路基病害及其处理措施

铁路路基病害及其处理措施摘要:路基是主要的线路结构形式，是暴露在大自然环境中的土工结构，受其所处气候条件、工程地质及人类活动的影响，容易产生翻浆冒泥、路基下沉等病害，给列车安全运营带来严重威胁。本文对铁路路基存在的问题进行了简单分析，同时针对铁路路基病害提出了相应的处理措施。关键词:铁路;路基病害;处理措施路基是轨道的基础，也叫做线路下部结构。若路基不稳，上部焉之？进入21世纪以来，随着经济和技术的发展，铁路运输提出了大重量、高密度、高速度的技术政策，为适应主这一变化，必须提出与之适应的高标准的路基设计标准，并严格控制工程质量和运营阶段的病害处理。对于工务部门，运营阶段路基病害的处理尤为重要。铁路路基存在的问题主要有翻浆冒泥、路基下沉、路肩冲刷、边坡坍方、滑坡、岸边冲刷、泥石流、路基冻害等等。1.翻浆冒泥翻浆冒泥是路基的常见病害,基床翻浆冒泥是指土质基面或风化石质基面被水侵蚀软化,在列车动力作用下发生软化或触变、液化，形成泥浆,列车通过时轨枕上下起伏使泥浆受挤压而通过道床孔隙向上翻冒，造成道碴脏污、板结进而使道床降低或丧失弹性。主要分为土质基床翻浆、风化石质基床翻浆和裂隙泉眼翻浆。其发生的原因主要有道床脏污、基床土质软化、排水不畅、养护作业不当以及列车的动力作用等。工务部门整治翻浆冒泥应该以预防为主、防治结合为原则。日常工作中应及时对排水沟进行全面清理,保持排水畅通,使路基土体保持干燥状态。保持路基边坡整平,不留坑洼,夯拍密实。检查中发现路基有翻浆冒泥的趋势时,应对脏污的道床及时安排清筛,严格控制清筛质量。翻浆冒泥发生时,如果翻浆以下部分的土体土质尚好,可以将表层土挖掉,换上优质填料,然后按既有结构设置;如果路基土体严重恶化,经测定无法再使用,而且区段较长,可以采取砂垫层夹土工布的做法,有计划地进行整治。2.路基下沉路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致，与填料的级别、压实标准与质量有关。由于路基土密实度不足或地基松软,在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。一般经过列车运行一段时间后,下沉会趋于缓解。局部下沉也会造成线路不平顺。路基下沉的处理方法有换土垫层法,即将软弱土或不良土开挖至一定深度,回填抗剪强度较大、压缩性较小的土;挤淤置换法,即通过抛石或夯击回垫碎石置换淤泥达到加固地基的目的;对于新修路段可以采用排水固结法和加载预压法,即在天然地基上填筑路堤,为保证工后沉降要求,除采用袋装砂井、塑料排水板和砂垫层在地基中设置竖向排水通道,加速土体沉降固结外,在路基达到设计标高后,将轨道结构和列车荷载换算成预压荷载,预加到路堤上,达到预压沉降要求后,卸载、铺设轨道结构。3.路肩冲刷路肩冲刷多发生在多雨水地区,路肩冲刷多发生在多雨水地区,由于路肩排水设施不当,会造成雨水的汇流与囤积,雨水的流动作用会带走路肩土,这不仅会增加维修作业的难度,而且还会大大降低路基整体稳定性,因此在多雨水地区,应当适当加宽路肩、选用优质路基填料、严格控制压实质量、并且做好防水及排水设施。4.边坡冲刷边坡冲刷指较高大的土质路堑、路堤边坡、岸坡（滨河、河滩、海滩和水库（塘）的路堤边坡）或严重风化的软质岩石边坡受到水流的冲蚀、冲刷作边坡冲刷用向形成冲沟或冲坑为边坡冲剧.其危害程度因水面宽、水深、流速、流向、旋流、水流含泥量等的不同而异,并同岸边岩土的抗冲能力有关。边坡冲刷分为边坡淘刷和边坡冲沟。对于边坡冲刷的重点处所要以预防为主、防治结合为原则。首先，为了防止河岸路基遭受冲刷,可修各种路基挡土墙和圬工护坡,并将基础埋置于淘刷线以下。基础埋深不足时应按不同河床堆积物的情况在脚墙外修较宽的沉排、石笼,或堆垒大量漂砾或混凝土块体,或砌筑圬工护墙;其次，经常检查，特别是洪水期间和洪水过后，应进行全面检查，范围不大的损毁，应及时修补；范围较大的损毁，应充分调查，分析原因，而后制定整治措施。第三，调查重点应放在水下部位。特别是直接防护工程的水下部位，基础冲空往往是导致路堤突然坍滑的主要原因。对于水毁设施的修复，应充分考虑原设计意图，以防新增设施造成新的不良后果。5.路基崩塌落石崩塌落石是堑坡或其上山坡的岩块土石发生崩塌或坠落造成危害的地质现象。具有突然、快速和较难预测的特点，是地形、地质比较复杂的山区铁路十分常见的路基病害，对铁路行车安全危害甚大，经常导致中断行车，甚至列车颠覆。其表现形式有剥落、碎落、滑坍和崩坍。工务部门对路基崩塌落石的防治应该以预防为主、防治结合为原则。首先，对于存在崩塌落石隐患的地段应采用拦截、遮拦、支持加固、做护面护墙等防护措施确保安全。其次，对于存在崩塌落石隐患的地段应进行定期检查、经常检查和雨季汛期检查。所谓定期检查是指春检和秋检，对存在崩塌落石隐患的地段及其防护建筑物进行全面地检查。春检时发现的问题，应采取防范措施安全渡汛；秋检时是检查汛期过后崩塌落石处所的变化情况及防护建筑物的破损情况，分轻重缓急，安排路基大、维修计划。雨季汛期应加强检查力度，执行雨前、雨中、雨后检查制度，是防止崩塌落石事故的有效措施。及时清理被拦截的崩塌坠落土石，修理被破坏的建筑物及排水设备。第三，对范围大、数最多、危石分散、清除整治困难的崩塌落石地段，应设置报警装置，以防发生事故。6.滑坡滑坡指影响路基稳定的土（岩）体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡.工务部门应对滑坡区的地表排水设备和地下排水设备应定期进行检查，并及时清理和疏通。对失效或损坏处所，应及时修补或整治，确保排水设备无淤积、无漏水、无冲刷、排水畅通、沟涵相通。滑坡区的防护和加固建筑物，应保持完整无损，如有开裂、滑移，必须认真查明原因，采取治理措施，不可麻痹大意，要防患于未然。对规模大，情况复杂的大滑坡，虽经模治仍在缓慢变形或间歇变形，应对其认真观测，实行动态监控，掌握变化规律和发展趋势，以便及时采取有效措施。保护好山坡植被，搞好水土保持，也是滑坡区养护维修的重要任务。7.泥石流在地质不良、山坡陡峻和沟床纵坡较大的地区,由于强大的降水(暴雨、融雪、冰川)而形成的一种含有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流称泥石流。在地震烈度高的山区,特别是在深大断裂地区,以及岩体破碎和岩性不良地段,由于坍塌、滑坡和水土流失严重,提供了丰富的固体扩散物质来源,泥石流往往容易发生。泥石流的危害主要是堵塞和破坏桥梁涵洞,掩埋和冲毁路基。泥石流防治主要是:首先要在水土流失严重的山坡上筑水平沟,以保持水土和恢复植被,并对坍塌和滑坡等进行治理,以减少产生泥石流的土石来源。如在坍塌滑坡严重的支沟中修拦河的谷坊坝,制止沟床下切,以控制山坡病害的发展和停积泥石;在泥石流沟中选择上游宽阔而出口狭窄处修坝拦淤;下游洪积扇地段改直沟道,以避免泥石堆积。铁路以在洪积扇以上泥石流输送地段通过为上策,或以一孔桥跨过,或以明洞自沟底以下而过,也可在铁路上方修渡槽将泥石送走。8.路基冻害冻害发生在寒冷地区，如路基土为透水性较差的细粒土，当含水量较高或路基面积水，在冻结过程中。土中水重新分布和聚集形成冰块，又引起不均匀的冻胀现象。冻胀是由于路基下部的水向上集聚并冻结成冰所致，过大的冻胀可使柔性路面鼓包，开裂，使刚性路面错缝、折断，冻胀是翻浆过程的一个阶段同时也是一种单独的路基病害。冻害发生后，首先应认真进行调查，弄清冻胀发生部位、形状、高度、起落及发展过程，弄清冻胀土层的性质被、结构及水文地质条件，以便分析冻胀产生的原因和变化规律，然后提出相应的整治措施。常用的整治措施有∶①修建减少路基基床含水量的排水设施。如修建具有抗冻防渗能力的地表排水设施，以防治因地表水节而引起的冻胀；修建渗沟、暗沟、截水沟等，截断、疏导地下水或降低地下水位，以防治因地下水补给而引起冻胀。②挖除冻害地段的基床土，换填无冻胀或冻胀很小的碎石、河沙、砂类土等。换土深度应主冻结试之下，换土宽度应包括路肩在内的整断面更换。③在基床表层铺设保温层，改善基床温度环境，使表层下的基床土不冻结或减小冻结深度。保温材料一般用炉渣，其导热系数小、，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保温材料。国外经验表明，用泥炭或冷压泥炭砖作保温材料，效果良好，使用时间长。湿度大的泥炭在水分冻结时，会释放大量潜热，能防止泥炭进一步冻结。④人工盐化基床土。用氯盐（NaCl）整治路基冻害，费工较多。效果虽明显，但有效时间短，一般只用于基床表层冻胀地段。选择上述措施时，应注意总体效果，考虑相互配合，以期达到根除冻害的目的。结论工务部门在日常维修过程中，针对各种路基发生的各种病害，及时采取有效的处理措施，保持路基良好的使用性能，使之能够适应大重量、高密度、高速度的技术政策。[参考文献][1]王其昌.高速铁路土木工程.西南交通大学出版社,1999,(9).[2]李成辉.轨道.西南交通大学出版社,2004,(11).[3]李远富.铁路规划与建设.西南交通大学出版社,2008,(1).