浅谈铁路路基病害原因及整治措施
2015-07-29
引言
路基是铁路建设中的重要组成部分，其质量的好坏直接影响了铁路的使用性能，而在现实中，由于需要反复承受各种荷载和自然因素的作用，导致路基的形状、边坡坡度发生改变，严重影响了铁路的质量和稳定性。产生的路基病害也是多种多样的，最常见有翻浆冒泥，边坡冲刷，挤出变形，路基崩塌落石等，路基病害的产生不仅与地质、设计、施工等路基形成前的各个环节有关、而且也与路基形成后的养护和管理有关，彻底的控制路基病害的产生是不现实的，因此，只能找出其产生的原因并做好防范，从各个环节注意，采取一系列切实可行的措施，提前治理和预防路基病害的产生。
1、铁路路基病害类型及原因分析
铁路路基在长期使用过程中，由于自身土体的自重、铁路轨道、行车的荷载和多种自然因素的影响下，各部位产生变形、位移，如翻浆冒泥、路基下沉、挤出变形、边坡坍方、边坡冲刷、陷穴、滑坡、水侵路基、冻害等，严重危及铁路路基的整体性和稳定性。
1.1翻浆冒泥
路基因为要承载列车的荷载量，所以要具有较高的强度，如果路基的强度不够，则在列车的反复碾压过程中则会出现裂缝、鼓包、冒包等现象，导致翻浆病害的发生。路基出现翻浆病害，主要原因是路基在施工过程中质量没有达到标准，路基的强度不够，同时施工中的土质不合格，也能导致路基出现翻浆病害，特别是当雨季时，病害将更加严重。
1.2边坡冲刷
靠近河流、河滩、水库及低洼地带的路基，因常年或是季节性受到水流的冲刷、渗流等作用，很容易造成路基冲空，边坡滑坍等病害发生。
1.3挤出变形
路基的土质如果有软土存在，则土质很难达到密实度，这样在长期的荷载下，软土则会处于流动状态，当达到一定承受点时则会产生一定的张力发生变形或是破坏。
1.4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。
1.5路基冻害
中国内蒙古地区，为季节性冻土地区，地表土层一般冬季冻结，春季开始融化，夏季除永冻层外将全部融化。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。
1.6路基雪害
在我国的内蒙古省区，属寒温带大陆性季风气候，全年降雪天数190～200d，积雪天数160～180d，最大积雪深度200～1000mm。年平均风速4.4m/s，最大风速40m/s。该区的铁路线路，冬季常被雪埋，严重影响行车安全。易于积雪地段由于铁路线路的地形、地貌及其与主风向的夹角各不相同，线路积雪的程度也不一样。
2、铁路路基病害的预防与整治
2.1基床翻浆冒泥、下沉外挤的防治
2.1.1排水
适用于排水不良而导致的基床病害，如路堑和站场。疏通或修建防渗侧沟、天沟、排水沟等地表排水系统;修建堵截、导引、降低地下水位的盲沟、截水沟、侧沟下渗沟等排除地下水或降低地下水位系统。以消除或减小地表水和地下水对路基基床的侵害，使基床土经常保持疏干状态。
2.1.2提高基床表层强度
适用于基床表层土承载力不足导致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用换渗料土(二合土或三合土)及换砂。换填深度应以满足承载力要求为原则。
2.1.3使基面应力降低或均匀分布。
2.1.4土工膜(板)封闭层或无纺土工纤维渗滤层
这是近年广泛应用的防治基床病害的新工艺，它有隔离地表水、过滤基面水和均布基面应力等多种效用，常与换砂、砂垫层配合使用。作为隔断排水层的材料，它能渗水，又能隔断粘土细粒，具有足够的强度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但这种材料造价较高，使用寿命尚有待测试。
2.2路基滑坡的防治
2.2.1抗滑挡墙
它是广泛应用的一种防治滑坡措施。它施工方便，稳定滑坡收效快。抗滑挡墙多为重力式，石砌，也有用混凝土或钢筋混凝土的。
2.2.2抗滑桩
它是利用桩在稳定岩土中的嵌固力支挡滑体的建筑物。它具有对滑体扰动少、操作简便、工期短、收效快、对行车干扰小、安全可靠等优点。抗滑桩多为挖孔或钻孔放入钢筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑桩在滑动面以下的锚固深度，应根据滑体作用在桩上的主动土压力、桩前的被动土压力、岩土性质等来确定。
2.2.3锚杆挡墙
是一种新型支挡结构，由锚杆、肋柱和挡板三部分组成，用于薄层块状滑坡或基岩埋深较浅、滑体横长滑面较陡的滑坡。具结构轻盈，节约材料，适宜机械化施工，提高生产效率等优点。
2.2.4抗滑明洞
若滑动面的下缘处在边坡上的较高位置，可视地基情况设置坑滑明洞，洞顶回填土石支撑滑体，或滑体越过洞顶落在线路之外。但这一措施对行车干扰大、施工困难、造价昂贵，只有在其他措施难以奏效时采用。
2.3路基冲刷的防治
位于河流岸边、河滩或水库岸边的路基，因常年或季节性水流冲刷、波浪和渗流的作用，往往造成路基冲空、边坡滑坍等病害。防治这类病害，必须掌握水流性质、变化规律及可能对岸边或路基造成危害的性质和严重程度，使防治措施准确到位。为此，应细致地调查勘测、精心分析，提出符合实际的科学结论。
2.4路基崩塌落石的防治
2.4.1拦截类适用于小规模、小块体的崩塌落石。拦截构造有落石平台、落石坑、落石沟、拦石墙、钢轨栅栏及柔性拦石网等。
2.4.2遮栏类应用于规模较大的崩塌落石，遮栏建筑有各种明洞和棚洞修建明洞、棚洞，既可遮挡崩塌落石，又可对边坡下部起稳定和支撑作用。
2.4.3支挡加固类适用于不宜或难于消除的大危岩或不稳定的大孤石支挡建筑有支顶墙、支护墙、明洞式支墙、支柱、支撑等。
2.4.4护坡、护墙适用于易风化剥落的边坡。边坡陡者用护墙，边坡缓者用护坡.
2.4.5改线绕避上述措施不能奏效时，应考虑改线绕避。
2.5、路基冻害的防治
2.5.1保持道床清洁，防止泥土混入，及时清除土垅，以利排水。
2.5.2路肩和边坡保持平整，无坑洼、裂缝、防止积水下渗。
2.5.3侧沟、天沟等地表排水设施及渗沟、暗沟等地下排水设施应保持工况完好，畅通无阻，防止或减少水对路基的补给。整治措施冻害发生后，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。
2.5.4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。
2.5.5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。换土深度应在冻结层之下，换土宽度应包括路肩在内的整断面更换。
2.5.6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
2.5.7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。
结束语
铁路是国民经济的大动脉，能够带动经济的快速发展，同时也是人们出行及物流运输的重要保障，铁路的安全关系着国家和人民群众生命和财产的安危，因此对铁路路基的病害需要加强治理，从而保证列车的安全运行。
