鐵路路基病害整治技術探究

1、鐵路路基病害整治技術探究1引言隨著我國高速鐵路的相繼建成和通車運營，受列車荷載作用及水文、氣候等自然條件影響，高速鐵路路基病害日漸增多。按照京津城際、武廣等高速鐵路路基的病害狀況，并參考國外高速鐵路路基病害成因，高速鐵路路基病害主要表現(xiàn)在基床病害，邊坡溜坍、沖刷，過渡段不勻稱沉降等方面。2路基基床病害2.1基床面翻漿冒泥基床表面翻漿冒泥是高速鐵路主要病害之一，高速鐵路路基基床表層由級配碎石填筑而成，在高速列車的振動作用下，級配碎石層中自由水產生較高的壓力，引起承壓水從伸縮縫消散的同時，也流失了級配碎石層中細顆粒。隨著泵吸作用的加劇，細顆粒不斷流失，終于導致級配碎石層翻漿冒泥。對于無砟軌道路基，

2、倘若高速鐵路路基兩線間未設置縱向排水溝，地面有水時，地表水排水不暢，雨水不能準時排出，即地表水易滯留在兩線間，而兩線間路肩封閉層又設置了大量的橫向伸縮縫，雨水便沿著封閉層伸縮縫滲入到混凝土底座下部的級配碎石層中，在列車動荷載作用下產生翻漿冒泥。另外，地下水發(fā)育的路塹邊坡，在列車荷載作用下，地下水冒出支承層，通過支承層與道床板，從裂縫流出，導致基床面翻漿冒泥。無砟軌道路基基床表層瀝青混凝土防水層的作用是使路基不受地表水的浸入，避開基床面因水浸蝕而產生病害;防水層的質量直接影響基床表層?；脖韺訛r青混凝土防水層的質量對基床面的影響主要表現(xiàn)在:環(huán)境高溫可能導致路肩混凝土防水層上拱，倘若伸縮縫未切通，

3、或伸縮縫深度不夠，則會使防水層可能開裂，從而導致地表水經(jīng)裂縫滲入路基基床表層，且不易準時排出，在列車動荷載反復作用下，導致基床面翻漿冒泥。2.2基床下沉外擠基床下沉外擠病害一般分為基床下沉和基床外擠兩種表現(xiàn)形態(tài)。其形成的緣由同基床翻漿冒泥病害類似，當基床下沉外擠病害形成時必然同時受到水的侵蝕、列車動荷載作用、不良特性的基床土等因素共同的影響。基床下沉病害的表現(xiàn)形態(tài)常分為基床面消失沉落、基床消失道砟囊或道砟沉陷。該病害主要影響因素為軌道和車輛方面缺陷、路基剛度、道砟材料性能和壓實度、碎石道床鋪設質量。在高速列車作用條件下，軌道和車輛方面的缺陷將較大地增強動態(tài)輪荷載，導致道砟不規(guī)章沉陷的產生和進展

4、，而道砟沉陷又反復影響著影響動荷載的大小。另外，道砟材料性能及鋪設質量也是導致道砟沉陷的直接因素。道砟的壓實密度應有其合理的最佳值，一方面需要考慮其分配荷載作用，道砟層應盡可能有彈性(較小的密實度);另一方面為削減沉陷，道砟面應有足夠的剛度，以滿意承受較大荷載的需要。路基剛度對基床下沉外擠的影響主要表現(xiàn)在基床土被水侵蝕后極度軟化。病害多發(fā)生在基床為中、高塑性的黏性土、淤泥、泥炭風化殘積土、粉土質黏土等土質條件，或基床填筑密度不足，或運營條件轉變時。當路基基床部位因為地表水的嚴峻滲入或路塹地段因為地下水位較高，基床土處于常常飽和狀態(tài)時，往往會導致基床土極度軟化，在列車動荷載作用下形成下沉病害。除

5、一般地區(qū)外，凍土地區(qū)的路基在一定條件下因凍土特性亦發(fā)生道砟陷槽、基床沉落現(xiàn)象;黃土地區(qū)的路基因黃土特有的濕陷性，當人工夯填不實或基床遇水后也常發(fā)生沉陷變形;鹽漬土基床因填料中的過量有機質會降低透水性、提高壓縮性，遇水后會處于較長期的軟塑狀態(tài)。為保證列車能平安和安穩(wěn)運行，路基基床需保持良好的質量狀態(tài)。對于路基基床病害的預防，首先應加強路基基床部位、附近的地面排水、地下排水設備的養(yǎng)護與修理工作，保持排水暢通，避開基床部位積水，使路基處于干燥、堅實、穩(wěn)定狀態(tài)，確保路基結構強度與整體穩(wěn)定。做好線路設備的養(yǎng)護修理工作，保持軌道穩(wěn)定、平順的良好狀態(tài)，削減列車動載對路基基床作用的不利影響;另外，在基床病害的

6、發(fā)生初期，應準時實行措施舉行病害整治，防止基床病害進一步擴大而導致路基永遠變形。對于路基基床病害整治，應按照現(xiàn)場調查和實驗檢測結果，分析決定基床病害位置、深度及病害類型。按照高速鐵路既有線的特點，基床狀態(tài)實驗檢測應不干擾行車或少干擾行車，為此需采用的檢測手段應力求精確客觀及迅速便利，以便為基床病害整治工作供應精確牢靠的信息。基床病害的整治措施主要包括:疏通排水設施，避開水浸入基床;封閉基床面，防止地表水滲入基床部位造成基床表層軟化，減小動荷載對基床土體內水的泵吸作用，阻隔翻漿體上冒污染道床;換填基床表層，強化基床上部的結構強度，提高基床表層的承載能力;采用樁體加固基床，提高基床部位的承載力。3

7、邊坡溜坍、沖刷鐵路路基修筑以后，暴露的路基邊坡，除受地質構造、地質、土質、地形的影響外，還受到降雨、融雪、地下水及河川的侵蝕、地震、人類活動等的影響，往往形成各種類型的路基坡面病害。路基坡面病害指受自然應力作用而發(fā)生在路基坡體表面范圍內的變形和破壞，其變形和破壞是由坡體表層局部逐步擴大到囫圇坡面。路基坡面病害類型主要有坡面溜坍、坡面坍塌、坡面沖刷及坡面倒塌等。3.1路堤邊坡問題高速鐵路路堤邊坡主要是采用加寬超填(填筑完成后刷坡)或專用邊坡壓實機械施工。雖然路堤邊坡不直接承受線路上部結構靜荷載和列車行駛的動荷載，但倘若其密實度不足，或邊坡防護及防排水工程不完美，則坡面在雨水的沖刷下易形成沖溝或淘

8、空路基，進而使邊坡坍塌;路堤邊坡密實度不足，還會使土體的黏聚力和摩擦角減小，土體的抗剪強度下降，從而影響路堤邊坡和路堤整體的穩(wěn)定性。3.2路塹邊坡問題路塹邊坡易產生溜坍，在排水系統(tǒng)不完美，平臺截水溝未接通吊溝或引出路基外的地段，當碰到長期陰雨或暴雨時，雨水滑裂隙下滲，使路塹邊坡表層飽和，或水直接沖刷路塹邊坡，導致邊坡失去穩(wěn)定造成溜坍。另外，對于高度較高的路塹邊坡，其土壓力大;地質不良或塹頂天溝開裂下沉、天溝基礎土體不密實時，繼續(xù)降雨易導致路塹邊坡滑坡。鐵路路基邊坡主要是對路基起防護作用，其質量對路基的穩(wěn)定性和耐久性有著重要的作用。雖然路基邊坡不直接承受線路上部結構靜荷載和列車行駛的動荷載，但倘

9、若路基邊坡消失病害，則易產生路肩下沉、邊坡坍塌等隱患。對于路基邊坡病害的預防和整治，應在加強和維護防排水的基礎上，治理邊坡病害。路塹側溝、路塹天溝、平臺截水溝及吊溝應保持通暢和無積水，準時修補裂縫、勾縫脫落、石塊松動脫落處，疏通路基支擋結構等建造物的泄水孔，夯填砌體與土體間離縫，勾補脫落損壞的灰縫。路基邊坡病害治理應按照坡面病害的類型、病害產生的緣由、工程與水文地質狀況、氣候及施工條件等因素決定，通常采用植被防護、骨架防護、封閉式防護等多種措施綜合治理;此外，還應常常對路基坡面舉行養(yǎng)護，詳細措施包括修補邊坡植被，清除零星坍體及設備上的土石積累，清除坡面的零星活石及松動孤石，夯填影響坡面穩(wěn)定的土質坡面裂縫，整平路肩，清除路堤肩緣下的棄砟棄土，處理路肩低洼處的積水。4結語對于既有高速鐵路路基病害的整治，應就不同地域、不同特點的路基病害實行不同的整治措施，在判明成因的基礎上，針對關鍵因素決定適合