加固技术在铁路路基工程中的应用
2016-02-29
一、前言
铁路路基又称为铁路线路的下部结构，它是支撑铁轨与火车承载能力的建筑结构。铁路路基是整个铁路工程施工过程中最为基础的环节，对整个铁路工程的安全有着深远的影响，它是铁路整体工程的关键，铁路路基质量好坏对铁路后期的运转是否安全和稳定有着直接的影响。铁路路基工程大体包括建筑铁路路基本体，路基加固工程，路基的基本维护工程，路基排水工程以及路基支挡建筑工程等等。铁路路基工程是比较复杂的，它涉及的面比较广，比如强度、安全性和牢固性，而这些属性又受到很多因素的制约。
二、铁路路基工程加固的必要性和重要性
随着我国铁路事业的日益发展，近几年来，高速铁路的投产与应用越来越广泛。在我国六次火车大提速的过程中，在线路平面、轨道结构、桥梁、机车车辆和信号系统等方面进行了大量的有关研究和改造工作。但路基方面的研究和改造一直处于次要地位，同时在高速铁路的使用中发现了一些较为棘手问题。比如在火车与铁轨接触过程中，伴随着火车速度的不断提升，制定了一些基础设施的新标准，如：机械设施和铁轨路基等。这些标准大致可以归纳为两个方面，第一是随着火车行驶速度的不断提升（速度达到甚至超过了300千米/小时后），空气动力性能已经发生了较大的改变，对火车的设计结构和铁轨路基等基础设施提出了更高的要求，同时由于行车速度的提高，列车对路基产生的动应力增加，特别是原有的路基病害处，动应力加大致使病害加重，病害加重又致使轨道状态恶化，造成线路的恶性循环，影响行车安全。第二，随着列车速度提高，对列车乘座的舒适度有了进一步的要求。对列车平稳性指标和车体震动加速度指标提出很高的要求，要求全部要达到优的标准。这就要求路基具有更好的均匀性，并保持良好状态，对路基的强度、刚度和稳定性提出了更高的要求。
综上我们可以看到，在铁路建设中，铁路路基工程是最为重要的环节，只有扎扎实实的做好路基工程的质量，才能确保铁路运转的正常，更好的推动国民经济的快速发展。
三、影响铁路路基的因素
铁路建设过程中铁路路基的强度、安全性和牢固性等重要属性受到很多因素的干扰和制约，给工程的施工造成很大的困难，那么铁路路基工程都会受到哪些具体因素的影响呢，以下进行详细的介绍：
3.1 水分因素的影响
在铁路路基建设中，经常会受到水分因素的一些影响，例如在地质岩性比较明显的地段，由于土壤本身排水能力比较好，这时一旦出现大面积降水，则对铁路路基的排水影响是非常小的。但是如果铁路的周边土壤的地质条件岩性较弱，土壤过于松软，湿润性较强，则会直接影响到铁路路基的稳定性和安全性，对路基的沉降起到决定性的作用，对于水分较多土壤松软的地质，一旦发生强降雨，则十分容易将铁路路基两侧的土质冲刷掉，引发路基下沉，或者使路基的承载能力和牢固性受到较为明显的下降。
3.2 土壤性质因素的影响
铁路建设有如下的特点，覆盖面积广泛，规模庞大，路线长，因此在铁路施工建设过程中，会遇到不同类型的土壤地质，这些土壤地质类型情况各异，是造成铁路路基沉降的主要原因。例如，在黄土高原地区，因为黄土的湿润性比较好，且较为松软，所以很容易引发铁路路基的塌陷。
3.3 边坡因素的影响
铁路周边环境如：边坡的毁坏对铁路路基的安全性有着直接影响，如果边坡毁坏，那么很难保证路基的稳固性。影响边坡的因素很多，大体归结为两个方面，主要是降水降雨和风沙侵蚀等等。因此，在铁路路基施工中，工程设计人员一定要从科学性和合理性来设计边坡的结构，维护人员做好日常的维护保养工作，确保铁路路基不受损坏，同时还能够起到美化环境的作用。
3.4 路基工程的质量因素影响
路基工程建设施工质量因素属于人为因素，施工质量好坏能够反映出路基的实际情况。因此在路基施工过程中，要做好路基材料的选取，填筑的厚度以及受压能力等等，最大程度的确保铁路运转的安全性。
四、铁路路基加固技术的探讨
为了确保列车的正常运行，在铁路建设过程中路基的稳定性和安全性显得尤为重要，因此必须对铁路路基采取必要的加固和防护措施。下面探讨了几种常见的铁路路基加固技术和措施，具体描述如下：
4.1 加固的方式
铁路路基在建设中加固的方式主要有两个方面，一方面为路基预加宽，另一方面为路基预加高。路基加宽的方式一般是从铁路下部开始，即和地面接触的部位。铁路下部路基的加宽过程，一般要求一次完成，并且按照层次分割明确。路基的预加高方式，一般是根据铁路边坡的稳定程度，由低处向高处，逐渐成收缩形状，在预加高的过程中，要求路基之间要搭接牢固，同时对铁路的界限要严格注意。
4.2 排水系统
排水系统是铁路路基加固措施中非常关键的一个环节，保证铁路四周排水系统的通畅，才算是合格的路基工程。在路基加固中，应先建好延长涵洞，同时将沉降缝留出。可以采取如下具体的措施：路堤地段在天然护道外，单侧或双侧设置排水沟；路堑地段应于路肩两侧设置侧沟，堑顶以外单侧或双侧设置天沟；年降水量大于等于400mm地区，路堑边坡平台宜设置边坡平台截水沟；地面横坡明显地段的排水沟、天沟可在横坡上方一侧设置。当地面横坡不明显时，宜在路基两侧设置；地面排水设施的纵坡不应小于2‰。排水沟沟顶应高出设计水位不小于0.2m。
4.3 粘土固化浆液注浆加固技术
铁路地基处理的基本方法按作用机理可以分为置换、夯实、挤密、排水、粘土胶结、加筋和热学等方法，由于每种加固方法都有它的适用范围，因此，不可能采用一种加固方法而覆盖所有的路基加固，因此应根据路基的具体情况选择合适的加固方法。粘土固化浆液注浆加固技术是目前铁路路基加固工程中使用较为常见的一种新技术，这种技术可以发挥其强大的防渗堵漏的特点，为土质松软的地区，进行铁路路基改良和加固。粘土固化浆液具有较强的吸水性和抗流变能力，它能够在地下水流动较快的情况下完成注浆过程。根据实验表明，粘土固化技术具有较强的抗震性能，很好的保证了铁路路基的稳定性和抗干扰能力。加固完成后基床内沿深度形成纵向连续的树根桩，基床表面形成柔性封闭层，以达到提高基床承载力和防止地表水渗入的目的。此外粘土固化浆液主要由十分细致的粘土颗粒组合而成，因此具有较好的渗透性，能够深入到铁路路基的岩层中去，起到良好的加固作用。
五、结语
铁路工程是我国交通运输业中重要的环节之一，直接关系到我国交通网络的完善和运行的安全，在铁路建设中，铁路路基工程是最为基础的环节，铁路路基的建筑牢固性、稳定性以及可行性，直接关系到整个铁路工程的质量和安全。在铁路地基建设过程中，必须保证牢固性和安全性。只有确保施工的质量，同时继续进行路基加固新技术的研究，如抗滑支挡工程中，黏性土抗滑桩中桩上荷载的研究；软土地基加固措施及设计计算方法的研究等，如此可以保证整个工程的稳定和质量，促进我国铁路工程行业的健康发展。
