鐵路路基基床病害機理與整治措施研究

張江波（中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西 西安 710000）

鐵路路基基床病害機理與整治措施研究

張江波
（中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西 西安 710000）

摘 要：近些年來，隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，我國的鐵路里程數(shù)得到了長足進步，對于我國的社會經(jīng)濟發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。然而，路基基床病害的存在會給鐵路安全造成嚴(yán)重的影響，給人們的出行安全造成極大的威脅，因此，加強對鐵路路基病害的整治具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文就對鐵路路基基床病害的機理進行研究，并提出相應(yīng)的整治措施。

關(guān)鍵詞：鐵路路基基床；病害機理；整治措施

路基基床是鐵路軌道的基礎(chǔ)，其安全性會直接影響到鐵路正常運行。而路基基床除了會受到軌道和機車荷載外，還會受到周邊地質(zhì)環(huán)境、自然環(huán)境變化以及人為因素的影響，從而形成基床病害。因此，對鐵路路基基床病害機理進行研究，提出相應(yīng)的整治措施，對于保證鐵路運輸安全有著十分重要的意義。

一、鐵路路基基床病害機理

鐵路路基基床病害發(fā)生的原因可分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因即基床自身地質(zhì)環(huán)境，外因是基床的線路、荷載與溫度變化。

（一）病害發(fā)生的內(nèi)因

1 基床的土質(zhì)?；驳耐临|(zhì)是引起基床變形的重要原因，多發(fā)生于粘土以及泥質(zhì)砂巖、頁巖等軟弱的土質(zhì)中。這主要是由于細粉性和透水性差的粘土含水量較高，排水能力差，導(dǎo)致吸收大量的水分后出現(xiàn)膨脹，降低基床的穩(wěn)定性和抗剪強度，從而引起變形；而軟弱巖層大多都比較容易風(fēng)化，從而使石質(zhì)基面出現(xiàn)翻漿冒泥。

2 基床水含量。水是引起基床病害的重要因素之一，尤其是翻漿冒泥，更是與水有直接的關(guān)系。這主要是由于當(dāng)基床中的水增加后，水與粘土?xí)l(fā)生相互作用，使其變得軟化膨脹，列車通過時就會導(dǎo)致基床軟化變形。

（二）病害發(fā)生的外因

1 基床線路問題?；簿€路問題主要是指基床在建設(shè)過程選線不合理、施工過程存在問題以及缺乏對基床的必要維護三個方面。首先，選線不合理，如果基床位于堆積疏松的巖層上或者道床厚度不能滿足基床需求的位置，都會導(dǎo)致基床在荷載作用下出現(xiàn)變形；其次，施工質(zhì)量問題，主要有施工中選擇的路基填料不合理、路基填筑的密實度不足就直接鋪設(shè)軌道等，都會造成相應(yīng)的路基基床病害；第三，維護不足，沒能及時更替失效枕軌，導(dǎo)致鋼軌受力不均或者鋼軌接頭出現(xiàn)低塌、暗坑等，都會造成基床病害。

2 氣候溫度變化。氣候溫度變化會使土壤出現(xiàn)凍結(jié)和春融兩種現(xiàn)象，而在這兩個過程中，土中的水分會分別出現(xiàn)重新分配，在氣溫下降時，土中水分會與土凍結(jié)在一起，而氣溫回暖時，土中水分又會與土分開，而此過程會導(dǎo)致土壤強度降低，在承受列車荷載時，就會造成基床變形。

二、鐵路路基基床病害整治措施

根據(jù)基床病害形成的機理分析可知，引起基床病害的最為主要的原因就是基床土質(zhì)強度、水含量和線路維護，這三種原因可能會單獨出現(xiàn)或者同時出現(xiàn)。因此，在整治基床病害時，也需要從這三個方面著手。

（一）提高基床土質(zhì)強度

1 置換法。此法的原理就是利用強度較高的材質(zhì)替換原有的基床土層，從而提高基床的穩(wěn)定性。常用的方法有：（1）土層替換，先把基床原來的強度不達標(biāo)土層挖掘出來，然后填入具有較大抗剪強度、含水量和變形性小的材料；（2）拋石法，將一定數(shù)量、粒徑合適的塊石拋填到基床地基中，以擠淤泥中的水分，達到提高軟基抗剪強度的目的，此法中使用的塊石需要具備不易風(fēng)化的特點，其尺寸通常需要大于30cm；（3）砂石復(fù)合樁，在基床地基中設(shè)置砂石樁，使其與原有的地基土質(zhì)相結(jié)合，形成復(fù)合樁，提高整體的承載能力。

2 攪拌法。攪拌法是通過向基床地基中添加固化劑并攪拌，使基床地基與固化劑之間發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，從而提高基床地基的強度。在此種方法中，使用的固化劑多為水泥或石灰，在攪拌時需要利用深層攪拌機械，來達到深層軟土與固化劑結(jié)合反應(yīng)的目的，適用于含水量較高的基床地基中。

3 預(yù)壓加固法。此法的原理是通過排除軟基中的孔隙水、縮小軟基間的空隙來提高軟基的抗剪強度，常用的有加載預(yù)壓和真空預(yù)壓兩種。首先，加載預(yù)壓是利用與列車荷載相同的壓力對地基施以壓力，確定基床地基沉降值達到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，再進行軌道鋪設(shè)；其次，真空預(yù)壓是利用不透氣膜覆蓋地基，使其形成真空環(huán)境，抽取其內(nèi)氣體降低土壤中氣壓，進而使土層固結(jié)。在此兩種方法中，都需要設(shè)置砂墊層和排水管道等，以便于其中水分排出。

4 擠密法。通過外部力的作用，提高基床地基的密實度，來達到加強地基強度的目的，常用的有強夯法和振沖法。強夯法是使用重量大于列車荷載的夯錘給予地基以振動和沖擊力，而振沖法是利用振沖器在地基內(nèi)部進行振動，并在此過程中添加填料，來使地基中的土質(zhì)重新排列并減小縫隙，從而降低其沉降值。

（二）排出基床中的水分

基床中的水分主要包括兩種，基面的水與基床土體中的水，因此，在排水時，也是從這兩方面著手。

首先，基面的排水，主要是通過在鐵路的地質(zhì)基面上設(shè)置橫向排水坡，或者對不滿足排水條件的橫水坡進行整治，比如利用無紡?fù)凉だw維進行封閉等。

其次，在基床土體的排水上，常用的整治措施有以下幾種：（1）對路基單側(cè)或雙側(cè)的側(cè)溝、流泄孔進行加深，以便于土體中水排出；（2）在路基的側(cè)溝下側(cè)設(shè)計縱向的滲溝，來進一步引導(dǎo)水體滲出；（3）在路基側(cè)溝內(nèi)側(cè)靠近基床的位置設(shè)置反濾層，避免溝中水體過多時，滲入到基床土體中；（4）在整個基床覆蓋的范圍中，設(shè)置橫向的砂盲溝，距離間隔為5m～10m，使雨水等地表水有統(tǒng)一的去處，避免滲入到基床土體中。

（三）鐵路路基線路的維護

加強對路基基床的巡檢力度，以及時發(fā)現(xiàn)路基基床存在的問題，并采取相應(yīng)的措施進行解決，比如替換基土土層、更新失效枕軌等，保證基床的平順，能夠有效提高基床的安全性，為鐵路運輸提供保障。

結(jié)語

綜上所述，受我國環(huán)境氣候和地質(zhì)條件等因素的影響，鐵路路基基床的病害時常發(fā)生，雖然其表現(xiàn)形式有所差異，但病害發(fā)生的基本都是由于基床的土質(zhì)的強度、含水量與線路維護出現(xiàn)問題而引起的。因此，在對鐵路路基基床病害進行整治時，也需要從這三方面著手，結(jié)合病害的實際情況，采取相應(yīng)的整治措施。

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中圖分類號：U416

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