淺議鐵路路塹邊坡病害整治

薛 大 慶

(大秦鐵路股份有限公司太原工務(wù)段，山西 太原 030013)

鐵路路塹邊坡因地質(zhì)、地形、氣候等方面的影響，會發(fā)生邊坡滑坡、溜坍、崩塌及落石、風(fēng)化剝落等自然災(zāi)害。為了減少、降低此類自然災(zāi)害的發(fā)生，在日常維修養(yǎng)護(hù)過程中，為保證路塹邊坡有足夠的穩(wěn)定性和抗洪能力，需要積極做好路塹邊坡病害的防治工作。

1 病害類型

1)崩塌及落石。

崩塌的主要原因是陡峭斜坡上的巖體或土體突然而急劇地向下崩落的一種動力地質(zhì)現(xiàn)象。不論崩塌規(guī)模大小，都能摧毀線路、橋梁。

落石是指個別巖塊從懸?guī)r陡坡上突然墜落。落石的規(guī)模較小，常造成鋼軌砸傷、列車砸損及列車脫線、顛覆事故，危害也極大。

2)滑坡。

滑坡是在一定的地形地質(zhì)條件下，由于多年自然或人為因素的影響，引起巖體、土體原有的平衡破壞，局部不穩(wěn)定土體或巖體沿著山坡內(nèi)部某地面或軟弱帶作整體，緩慢或急速滑動的變形現(xiàn)象。

滑動一般是長期而緩慢的，其發(fā)育過程可分為蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩(wěn)定三個階段，但也有一些滑坡表現(xiàn)為多動滑動和急劇的運(yùn)動。

3)坍塌。

坍塌是坡體松弛帶內(nèi)巖土結(jié)合的強(qiáng)度不足而變形。路塹邊坡過高時要有大平臺或更緩的坡度，方可避免因承載強(qiáng)度不夠、沉陷不均而引起的變形。

4)路塹邊坡局部變形。

因自然風(fēng)化或雨水浸入造成片石邊坡出現(xiàn)外鼓、塌陷、砂漿勾縫脫落等病害，還會造成土質(zhì)山體邊坡溜坍、風(fēng)化落土，如若不能及時進(jìn)行整治，會造成片石(或土質(zhì))邊坡發(fā)生坍塌現(xiàn)象，給鐵路運(yùn)輸安全帶來危害。

2 整治方案

在路塹邊坡及自然山坡發(fā)生崩塌、落石、滑坡、溜坍、風(fēng)化剝落等病害時，應(yīng)合理選用明(棚)洞、抗滑樁、擋土墻、攔石墻、攔石網(wǎng)、護(hù)墻、支頂、嵌補(bǔ)、噴漿、噴混凝土、錨索、錨桿、灌漿勾縫以及刷坡減載放緩邊坡等綜合措施進(jìn)行整治。

2.1 崩塌及落石

2.1.1支補(bǔ)

對于斜坡上突出的危巖和不夠穩(wěn)定的巖石，結(jié)合具體情況，采取支補(bǔ)、插別、托架加固的方法進(jìn)行加固。若節(jié)理裂隙較多，還應(yīng)采用壓漿、勾縫和加強(qiáng)排水等措施。

1)支補(bǔ)。

若山坡陡峻，無法用漿砌片石支頂，又不宜采用刷石方清除，而圍巖堅(jiān)硬、節(jié)理較少時，可采用鋼軌或鋼筋混凝土柱進(jìn)行支撐。對于上部探頭下部懸空的危巖，有條件設(shè)置基礎(chǔ)時，可在其下漿砌片石或混凝土支頂墻，如圖1所示。

2)插別。

坡面陡峻，危巖分散而堅(jiān)硬，無法采用支撐等工程進(jìn)行加固，又不宜清除時，可采用插別的方法進(jìn)行穩(wěn)固。

3)托架加固。

危巖下部的基巖又高又陡，無法設(shè)置支撐且不易清除時，可在危巖下設(shè)置托架，將危巖支托住。

4)壓漿。

對節(jié)理和裂隙較多的斜坡，可采用壓漿方法處理，即用高壓泵將水泥漿液或其他化學(xué)漿液壓入巖石裂隙中，使巖塊聯(lián)結(jié)大致成為整體。

2.1.2攔截

當(dāng)山坡上的巖體風(fēng)化破碎嚴(yán)重，崩塌或落石的規(guī)模雖然不大，但可能頻繁發(fā)生時，應(yīng)根據(jù)具體情況，分別采用落石平臺、攔石墻、攔石網(wǎng)、柔性防護(hù)等建筑物。

1)落石平臺。

當(dāng)被防護(hù)的路基距有崩塌的山坡坡腳有適當(dāng)?shù)木嚯x，且路基標(biāo)高與山坡坡腳的緩坡地帶的標(biāo)高相差不大時，一般不超過2.0 m～2.5 m，宜修筑落石平臺。

2)攔石網(wǎng)。

設(shè)置在山坡下部的緩坡地帶或在路基旁側(cè)，用舊鋼軌或鋼筋混凝土制成立柱，埋入巖層內(nèi)，露出地面1.5 m～2.0 m，立柱間距一般2.0 m～4.0 m。柱間張拉鋼絲網(wǎng)，略呈弧形，借以減小墜落石塊的沖擊，如圖2所示。

3)柔性防護(hù)。

目前常用的效果較好的柔性防護(hù)系統(tǒng)為主動防護(hù)系統(tǒng)。主動防護(hù)系統(tǒng)是以鋼絲網(wǎng)為主的各類柔性網(wǎng)覆蓋包裹在所需防護(hù)斜坡或巖石上，以限制坡面巖石本體的風(fēng)化剝落或破壞以及圍巖崩塌(加固作業(yè))，或?qū)⒙涫刂朴谝欢ǚ秶鷥?nèi)運(yùn)動(圍護(hù)作用)，如圖3所示。

被動防護(hù)系統(tǒng)是由鋼柱和鋼絲繩網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)連接組合構(gòu)成一個整體，對所防護(hù)的區(qū)域形成面防護(hù)，從而阻止崩塌巖石土體的下墜，起到防護(hù)作用，如圖4所示。

2.1.3遮擋

山坡巖層風(fēng)化嚴(yán)重，崩塌量較大或雖然每次崩塌的規(guī)模不大，但是發(fā)生的次數(shù)頻繁，當(dāng)采用攔截建筑物有困難時，可采用明洞、裸洞等建筑物，既可遮擋邊坡上部崩塌落石，又可對邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用，如圖5所示。

2.2 滑坡

2.2.1截排地表水

1)在滑坡體周圍修一條或幾條截水溝，使地表水不進(jìn)入滑坡范圍以內(nèi)。

2)在滑坡體范圍內(nèi)修筑樹枝狀排水溝，使地表水排出滑坡范圍以外。

3)整平地表，填實(shí)裂縫，夯實(shí)地面，筑隔滲層，減少地表水下滲，并使其盡快匯入排水溝內(nèi)。

2.2.2截排地下水

地下水的存在往往是形成滑坡的主要條件，所以疏干滑坡體及截?cái)嗪鸵龌旅娓浇牡叵滤档偷叵滤?，減少下滑力。

1)攔截地下水，根據(jù)地下水的深度、部位和土的密實(shí)程度，可以使用截水溝、截水滲溝、隧洞等不同的建筑物以攔截地下水使之不流入滑坡范圍內(nèi)。

2)疏干、排引地下水，一般在滑坡前緣作邊坡滲溝、支撐滲溝，在其他部位作隧洞或平孔以疏干、排引地下水。

3)降低地下水位，可使用隧洞、平孔或?qū)⒔o水源向下流走的垂直排水孔等措施，將地下水降低到黏土滑動面以下。

2.2.3力學(xué)平衡

可采取在滑坡上部減重或下部反壓的辦法，以達(dá)到滑體的力學(xué)平衡。一般用于滑坡床具有上陡下緩的形狀，及滑坡的后壁和兩側(cè)有穩(wěn)定的巖體或土體，若將減重挖出的土體填于下部阻滑部分，起反壓作用，二者結(jié)合起來效果更好。

1)抗滑擋墻?？够瑩鯄κ悄壳罢沃行⌒突轮薪?jīng)常采用的有效措施之一，其特點(diǎn)是破壞山體平衡少，收效快，就地取材施工方便。

2)抗滑樁?？够瑯妒谴┻^滑坡體錨入滑床中一定深度，以阻止滑體下滑的一種大截面的側(cè)向受力樁。

2.3 坍塌(或溜坍)

舉例1：2020年8月6日太興線下行8 km+900 m左側(cè)片石邊坡因雨水浸入片石邊坡背后土體，造成土體含水量突變，在重力作用下，片石邊坡發(fā)生坍塌長20 m、高5 m，如圖6所示。

2.3.1砌石前準(zhǔn)備

1)清理現(xiàn)場塌落的片石和基礎(chǔ)，放線，夯實(shí)土質(zhì)地基并夯填10 cm厚的碎石，保證基底堅(jiān)實(shí)、干凈。

2)選石料，清除片石表面的污物和凸出邊角。

3)工具準(zhǔn)備，手錘、鋼釬、鐵鍬、抹子、毛刷、尺子、水桶等。

4)腳手架搭設(shè)后要詳細(xì)檢查，確保安全后才可使用。腳手架上不宜堆放過多材料，以防腳手架傾倒。

2.3.2砌石作業(yè)程序

1)拌和砂漿，使用M10號水泥砂漿，砂漿拌和要均勻。

2)為了加強(qiáng)新舊砌體的連接，必須將原砌體上剝落、損傷部分鑿除干凈，并鑿成麻面，用水沖洗干凈。

3)每層砌體先砌角石定位，再砌鑲面石，然后填腹。每一石塊，須先在底面及相鄰已砌石塊的側(cè)面鋪抹足量砂漿。要求每個面都擠滿砂漿，空隙塞緊小石塊。

4)每砌三層，按照“大平、小不平”的要求，一般高度為70 cm～120 cm找平一次。

5)在砌體面要留有泄水孔，泄水孔要內(nèi)高外低，以利于排水。

6)勾縫抹面，清除砌縫中的砂漿，深度不小于3 cm，用毛刷刷洗后再勾縫。砌體頂部抹面厚度不小于2 cm。

7)砌體養(yǎng)護(hù)，砌筑完畢或每次收工，砌體上及時用草袋等物覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)不少于7 d。

8)清理場地，將現(xiàn)場剩余的材料清理干凈。

2.3.3砌石質(zhì)量要求

1)砌體尺寸、石料、砂漿標(biāo)號符合設(shè)計(jì)要求。

2)基礎(chǔ)密實(shí)平整。

3)石質(zhì)符合要求，無風(fēng)化、裂紋、水銹、泥土應(yīng)清理干凈。

4)片石砂漿飽滿，咬接密實(shí)，砌體灰縫寬度不大于4 cm，不小于2 cm，灰縫無貫通，錯縫距離不小于8 cm，三塊石料相砌，內(nèi)切圓直徑不大于7 cm?；铱p超限處所每10 m2不超過5處。

5)砌體坡度符合要求，表面平順，用2 m弦量凸凹不超過±5 cm。

舉例2：2018年5月大西高速下行270 km+385 m～270 km+793 m左側(cè)高路塹地段，因雨水沖刷、自然風(fēng)化，路塹土質(zhì)邊坡易發(fā)生溜坍掩埋線路或塌落土堵塞排水溝。如圖7所示。

選擇兩個整治方案：方案1漿砌片石護(hù)坡、方案2澆筑混凝土護(hù)坡。因該地段位于高速鐵路，從護(hù)坡強(qiáng)度和維修周期對比兩個方案優(yōu)劣后，確定選擇方案2。

澆筑混凝土護(hù)坡采用C20混凝土，護(hù)坡底部厚60 cm、頂部厚度30 cm。

整治后效果如圖8所示。

通過整治路塹邊坡坍塌(或溜坍)兩個實(shí)例，從護(hù)坡的強(qiáng)度、整治成本、維修周期、周邊環(huán)境等方面進(jìn)行對比，兩者各有千秋。

2.4 片石邊坡局部變形

舉例3:2020年太興線151 km+100 m～151 km+200 m左側(cè)片石 護(hù)坡砂漿勾縫大面積脫落、外鼓、空響，如圖9所示。

2.4.1砂漿勾縫前準(zhǔn)備

1)選用M10水泥砂漿。

2)工具準(zhǔn)備，手錘、鋼釬、鐵鍬、抹子、毛刷、尺子、水桶等。

3)腳手架搭設(shè)后要詳細(xì)檢查，確保安全后才可使用。腳手架上不宜堆放過多材料，以防腳手架傾倒。

2.4.2砂漿勾縫作業(yè)程序

1)開縫。用鋼釬將原灰縫和損壞的舊縫開鑿到要求的深度(3 cm～5 cm)和寬度(2 cm～4 cm)。

2)清洗。開縫后，自上而下將縫內(nèi)雜質(zhì)用水清洗干凈后再勾縫。勾縫前先刷一層純水泥漿，以加強(qiáng)連接。

3)勾縫。用M10水泥砂漿勾縫，水灰比采用0.52～0.65。將砂漿自下而上，由左到右抹入灰縫中，如果灰縫過深時應(yīng)分兩次填平。在砂漿初凝時用小抹子壓實(shí)、抹光、找平，以免砂漿收縮過大發(fā)生裂紋，然后用毛刷去掉毛刺和飛邊。

4)養(yǎng)護(hù)。勾縫后用草袋等物覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)不少于7 d。

2.4.3砂漿勾縫質(zhì)量要求

1)使用的砂料不宜過粗。

2)砌石無鑿傷，勾縫深度不小于3 cm。

3)砂漿不低于M10，并拌和均勻。

4)壓實(shí)抹光，無裂紋、斷道、空響等，不良處所不超過5%。

3 結(jié)語

在日常維修養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)積極做好路塹邊坡病害的科學(xué)防治，通過對鐵路路塹邊坡病害的治理、搶修，及時消除自然災(zāi)害的影響，方能把自然災(zāi)害及不可抗力帶給鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊懡档阶畹汀?/p>