铁路路基的病害及其防治措施

发表时间:2020/12/23   来源:《工程管理前沿》2020年27期   作者:王治学1 彭恒超2
[导读] 我国铁路路基病害类型具有多样化特点,针对病害产生原因采取措施,可以从根源解决问题。
        王治学1  彭恒超2
        中国水利水电第四工程局有限公司,青海 西宁 810000
        摘要:我国铁路路基病害类型具有多样化特点,针对病害产生原因采取措施,可以从根源解决问题。路基病害产生原因与所在地质状况有密切关系,或是路基修建设计方案存在不合理之处,或是路基施工过程中操作不规范,每个环节都会对铁路路基质量产生影响。
        关键词:铁路路基;病害;防治措施
        1 铁路路基病害的具体类型及产生原因
        1.1 翻浆冒泥病害
        翻浆冒泥病害产生原因在于铁路路基的表层泥土比较特殊,泥土呈含粘粒或粉粒状态。这种类型泥土能随外界环境条件变化,使泥土属性发生改变。比如,由于路基中含有一定水量,列车在轨道上行驶过程中轨道不可避免会出现振动,这种振动和水相互作用使基床表层土出现软化甚至液化现象,最终形成泥浆。同时,由于轨枕受列车影响不断上下起伏,对路基基层土产生影响,泥浆因轨枕振动而受到挤压,因轨枕间存在空隙,最终泥浆从缝隙中不断翻冒。泥浆翻冒过程中会产生一系列恶性循环的后果。比如,泥浆翻冒会对道碴产生危害,表面脏污,出现硬化板结状况,物理属性发生变化,弹性降低,无法保证轨道质量安全,对行驶在轨道上的列车安全构成威胁。
        1.2 下沉病害
        下沉病害产生原因在于铁路路基本身在土层上存在问题。比如,路基泥土比较松散,与水接触后,在承受重力的情况下伴随列车行驶时的振动会引起路基变形,进而导致路基下沉。
        1.3 挤出变形病害
        挤出变形产生原因在于基床内部土较为特殊,通常呈软塑状态,与正常泥土属性存在差异,易导致基床无法承受列车压力,出现变形的病害。
        1.4 边坡溜坍病害
        边坡溜坍病害产生原因在于蕴含粘土质属性的边坡表层不断渗透地下水,表层含水量受到地下水渗透的影响,逐渐无法平衡含水量。当表层含水量失衡,稳定性变差,边坡会出现溜滑现象,甚至出现坍塌。
        1.5 边坡冲刷病害
        铁路路基出现边坡冲刷病害的原因在于其周边存在很多岸坡,比如,各种水库、河滩。这种边坡不断被水流冲刷,遇暴风雨等恶劣天气状况会冲蚀边坡。因冲刷力度大,很容易形成冲沟,这种冲沟就是边坡冲刷病害的一种表现形式。
        1.6 陷穴病害
        铁路路基病害另一种表现为陷穴病害,由各种洞穴下陷引起。比如,由于铁路路基下或路基周边存在隐形、较不稳定的洞穴,受外界环境影响时,洞穴会出现坍塌下陷,影响到周边铁路路基。洞穴类型很多,如动物挖掘形成的兽洞、自然形成的盐蚀溶洞等。如果洞穴较大,对路基影响程度也会加大,洞穴坍塌导致路基突然下陷,突发状况严重威胁人们的生命安全。
        1.7 滑坡病害
        滑坡病害产生原因较为单一,主要由于铁路路基所在位置的相关岩体比较活跃,容易出现滑坡现象,直接威胁铁路路基的稳定性。
        2 常见铁路路基病害的类型
        2.1 路基变形
        路基变形是常见的一种铁路路基病害,尤其是在路基施工时采用半填半挖、深填以及高填等情况,在立交桥互通匝道进行填方,使得公路在投入使用的一段时间后出现路基下沉的现象。造成这种现象的主要原因有2个方面,首先,基于施工因素所造成的,在公路工程施工时,对路基作业可能存在压实控制不足、分层过厚、施工出现疏漏、路基含水量出现问题等情况,使得路基在承受外力后极易出现变形的现象。其次,在材料方面,比如材料的最大干容重不足、材料的最佳含水量不足、材料的压缩系数过大以及在选择黏性土时选用的材料高塑性指数过大等,使得路基的刚度和强度不够,使得路基出现变形、开裂等质量问题。此外,由于社会经济的发展,大型车增多,同时还存在一些车辆超载现象,如果公路的级别不够,也会不能满足重载车辆的要求,从而导致路基变形。


        2.2 边坡滑塌
        边坡滑塌也是常见的铁路路基病害之一,并且由于边坡的土质不同、造成滑塌的原因不同以及最终造成伤害的规模不同,可以给边坡滑塌分为塌方和滑坡。其中,塌方主要由于土质边坡下移所导致的,其产生的源头是水破坏,还有很大一部分是由于施工不当而导致的。而滑坡则主要由于地质条件的不良所产生的破坏。由于岩体力学性质的特性,使得边坡稳定性有特有的丧失方式,例如坚硬的岩石稳定性的丧失大多是由于崩塌以及结构面控制型失稳,软弱的岩石是由于应力控制型失稳导致的。一般来说,岩体的地质性能越好,边坡稳定性会越好。
        2.3 路基沿坡滑动
        较陡的山坡填筑路基的底部大多会被水浸透,从而导致滑动面的形成,并且这种路基大多不存在对坡脚的支撑。当公路投入使用时,由于铁路路基的自身重力以及车辆行驶所产生的荷载作用力,使得路基会向倾斜方向产生向下的滑动,路基会无法保持稳定状态,严重影响公路的使用情况,这是路基沿坡滑动。铁路路基病害多是由于铁路路基的设计不合理,由于当前的公路工程建设在标准规范方面存在两个误区,首先是追求高、大、全,其次是在设计和施工时过于严格地按照标准来进行,导致无法依据工程施工的实际情况做出改变,在某种程度上无视施工的地理环境,而做出相应的设计。那么这些误区,会使得高填深挖路基大量涌现,会导致高路堤、高边坡的增多,为路基沿坡滑动提供了条件。
        2.4 路基沉陷
        路基沉陷主要出现在修建于软土地地基上的路基,由于软土地的特点所造成的,软土地具有含水量较多、抗剪程度较强,但承载力较低的特点,如果将铁路路基修在这样地质条件的地基上,很容易出现沉陷现象,甚至有可能出现滑陷、坍塌,给公路造成严重损害。针对这种情况,需要采用预压的方式来使得地基沉降稳定,进而对纵断进行调整。路基沉陷最主要的原因是施工不当,尤其是公路施工时如地下开挖、坡顶加载等,会导致施工中出现的边坡、路基失稳等现象,进而很容易引起路基沉陷。对于铁路路基的养护不当会使得路基发生沉陷,比如由于对公路路面的处理不当或者对损坏的交通设施没有及时维护,由于经过了车辆负荷的不断作用,会进一步的扩散、破碎,使得路面出现破坏,进而导致路基沉陷。
        3 铁路路基病害的预防与整治
        3.1 路基滑坡防治
        出现滑坡位置都存在地质问题,需要进行整改加固以防止再次出现滑坡现象。滑坡病害不是短时间内产生的,相关人员在防治路基滑坡病害时,要明确整个防治过程并提前采取措施、提前防治,避免该类病害的发生。需要注意的是,整治滑坡病害要尽可能一次性解决,从根本上保障铁路路基的质量安全。
        3.2 崩塌落石防治
        由于坍塌落石大小不同,需要根据具体情况采取不同措施进行防治。比如,坍塌落石较大,可以通过修建遮栏类建筑进行拦截。如果坍塌落石很难处理,可以通过支挡加固类建筑解决。另外,很多落石在滑落过程中都要借助边坡,若边坡较陡,需要另外修建护墙抵挡落石迅速滑落产生的力量,若边坡较缓,可以通过修建护坡拦截落石。
        3.3 基床翻浆冒泥以及下沉外挤防治
        水在很多病害中都会发生作用,并产生一系列影响。相关人员可以通过排水,对各种水渠进行疏通,确保路基内部含水量处于正常水平,从根源上解决病害。其次,要不断强化基床表层强度,提升其承受能力,防止出现裂土病害。更换填料是强化铁路路基表层强度的具体举措,将填料换成三合土,能确保基床强度,减少相关病害发生频率。
        4 结语
        我国经济发展需要借助铁路来保障各种生产活动的有序进行,铁路质量安全与人们生活息息相关,因此,要求相关人员了解铁路在使用过程中可能出现各种病害的成因,并针对不同病害类型找到有效解决方案,促进铁路行业持续发展。
        参考文献
        [1]王其昌.高速铁路土木工程[M].西南交通大学出版社,1999.
        [2]魏斌斌.金沙江下游库区复建公路路基病害类型、成因与启示[J].青海交通科技,2018(3):73-76.
        [3]赖锐.论山区公路路基病害及防治措施[J].四川水泥,2019(6):34.
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