张军军
中水电四局武汉轨道交通工程有限公司 湖北 武汉 430000
摘要：土壤的质量对陆地铁路的建设有着重要的影响，对于土壤质量较差的土壤来说，需要适当地采用一些改进技术，对土壤进行改性或采用岩溶注浆的方法等为建造铁路打下坚实的土壤基础。本文就膨胀土的改性与岩溶改造，对CMC膨胀土生态改性剂以及岩溶施工工艺等方面进行具体分析,。
关键词：土壤改良 膨胀土 CMC膨胀土生态改性剂 岩溶注浆
引言：膨胀土这一类的土壤遇水膨胀，而失水就会收缩，在遭遇雨雪的情况下，极易沉陷，坍塌，对于重载铁路路基的建设极为不利，需要对这一类的土壤进行改性处理，而对于一些岩层类的土壤需要进行岩溶注浆处理，确保铁路路基的质量，也为铁路正常建设做好准备，保证我国铁路建设的质量。
一、传统的膨胀土改性技术概述
由于膨胀土的分布范围广泛，且其所分布地区大部分仍有居民居住，而其因为雨水等的原因，极易出现滑坡、坍塌事故，对人们的生存以及铁路的建设造成极大的损害。而针对这一问题的研究与解决方法主要是针对膨胀土的判别以及雨水浸入的影响，而主要的解决方法也相对保守，其方法的核心是预防，即对于这类土壤进行边坡封闭防护以阻止降水被这类土壤所吸收，影响土壤的质量。具体的操作方法是用浆砌片石进行铺整防治，混凝土铺满以及用土钉墙加固边坡等。在对于膨胀土路基的处理上，主要采用的方式是更换填土，在膨胀土路堤坝中掺入一些石灰、水泥等，这些方法的效果较好，但在具体的施工过程中，工程量大，且经济性较差。总体来说可，传统的膨胀土改性技术不能从根本上进行土壤的性质处理，达到彻底性的解决土壤问题，存在处理工序复杂，经济性差的问题。
二、CMC膨胀土生态改性剂的具体介绍
（一）CMC膨胀土生态改性剂的改性原理
CMC膨胀土生态改性剂主要基于离子交换作用以及再生原理进行土壤的改性。具体来说，一方面CMC膨胀土生态改性剂利用自身在水中的电离出来的离子与土壤中的铝离子产生络合作用，再将包含铝离子的树脂络合物与土壤绝缘体作用，使得树脂得以再生。经过离子交换作用之后，土壤中获得了亲水性较低、粘结力较强的铝离子，此外土壤中获得了大量的自由水，自由水在土壤中经过一系列的重力、蒸发等作用进行排除，改变了膨胀土的颗粒结构特征，增强了膨胀土的水稳性，使得膨胀土的土壤特性被彻底改变，具有稳固的土壤特性；另一方面CMC膨胀土生态改性剂并不是一次性产品特点，它的作用效果并不会随着时间的推移而消退，而是一种稳定的与水有关的作用，当遇到雨水，它的作用反而会随着雨水的渗透到达雨水能达到的深度，从根本上解决了雨水渗入对膨胀土的影响。
（二）CMC膨胀土生态改性剂的改性特点分析
CMC膨胀土生态改性剂的改性特点主要分为以下内容，一是有效地改善了膨胀土本身受雨水影响较大的劣势，膨胀土经历雨水的冲刷，膨胀土内部结构中会大量聚集一些吸附水，在自然风干作用下并不能够有效地去除，不能够有效去除的水不断地积累反而造成土壤的湿长干缩。而经历改性之后，这些吸附水就有效地变成了自由水，在自然力作用下极易排除，使得膨胀土从而拥有了优于正常土的土壤特性；二是经历改性之后，这类土体具有良好的弹性，且不容易发生裂隙，具有人造沉积岩的一些特性；三是对岩土工程不会造成影响，对于水的渗透来说，未经处理过的土壤其中的气孔以及一些空的空间很多，水极易渗透进去，使得土壤颗粒膨胀，从而极易造成岩土工程被破坏，但经过此类改性剂处理后，并没有产生此类作用，也不会引起岩土工程的破坏。
(三) CMC膨胀土生态改性剂对土壤处理的优势分析
此类改性剂在对膨胀土的处理方面有很多优势，包括以下内容，一是改性之后土壤的效果变好，经过改性之后，土体的自由膨胀率下降到百分之二十之下，相较于之前未处理的土体来说，其实际的压实度承载比是之前的三十多倍，无侧限强度大约是之前的三倍左右，在水中浸泡七百多小时，并不崩解，表明其实际的水稳性在之前的程度上变得更好； 二是环境友好。改性后的膨胀土无毒，无腐蚀性，不易燃易爆无污染，属于生态环保产品，此外，经过改性后的土体仍可以种植花草树木，且相较于一般土壤还具有水土保持性好的特点； 三是在具体操作方面是比较方便的，它得主要操作是将铁路需要的路基进行处理，而这样的处理过程是相对简单的，简单来说是需要将需要处理的土壤与改性剂进行混合处理，在处理的过程中国是可以多组同时进行，流水线操作，这样可以有效地加快处理效率。四是经济性好，相较于之前的利用浆砌片石铺满以及混凝土铺满等来说，工程单价都较其降低了一半左右，对于大面积的膨胀土的处理更为经济有效。此外，对于各种类型土壤都比较适用，适合强、中、弱各种类型的膨胀土的改性处理，经济性较好。
（四）推广应用的实际情况反映
在实际的检测方面，主要在国家国土资源部岩土中心、武汉岩土检测中心、武汉岩士力学研究中心等进行检测，检测结果都呈现为良好，并获得了超过二十多份的权威的检测报告，在论文研究中被大量研究发表，在国家一些知识书籍方面也有涉及。在应用方面，主要是广泛应用在铁路地基处理和边坡防护工程，目前改性的处理面积多达两千多万平方米，从整体的铁路以及防治滑坡等自然灾害方面为国家的资金投入节省了20多亿元，在铁路建设以及土壤的改性处理方面都得到了广泛的应用以及一致的好评。
三、对于岩层地质的铁路路基的处理方法
对于我国的铁路建设来说，一方面要考虑膨胀土这一类的难以解决的土塘条件差的地质条件进行改性处理，另一方面也需要考虑一些岩层地质的铁路的建设，主要是考虑岩层的地质较为坚固，需要采用岩溶注浆的方式进行这类岩层的处理。具体来说，在具体的铁路路基规划时，需要探明路基总岩溶洞分布区的数量，岩溶的处理长度。对于此类岩溶段路基基底一般需要采用钻孔注浆加固以及混凝土补嵌等方式处理。而在实际的操作过程中，需要按照科学的施工工艺步骤进行，即从地质条件的勘察，具体地质的具体工艺的选择以及相关注浆工艺的质量保证、在施工过程中安全问题的管理、施工过程中环保问题的管理与解决等
四、采用岩溶方案处理地基的具体施工工艺介绍
（一）根据地质条件选择处理方案
对于不同类型的岩溶处理方案也应该不同，一般来说，常见的岩溶主要分为两大类，一是覆盖型岩溶，二是裸露型岩溶。对于第一种类型的岩溶，其特点是埋藏较深以及具有溶蚀裂隙发育，对其地基的处理办法一般是利用岩溶注浆技术进行注浆封闭土，在深入基岩方面内的深度最小为3m。对于第二种类型的岩溶，其特点是直接裸露的岩溶，在处理时一般要考虑回填封闭、盖板跨越以及支顶加固等处理方法。
（二）路基岩溶注浆的施工工艺
对于路基岩溶注浆来说，具体的施工工艺一般按照以下内容进行，一是勘察场地；二是进行位置测量；三是利用机械开孔，就位；四是岩石钻进，检查岩孔；五是制浆，注浆以及封孔。在勘察场地方面，需要注意的是重点勘察地层结构、地质构造、岩溶发育情况，对易引起路基变形的岩溶不稳定地区采用“探灌结合”的方法，先探明岩溶发育、分布情况，再具体问题具体对待处理；在测量方面，注意对于需要测量的位置进行复测多次测量，确保测量的准确性；在利用机械处理方面，主要根据地形选择合适的机械，在实际的钻孔处理时确保钻孔牢固，打孔时也不能左右摇晃，使得孔的质量较差。在岩石钻进时，根据岩层的特点选用合适的钻头，如岩石地质，需要选用直径较小的90毫米的钻头进行处理，此外，钻孔完成后，需要对岩芯进行编录，分层记录不同土层和岩层深度等具体细节内容，留有一定的记录，保证钻孔后续工作进行是有证可查；在注浆方面，一定注意需要首先试泵，这一操作之后，才能够做注浆之前的一系列操作，包括压水试验、浆液配制等。在完成注浆之后，并不你能够立即封孔处理，还需要做压水试验，综合性的探测等操作，确保注浆成功完成。
（三）质量保证与维护措施
在质量保证方面主要从以下内容进行，一是确保在冬季、雨季等季节进行重新、完整的施工规划；二是在质量保证方面制定目标、完善的体系以及详细的质量保证措施。具体来说，在冬季和雨季进行施工的过程中，需要考虑施工的气候，包括湿度、温度以及土壤此时的特点等，并同时注意施工是一些重要的材料的保温，地区的正常排水情况，为正常的施工以及施工质量的保证打下基础。在制定措施确保质量方面，应足够详细，尤其对于一些容易出现质量问题的细节，如：开启或关闭注浆泵时必须先开启或关闭化学注浆泵，以免堵塞管路等。此外，还应注意到注浆过程中数据的记录与整理，在整个注浆过程中，不能够为了追求注浆的效率而忽略了现场更多的细节质量的确保。
（四）安全环保方面的设计措施
对于实际的铁路路基的处理，需要在工程进行之前以及实际操作的过程中就严格遵守国家的安全规定，环保方面的规章制度，在国家颁布的这些规章制度范围内办事。具体来说，在安全方面应做到以下几点，一是制定完善的安全管理条例，涉及到安全管理的方方面面，对于实际的工作设备，场地的维护以及人员的施工安全等进行详细的安全管理；二是要求工作人员在考取安全管理良好以上的成绩证明之后，才能真正地到工位工作；三是对于工作人员应进行定期的安全培训，更新他们的安全知识，让安全的警钟长鸣。四是定期检查施工场地的安全，包括设备的运行安全，场地的安全等。
在环保方面，主要是在注浆的过程中，尽量不污染土壤、水资源，保持水土；在施工规划的范围内进行施工，不占用耕地，不将有污染性的垃圾进行随地排放等。
（五）铁路工程路基施工技术
铁路路基施工技术在不同环节具有不同的性能特点。对于路基试验段，在路基施工前，施工人员应遵循具体的施工图，路基设计人员应选择路基一定距离并配合技术。在施工之前，人员首先要进行压缩维修的测试工作。为了获得真实可靠的数据，根据数据值选择要填充的材料和填充层的厚度，以进一步获得最可靠的路基施工方法和工艺参数。另外，在对地表进行处理时，必须根据具体的设计要求和施工规范在地表进行施工，为路基施工打下良好的基础。路基填筑时，应按不同阶段进行不同的工作，以确保每个施工环节的合理和质量合格。当开挖处于特定的开挖阶段时，根据当地的地理条件，该项目的实施会根据当地的条件进行，当然，在具体的施工过程中也会遇到。由于施工土壤质量的差异，施工工作更加困难。派出调查小组处理不同土壤质量的相关施工工作。这里应注意，施工人员必须了解设计师的设计理念，并根据他们的设计进行进一步的施工工作，可以针对不同的土壤尝试不同的方法，例如，当土壤相对坚硬时使用喷砂处理，施工结束后，路基工程应分别进行路基的质量检查和沉降试验，以确保路基的安全通过。
五、结语
我国的铁路建设是一项国家重点关注的基层交通建设内容，其中对于膨胀土以及岩层的处理是铁路路基建设的重要障碍。对于膨胀土的处理，目前是采用改性处理，其效果、经济性都较好，而对于岩层地质的处理士采用岩溶注浆的方法也取得了较好的处理结果，确保铁路路基建设的顺利实施。
参考文献：
[1]王成森. 浅谈重载铁路路基改良土施工技术[J]. 商品与质量:房地产研究, 2014(2):464-464.
[2]客货共线铁路路基工程施工技术指南TZ202-2008.北京：中国铁道出版社.2008
[3]铁路路基工程施工质量验收标准。北京：中国铁道出版社。2010
[4]新建邯郸（邢台）至黄骅港铁路工程路基施工技术指南