高填路堤滑坍的搶險(xiǎn)與復(fù)舊整治經(jīng)驗(yàn)探討

胡 濤

(大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務(wù)段，山西 侯馬 043000)

高填路堤滑坍的搶險(xiǎn)與復(fù)舊整治經(jīng)驗(yàn)探討

胡 濤

(大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務(wù)段，山西 侯馬 043000)

針對(duì)侯月線高填路堤2013年主汛期多次發(fā)生滑坍的情況，選取其中兩處較典型水害進(jìn)行了對(duì)比，詳細(xì)分析了高填路堤滑坍水害發(fā)生原理及誘因，介紹了現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)方案及復(fù)舊整治設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)比總結(jié)高填路堤滑坍水害搶險(xiǎn)及復(fù)舊經(jīng)驗(yàn)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，確保行車(chē)、設(shè)備安全。

高填路堤，滑坍，搶險(xiǎn)，復(fù)舊經(jīng)驗(yàn)

1 工程概況

鐵路路基是鐵路軌道的基礎(chǔ)，與沿線的橋梁、隧道、涵洞連接成為一個(gè)線路的整體。鐵路路基必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，才能保證列車(chē)安全平穩(wěn)地運(yùn)行，以滿足鐵路運(yùn)輸?shù)男枰?。我段管轄的侯月線位于山西省東南部，是典型的山區(qū)鐵路，1995年建成通車(chē)，與梅河、沁河相傍，山高谷深，橋隧相連，高堤深塹連綿不絕。侯月線線路總長(zhǎng)150.513 km，路基本體總長(zhǎng)111.153 km，其中路堤地段65.348 km(59%)，路塹地段44.279 km。大量的高填路堤投入運(yùn)營(yíng)后均出現(xiàn)不同程度路基下沉、外擠等病害，不穩(wěn)定的高填路堤對(duì)線路養(yǎng)護(hù)和防洪工作造成了極大的威脅。

2013年主汛期侯馬北工務(wù)段管轄范圍內(nèi)氣候異常，特別是7月份降雨量顯著偏多～異常偏多，侯月線多次出現(xiàn)明顯的強(qiáng)降雨過(guò)程，雨日數(shù)達(dá)16 d。本月累計(jì)雨量最大多達(dá)461.2 mm；最大連續(xù)雨量160.5 mm；最大日雨量135.3 mm；最大小時(shí)雨量59.0 mm。

7月份持續(xù)的強(qiáng)降雨造成侯月線水害頻發(fā)，其中高填路堤滑坍水害是發(fā)生處最多、搶險(xiǎn)次數(shù)最多、水害損失最大的水害類(lèi)型。7月份侯月線共計(jì)發(fā)生高填路堤滑坍水害36次，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)420萬(wàn)元，所幸的是我段嚴(yán)防死守，雨中巡檢及時(shí)發(fā)現(xiàn)水害發(fā)生，并立即組織搶險(xiǎn)，有效地控制了水害的發(fā)展，36次高填路堤滑坍均未侵入道床，未中斷鐵路行車(chē)。

2 水害誘因分析

高填路堤滑坍多發(fā)生在粘土、裂隙土、軟土地段，其特征是土體從堤頂面或邊坡腰部向下旋轉(zhuǎn)式整體滑落，裂面上陡下緩，滑坍體的厚度一般在3 m以內(nèi)，有的大于3 m。針對(duì)此類(lèi)高填路堤汛期滑坍頻發(fā)的水害，我們通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、監(jiān)測(cè)、探測(cè)等手段，分析造成此類(lèi)高填路堤滑坍病害的主要原因有以下幾個(gè)方面。

2.1 路基本體原因

侯月線路基本體是1993年～1994年填筑的濕陷性黃粘土，由于當(dāng)時(shí)施工條件(施工機(jī)械、填料等級(jí)、施工質(zhì)量卡控等)原因，填筑路堤土體力學(xué)性能差，多數(shù)地段路基斷面不足，路基密實(shí)度不足。線路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，路基病害一直是困擾我段安全生產(chǎn)的一個(gè)難題，主要表現(xiàn)為高填路堤普遍下沉外擠，道床超厚，線路幾何尺寸無(wú)法保持，路基下沉造成路肩出現(xiàn)連續(xù)或不連續(xù)的裂縫。歷史曾經(jīng)發(fā)生過(guò)水害地段基礎(chǔ)依然薄弱，1998年降雨造成多處路基邊坡滑坍，當(dāng)時(shí)水害搶修時(shí)，對(duì)路基邊坡寬度不足地段采用卸山坯土幫寬路基，對(duì)于下沉嚴(yán)重地段采用“大揭蓋”的方法增設(shè)土工布、換填路基本體。但由于搶修時(shí)間緊等原因，幫寬路基與原有路基面夯實(shí)不足，雨水滲入形成軟弱面(層)。

2.2 氣候條件原因

雨季降雨量較多，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，路基含水增多，土體潮濕軟化，容重增大，強(qiáng)度減弱，滑坍比較活躍。加之氣候冷熱和干濕變化，促進(jìn)土體的變化、開(kāi)裂，尤其是黃粘土層開(kāi)裂后遇暴雨充水，很可能發(fā)生滑坍。

2.3 水的作用原因

地面水和地下水滲入滑坡體，潤(rùn)濕并軟化滑動(dòng)帶，在不同情況下產(chǎn)生靜水壓力，動(dòng)水壓力和上浮力，均促進(jìn)滑坍活動(dòng)。加之路基下沉點(diǎn)地勢(shì)較低，不斷的卸砟抬道，道床下路基形成“道砟囊”，容易匯集道床范圍內(nèi)的地面水，形成“包餃子”，線路翻漿、冒泥病害嚴(yán)重，雨水較大時(shí)，容易形成路基穿水，引起路堤滑坍。

2.4 人為活動(dòng)原因

1)列車(chē)荷載作用是邊坡失穩(wěn)的主要外界原因。列車(chē)在鐵路上運(yùn)行時(shí)引起基床振動(dòng)，在此過(guò)程中，路基中的土被壓實(shí)，產(chǎn)生較大的孔隙水壓，在孔隙水壓與彈性波的共同作用下，基床結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。

2)在路基下沉搶修時(shí)，為盡快開(kāi)通線路或保證暢通，盲目卸砟抬道來(lái)維持軌道幾何尺寸，反復(fù)卸砟抬道，增加了路堤上部重量，反而加快了路堤下沉速度，形成“下沉—卸砟抬道—下沉”的惡性循環(huán)，最終使路堤下沉發(fā)展成為路堤滑坍。

3)侯月線高堤地段增設(shè)防護(hù)柵欄時(shí)，采用L形板加寬路肩，增加了路肩的重量，也造成線路、路基排水不暢，加寬路基與原基床形成“兩張皮”，遇連續(xù)強(qiáng)降雨極易誘發(fā)路基邊坡滑坍。

4)日常維修時(shí)換軌、換枕施工將換下的舊軌、舊枕或備用材料集中堆放在路肩，未及時(shí)回收，增加路肩的負(fù)重，雨季極易發(fā)生邊坡滑坍。

3 水害案例

本文選取侯月線2處較典型的高填路堤滑坍水害，就水害搶險(xiǎn)及復(fù)舊整治經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探討。

1)2013年7月13日我段雨中巡檢人員發(fā)現(xiàn)侯月線K41+500～K41+580上行左側(cè)2處發(fā)生嚴(yán)重路基滑坍，路基為填土高度8 m的路堤，邊坡坡度1∶1.5，2處滑坍順線路總長(zhǎng)50 m，滑坍體厚度4 m左右，滑坍體體積大約1 500 m3，滑坡壁延伸至道床石砟坡腳，少量石砟溜溢，危及K41+570上行路肩的接觸網(wǎng)立柱及拉線基座。同時(shí)K41+000～K41+500上下行14處路基邊坡發(fā)生滑坍，路基下沉嚴(yán)重，多處路肩穿水裂縫，路堤邊坡產(chǎn)生錯(cuò)牙。

2)2013年7月18日我段雨中巡檢人員發(fā)現(xiàn)侯月線橋上站3道外側(cè)(對(duì)應(yīng)正線里程K68+300～K68+330)發(fā)生嚴(yán)重路基滑坍，路基為填土高度28 m的路堤，邊坡坡度1∶1.5～1∶1.75，路堤中上部8 m范圍內(nèi)邊坡發(fā)生滑坍，順線路長(zhǎng)30 m，滑坍體厚度4 m左右，滑坍體體積大約1 200 m3，滑坡壁延伸至道床石砟坡腳，少量石砟溜溢，危及K68+300上行路肩的接觸網(wǎng)立柱。

4 搶險(xiǎn)方案

針對(duì)侯月線K41+500～K41+580、橋上站3道2處高填路堤滑坍的搶險(xiǎn)，我們采用的搶險(xiǎn)方案主要有以下幾項(xiàng)。

4.1 補(bǔ)砟抬道

路堤滑坍后，立即檢查線路幾何尺寸，線路一側(cè)水平發(fā)生變化，必要時(shí)采取限速運(yùn)行。采用勻砟抬道的辦法維持行車(chē)，密切關(guān)注線路變化情況。當(dāng)滑坍的速度加快時(shí)，每過(guò)一趟車(chē)必須檢查一次，及時(shí)起道墊砟，線路變化較快時(shí)，果斷封鎖線路，確保行車(chē)安全。

4.2 打樁穩(wěn)固

當(dāng)路堤的路肩裂縫下錯(cuò)，但尚不會(huì)馬上坍塌時(shí)，在路肩開(kāi)裂或邊坡錯(cuò)臺(tái)附近打圓木樁穩(wěn)定坍體。采用防洪備用圓木，直徑150 mm～250 mm，長(zhǎng)2 m～3.5 m，入土端鋸成斜尖，人工或機(jī)械打入土體，成排加固路肩或路堤中上部。發(fā)生滑坍后也可選擇從滑坍體中下部較緩地段開(kāi)始分層打樁。

4.3 堆碼草袋

用草袋或塑料編織袋裝填土、砂等進(jìn)行堆筑，1 m3約需25條～30條草袋，一般只裝半袋土。1)在高填路堤坡腳處堆碼以穩(wěn)定路堤坡腳不向外溜坍滑移；2)堆筑在打樁后的邊坡面凹陷溜坍處，以加固邊坡，保證線路的基本安全；3)堆碼在打樁后的路肩下沉錯(cuò)臺(tái)處以補(bǔ)強(qiáng)路肩、穩(wěn)定路基、擋護(hù)道砟不塌落。

4.4 片石反壓

利用片石進(jìn)行邊坡反壓，利用機(jī)車(chē)將裝片石的車(chē)皮推送到滑坍處卸車(chē)，直接將片石翻落到邊坡坡腳。反壓的片石量根據(jù)堤高、長(zhǎng)度而定，反壓的垂直高度為滑坍體高度的一半以上，寬度4 m以上。片石反壓路堤坡腳后觀測(cè)滑坍體的變化情況及線路變化情況。

4.5 其他措施

用三合土夯填裂縫，用塑料布遮蓋路肩、路基、邊坡等以引導(dǎo)和排除地表水。

5 復(fù)舊整治方案

5.1 侯月線K41+450～K41+580上行復(fù)舊方案

1)路堤邊坡坡腳增設(shè)漿砌片石擋土墻；2)夯打原狀土恢復(fù)溜塌處的路堤坡面；3)石灰土樁換填路基；4)路基邊坡采用漿砌片石拱形骨架護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)，拱圈內(nèi)種植紫穗槐；5)采用透水的干砌片石恢復(fù)、加寬路肩；6)將路基原有護(hù)網(wǎng)全部移至路堤坡腳外地界處。

5.2 橋上站3道外側(cè)路堤滑坍復(fù)舊方案

1)路堤邊坡坡腳增設(shè)片石石籠反壓坡腳；2)石灰土樁換填路基；3)漿砌片石支撐滲溝，夯打原狀土恢復(fù)溜塌處的路堤坡面；4)路基邊坡采用漿砌片石拱形骨架護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)，拱圈內(nèi)種植紫穗槐；5)采用透水的干砌片石恢復(fù)、加寬路肩。

5.3 復(fù)舊方案對(duì)比

1)針對(duì)侯月線濕陷性黃粘土填料，遇水后易于沉陷變形，采用石灰砂樁換填路基。在路基邊坡人工成孔，灌入三七灰土，經(jīng)夯壓后形成密實(shí)樁體。石灰樁與樁間被加固的土體一起形成石灰樁復(fù)合路基，提高路基強(qiáng)度。

2)路堤邊坡坡腳增加擋土墻或片石石籠反壓。一般情況下選用片石石籠反壓，施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，對(duì)于高填路堤可以分層設(shè)置，整治效果好，但是片石需求量大，應(yīng)綜合考慮片石運(yùn)輸和二次搬運(yùn)的運(yùn)距等因素。對(duì)于路堤填土相對(duì)較矮、地形限制明顯、征地及青苗補(bǔ)償高的地段可以考慮增設(shè)擋土墻，采用漿砌片石或者片石混凝土。

3)對(duì)于高填路堤下沉嚴(yán)重地段，特別是路基道床下路基形成“道砟囊”地段，必須增設(shè)地下排水設(shè)施，如滲水盲溝、邊坡滲溝、支撐滲溝等，結(jié)合干砌片石透水路基，采用“攔截、排引、疏導(dǎo)、封降”等措施，有效排出路基內(nèi)匯水，避免再次發(fā)生滑坍。

4)邊坡采用漿砌片石拱形骨架護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)，拱圈內(nèi)種植紫穗槐，加強(qiáng)坡面穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析高填路堤滑坍水害發(fā)生原理及誘因，我們應(yīng)該以“預(yù)防為主、安全第一”的指導(dǎo)思想，減少有害的人為活動(dòng)。本文介紹了現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)方案及復(fù)舊整治設(shè)計(jì)，從病害產(chǎn)生源頭治理，主要解決路基排水問(wèn)題。通過(guò)對(duì)比總結(jié)高填路堤滑坍水害搶險(xiǎn)及復(fù)舊經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，確保行車(chē)、設(shè)備安全。

[1] 鐵道部運(yùn)輸局.鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)——路基(修訂版)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1995.

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Inquiry on high-filling subgradge collapse rescue and restoration experience

HU Tao

(NorthHoumaBusinessSection,Da-qinRailwayCo.,Ltd,Houma043000,China)

In light of various high-filling subgrade collapses in major flood period of Hou-Yue line, the paper compares two typical flood disasters, analyzes the high-filling subgrade collapse flood principles and causes, and introduces in-situ rescue and restoration design. Through comparing and summarizing high-filling subgrade flood rescue and restoration experience, it can guide production practice, ensure driving security and equipment security.

high-filling subgrade, collapse, rescue, restoration experience

1009-6825(2014)03-0151-02

2013-11-18

胡 濤(1986- )，男，工程師

U416.12

A