)有嚴(yán)格做好路基沉降的控制工作，會(huì)造成沉降問(wèn)題日益嚴(yán)重，鐵路工程的質(zhì)量無(wú)法滿足要求，運(yùn)營(yíng)之后會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的損壞問(wèn)題，需要維修與養(yǎng)護(hù)。這種情況下，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本的升高，還會(huì)誘發(fā)一系列的安全事故，帶來(lái)巨大的財(cái)產(chǎn)損失，也會(huì)威脅人們的生命安全，所以其影響后果是巨大的，需要全面落實(shí)路基沉降管控工作[1]。

2 影響鐵路路基沉降的主要因素

從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，鐵路工程施工路基沉降發(fā)生的首要因素就是土壤松動(dòng)，地理環(huán)境比較特殊的情況下會(huì)導(dǎo)致地下水含量的升高，土壤強(qiáng)度降低;其次，施工單位未嚴(yán)格落實(shí)施工方案進(jìn)行排水處理，導(dǎo)致路基受到巨大的沖刷影響;最后，施工工藝不當(dāng)，尤其是碾壓環(huán)節(jié)，沒(méi)有做好控制管理控制，還有些細(xì)節(jié)問(wèn)題沒(méi)有有效地處理，再加上施工材料處理不當(dāng)，對(duì)工程的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。這些因素的存在，讓鐵路工程建設(shè)施工存在很多的問(wèn)題，且隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵路穩(wěn)定性下降。因此，需要分析影響鐵路路基沉降的主要因素，具體包含如下幾個(gè)方面：

2.1 土質(zhì)結(jié)構(gòu)

鐵路工程項(xiàng)目施工建設(shè)環(huán)節(jié)，工程規(guī)模比較大，施工建設(shè)范圍廣，且施工地質(zhì)條件變化比較大，所以容易引發(fā)一系列的地質(zhì)問(wèn)題，而土質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)鐵路路基工程的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，且不同土質(zhì)條件下結(jié)構(gòu)的性能影響較大。比如黃土地區(qū)，濕陷性比較長(zhǎng)，路基變形的概率較高，所以路基沉降變形的問(wèn)題較為嚴(yán)重。

2.2 水分問(wèn)題

水是路基影響的重要因素，也是無(wú)法避免的因素之一。在鐵路路基建設(shè)施工區(qū)域如果存在松散的土層結(jié)構(gòu)，或者土體結(jié)構(gòu)的濕陷性較長(zhǎng)，在水分的持續(xù)影響之下會(huì)造成其穩(wěn)定性降低。比如，松散土體的施工中，降雨水持續(xù)性沖刷路基結(jié)構(gòu)，下層土體也會(huì)發(fā)生變形的問(wèn)題，進(jìn)而誘發(fā)塌陷等事故，造成嚴(yán)重后果。

2.3 列車(chē)載荷

鐵路工程項(xiàng)目建設(shè)施工全部結(jié)束后，在運(yùn)營(yíng)階段會(huì)受到很大的車(chē)輛荷載作用，這是因?yàn)檐?chē)輛通過(guò)是動(dòng)態(tài)化的，且給路基產(chǎn)生的沖擊力是持續(xù)積累的，這樣就會(huì)出現(xiàn)鐵路路基沉降的現(xiàn)象。從目前的實(shí)際情況分析，鐵路路基沉降控制的主要措施是選擇高質(zhì)量的原材料，然后進(jìn)行必要的壓實(shí)處理，并且定期檢查與維護(hù)，確保沉降不會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)要求，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 工程質(zhì)量

鐵路工程的重要質(zhì)量指標(biāo)就是路基沉降系數(shù)，這也是影響工程安全的關(guān)鍵要素。在路基結(jié)構(gòu)的施工中，通常都會(huì)因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)、施工工藝、填料類(lèi)型與厚度、壓實(shí)度等因素的差異，造成路基沉降系數(shù)發(fā)生變化，所以在鐵路工程的路基設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)，做好各個(gè)階段的管控工作，技術(shù)參數(shù)符合要求，以提升工程的質(zhì)量與安全性，完全滿足工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3 鐵路路基沉降的主要控制措施

3.1 地基沉降加固處理方法

如果鐵路工程路基沉降發(fā)生是因?yàn)榈鼗蛩鶎?dǎo)致的，通常需要應(yīng)用注漿、高壓旋噴或者兩種方式組合的措施進(jìn)行處理，提高地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在路基沉降發(fā)生在過(guò)渡段或者填筑質(zhì)量較差所引發(fā)的，通?？梢岳没ü茏{加固的方式以消除沉降的問(wèn)題。路基達(dá)到基本穩(wěn)定的狀態(tài)之下，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)扣件做出調(diào)整，也可以利用軌道結(jié)構(gòu)注膠提升方式以抵消沉降變形的問(wèn)題。

1.高壓旋噴樁施工方式是應(yīng)用鉆機(jī)將注漿管直接打入到規(guī)定部位上，然后通過(guò)高壓設(shè)備將合格的水泥漿液通過(guò)噴嘴按照20MPa高壓流噴射到施工的位置上，對(duì)于已有的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固施工，制作成為大直徑的水泥土樁體結(jié)構(gòu)，不會(huì)給原有結(jié)構(gòu)造成損壞，還能夠減小沉降問(wèn)題，保持沉降系數(shù)處于合理范圍內(nèi)。7ABC572B-0B7A-4764-9D39-3B1897D5E7AA

2.花管注漿是應(yīng)用花管打入到地層結(jié)構(gòu)內(nèi)，再應(yīng)用注漿方式進(jìn)行加固處理，漿液通過(guò)規(guī)定壓力的注入作用，直接進(jìn)入到地層結(jié)構(gòu)內(nèi)，會(huì)逐步地?cái)U(kuò)散，形成整體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在土體內(nèi)部通過(guò)鉆孔方式形成樁體結(jié)構(gòu)，且周?chē)臻g分布較多的顆粒物，嵌擠形成整體結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的抗滑與抗壓能力，促進(jìn)路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的提升。

3.注漿（膠）抬升法的施工材料是雙組分化學(xué)注漿材料，通過(guò)機(jī)械方式充分地混合處理，發(fā)生凝膠反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)形成固結(jié)硬化的結(jié)構(gòu)體，達(dá)到加固的效果。

3.2 鐵路路基設(shè)計(jì)期間控制

以地基土壤的特性為基礎(chǔ)，展開(kāi)加固設(shè)計(jì)與分析，設(shè)置必要的排水設(shè)施，確保積水能夠及時(shí)排出，不會(huì)對(duì)路基產(chǎn)生任何影響。路基排水應(yīng)該和橋涵、隧道、車(chē)道等設(shè)置聯(lián)合應(yīng)用，保證應(yīng)用的效果滿足要求。同時(shí)還要設(shè)置多種攔截、排水設(shè)施，以確保不會(huì)有水流對(duì)路基產(chǎn)生沖刷的作用，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，達(dá)到鐵路工程的運(yùn)行要求[3]。

3.3 鐵路路基建設(shè)期間控制

路基工程是隱蔽工程的形式，建設(shè)在地下空間中，施工結(jié)束后即埋設(shè)完成。只要是路基發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致維修難度升高，且會(huì)對(duì)鐵路列車(chē)的運(yùn)行安全性造成負(fù)面影響。因此，在鐵路工程建設(shè)階段，施工單位嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案和工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的全面管理和控制，從根本上控制路基變形尺寸，以保證鐵路工程路基的質(zhì)量合格。

3.3.1 加強(qiáng)地基處理和路基填筑控制

鐵路工程施工路基的地基處理與路基填筑環(huán)節(jié)，執(zhí)行設(shè)計(jì)方案是基本的要求，各個(gè)工序和環(huán)節(jié)都要處于可控范圍內(nèi)，上一道工序施工后，質(zhì)量檢查合格才能繼續(xù)開(kāi)展施工，且要逐步地完善施工工藝，保證工程的質(zhì)量合格。此外，在路基填筑結(jié)束后，及時(shí)碾壓施工，確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能合格，滿足運(yùn)行要求。

3.3.2 做好路基填筑過(guò)程的沉降觀測(cè)和評(píng)估

1.路基沉降觀測(cè)和評(píng)估。（1）路基填筑施工環(huán)節(jié)，做好沉降、側(cè)向位移的控制，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)和管控。路基上表面的軌道鋪設(shè)前，評(píng)估路基變形的情況，保證達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）路基填筑作業(yè)后，要做好沉降參數(shù)的監(jiān)測(cè)，匯總分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。填筑工作結(jié)束后，預(yù)壓荷載超過(guò)6個(gè)月，隨時(shí)觀測(cè)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，對(duì)技術(shù)做出調(diào)整和分析。如果由于觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法滿足評(píng)估要求，應(yīng)該延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)間。（3）路基結(jié)構(gòu)的沉降現(xiàn)象要滿足如下的要求：有砟軌道，車(chē)輛行駛250km/h時(shí)，一般路段沉降不足10cm，橋臺(tái)臺(tái)尾過(guò)渡的位置沉降不足5cm，且沉降速度控制在3cm/年以?xún)?nèi);無(wú)砟軌道，在施工結(jié)束后，扣件調(diào)整性能以及線路圓順度符合要求，且沉降量在15cm以?xún)?nèi)。同時(shí)還應(yīng)該控制路基結(jié)構(gòu)和橋梁、隧道以及橫向結(jié)構(gòu)物的交界部位上的沉降尺寸，全部限定在5mm以?xún)?nèi)，確保不會(huì)超出這一標(biāo)準(zhǔn)的要求。（4）變形監(jiān)測(cè)需要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，每個(gè)結(jié)構(gòu)的觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量需要達(dá)到2個(gè)以上，形成完善的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。（5）沉降水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)時(shí)，其重復(fù)的精度要控制在±1mm范圍內(nèi)。沉降觀測(cè)的頻率滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)環(huán)境做出調(diào)整，如果存在異常反應(yīng)，需要增加監(jiān)測(cè)的頻率和次數(shù)，以掌握沉降變化的情況[4]。

2.觀測(cè)裝置的設(shè)置及保護(hù)。（1）邊樁埋設(shè)深度需要控制在1.4m以上，如果施工位置存在凍脹反應(yīng)，則深度在凍結(jié)深度以下不少于0.5m即為合格，樁頂要露出地表約10cm即可。樁體埋設(shè)完成之后，周邊填充達(dá)到密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，且上部應(yīng)用厚度為50cm的混凝土澆筑固定處理，保證結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定、牢固的要求。邊樁需要根據(jù)二等水準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，標(biāo)高與高程符合要求。（2）觀測(cè)基樁嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案，并且隨時(shí)根據(jù)需要做出復(fù)核與調(diào)整處理，以確保各個(gè)樁體結(jié)構(gòu)達(dá)到牢固與穩(wěn)定性的要求。（3）觀測(cè)樁需要在表面碎石結(jié)構(gòu)施工完畢之后進(jìn)行埋設(shè)施工，并且周邊需要填充水泥砂漿材料以達(dá)到固定性的效果。（4）沉降板在埋設(shè)工作結(jié)束后，應(yīng)該通過(guò)全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)定位，埋設(shè)部位上使用砂石找平處理，埋設(shè)后，經(jīng)過(guò)檢測(cè)符合質(zhì)量要求才能投入使用。（5）剖面沉降管一般需要應(yīng)用開(kāi)槽埋設(shè)的方式進(jìn)行施工，在內(nèi)部需要埋設(shè)沉降管，填充后達(dá)到平齊的標(biāo)準(zhǔn)，并且進(jìn)行碾壓施工。剖面沉降管在上層材料進(jìn)行填充與碾壓施工結(jié)束后，連續(xù)進(jìn)行數(shù)日的觀測(cè)，獲取數(shù)據(jù)信息。（6）沉降變形觀測(cè)點(diǎn)要做好防護(hù)處理，保證在整個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)不會(huì)發(fā)生損壞的問(wèn)題，且要保證數(shù)據(jù)達(dá)到精度的要求。

3.4 鐵路路基運(yùn)營(yíng)期間控制

要想提高鐵路工程路基的安全性、穩(wěn)定性，提高運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量，運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)就要嚴(yán)格落實(shí)路基變形監(jiān)測(cè)、病害分析等工作，制定切實(shí)可行的維護(hù)方案，滿足工程的運(yùn)行要求。

3.4.1 加強(qiáng)路基和排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修

相關(guān)人員要隨時(shí)進(jìn)行排水設(shè)施檢查，保證其排水效果滿足要求，并且對(duì)于排水溝、天溝、截水溝等部位的排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行清淤處理，根據(jù)需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，確保排水性能滿足要求;基層表面防水結(jié)構(gòu)的性能良好。路基面和軌道板底座達(dá)到清潔度的要求，電纜槽與蓋板完整性好，排水性能合格。路基表面的各種設(shè)備，接觸網(wǎng)立柱、接地設(shè)備等完好無(wú)損且運(yùn)行正常，不會(huì)有質(zhì)量問(wèn)題。

3.4.2 路基變形處加強(qiáng)沉降監(jiān)測(cè)

在鐵路項(xiàng)目的運(yùn)行環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格落實(shí)路基與橋臺(tái)、橫向結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段等容易發(fā)生變形位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)獲取沉降數(shù)據(jù)信息，建立沉降數(shù)據(jù)庫(kù)，以便分析了解鐵路工程運(yùn)行情況。同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)論，對(duì)于容易發(fā)生沉降病害位置積極采用合理的預(yù)防措施，降低病害問(wèn)題的發(fā)生率，確保鐵路工程運(yùn)行安全。

3.4.3 超標(biāo)路段的加固處理

在鐵路工程項(xiàng)目施工的階段中，針對(duì)路基沉降的控制需要按照具體的實(shí)際情況進(jìn)行處理。一般看來(lái)針對(duì)超標(biāo)路段的加固處理方法可以采用高壓旋噴技術(shù)或者是軌道注漿方式進(jìn)行病害處理，并且在項(xiàng)目開(kāi)展的階段中需要及時(shí)地做好路基坑洼積水以及相關(guān)表土松散的處理控制，如此才能夠提高整體工程項(xiàng)目的質(zhì)量。另外，針對(duì)黃土地基產(chǎn)生的暗穴以及暗溝問(wèn)題，要采用灌漿方法以及灌砂方法，還有開(kāi)挖回填等方法進(jìn)行處理[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

鐵路是經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是民生工程，對(duì)于人們的生活有著重要的影響。而鐵路工程建設(shè)和運(yùn)用中，路基沉降是重要的危害之一，也是人們關(guān)注的重點(diǎn)。從這個(gè)角度出發(fā)，鐵路工程施工中，應(yīng)嚴(yán)格做好質(zhì)量管理和控制，加強(qiáng)路基沉降監(jiān)測(cè)工作，隨時(shí)了解沉降數(shù)據(jù)信息，并且總結(jié)出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)措施，確保路基沉降處于合理的范圍內(nèi)，不會(huì)超出規(guī)定要求，完全達(dá)到鐵路運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國(guó)鐵路領(lǐng)域發(fā)展，為社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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