公路路基病害預防和治理研究

摘要：路基是整個道路的基礎，更是保證路面質量和穩(wěn)定的關鍵。本文主要介紹了公路路基的幾種常見病害類型，分析了路基病害產(chǎn)生的原因并提出了相應的治理和養(yǎng)護方法。

關鍵詞：公路路基；路基病害；預防治理

路基在承受土體自重、行車荷載和各種自然因素的作用下，導致各個部位產(chǎn)生變形，變形又引起路基標高和邊坡坡度、形狀的改變，嚴重時造成土體位移，危及路基的整體性和穩(wěn)定性，造成路基的各種破壞。據(jù)調查，路基病害的產(chǎn)生不僅與地質、設計、施工等路基形成前的各個環(huán)節(jié)有關，而且也與路基形成后的養(yǎng)護和管理有關，要避免路基病害的產(chǎn)生對路面造成的早期破壞，必須從各個環(huán)節(jié)防范，采取相應的措施，提前治理和預防路基病害的產(chǎn)生。

1 路基邊坡防護及治理

路基邊坡防護與加固應符合“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結合、經(jīng)久耐用、節(jié)省造價和造型美觀”的原則。路基邊坡防護與加固包括植物防護、工程防護、柔性支護與防護、綜合防護等幾種類型。

植物防護就是在邊坡上種植草或植樹，以減緩邊坡上的水流速度，利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷，從而達到保護邊坡的作用。植物防護不僅可以美化公路環(huán)境，調節(jié)邊坡的濕溫，起到固結和穩(wěn)定邊坡的作用，而且又比較簡單、經(jīng)濟。一般來說，防護工程應優(yōu)先考慮植物防護，當然其土壤必須適宜于植物的生長，而且邊坡比較平緩，坡高不大。在高速公路上，常用的植物防護有植草、鋪草皮和植樹等。

工程防護主要是針對不適宜植物生長的土質填、挖方邊坡或風化嚴重、節(jié)理發(fā)育的巖石路基邊坡，以及碎石土的挖方邊坡等，采取工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的類型有護面墻防護、干砌片石防護、漿砌片石防護、水泥混凝土預制塊防護、錨桿防護、擋土墻以及土工合成材料防護等。

2 路基陷穴預防與治理

路基陷穴是路基下面隱伏的洞穴頂部塌陷引起的一種路基病害。塌陷有時能使軌道懸空，給行車安全帶來嚴重后果，這些洞穴有三類，一是石灰?guī)r地區(qū)的巖溶洞穴；二是黃土地區(qū)的黃土陷穴；三是人工遺留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遺棄的坑道等。有些洞穴，修建鐵路時未發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)未作處理，有些黃土陷穴是在鐵路建成后，因路基排水不良，水流集中潛蝕而成。

2.1 形成原因。造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動荷載的反復作用下，洞頂?shù)膸r土結構逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。

2.2 預防措施。預防洞頂塌陷，必須預先弄清楚影響路基穩(wěn)定范圍內(nèi)，隱伏洞穴的分布情況、形狀大小、埋藏深度、頂部厚度、洞穴處工程地質和水文地質情況，以及洞穴的發(fā)展趨勢等，而后采取工程措施，預防洞穴塌陷。但要做到這一點，只有在新線勘測設計或施工階段才有可能。通車后在運營條件下，很難做到。黃土路基，只要做好路基排水，就能預防新生陷穴的發(fā)生。

2.3 整治措施。陷穴發(fā)生后，首先應根據(jù)陷穴發(fā)生的部位、規(guī)模、對路基穩(wěn)定性或行車安全的危害程度，進行評估，確定是否緊急處理。發(fā)生在軌道下面的陷穴，對行車安全危害較大，應采取緊急措施，如填實陷坑，整修線路，扣軌慢行，派人看守,情況危急時，應封鎖線路。其次應做細致調查，查清塌陷洞穴的成因，形狀大小，平面位置，埋藏深度，工程地質和水文地質特征及可能的發(fā)展趨勢，為徹底整治提供依據(jù)。常用措施有：開挖回填。如暫不危及行車安全，此措施應作為首選，它能確保質量，不留后患。塌陷洞穴在軌道下方，無法開挖，可鉆孔灌砂、灌注泥漿、砂漿或混凝土漿。規(guī)模較大或與暗河相通的溶洞塌陷，可采用網(wǎng)格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他類梁跨越等。無論采用何種措施，都要做好排水，尤其是黃土陷穴，排水設施有效、完善與否是整治成敗的的關鍵。

3 巖溶地區(qū)路基治理措施

對于巖溶地區(qū)路基的處治，首先要從地質條件上弄清巖溶的發(fā)展規(guī)律和分布規(guī)律，然后再慎重確定處治方案。在一般情況下，對局部嚴重的、大型的、不易搞清楚的巖溶地段，應盡量設法繞避；對不太嚴重的中、小型巖溶地段，選擇其最窄的、最易于采取措施的地段通過。

對巖溶水宜以疏導為主，采取因地制宜、因勢利導的方法，不宜堵塞，一般可采用排水溝、泄水洞等疏導巖溶水。路基上方的巖溶泉和冒水洞，宜采用排水溝將水截流至路基外。對于路基基底的巖溶泉和冒水洞，宜設置集水明溝或滲溝，將水排出路基。對于穩(wěn)定路塹邊坡上的干溶洞，洞內(nèi)宜采用干砌片石填塞。位于路基基底的開口干溶洞，當洞的體積不大、深度較淺時，宜予以回填夯實；當洞的體積較大或深度較深時，宜采用構造物跨越。

對于有頂板但頂板強度不足的干溶洞，可炸除頂板后進行回填，或設構造物跨越。通過溶洞圍巖分級或計算判斷下伏溶洞有坍塌可能時，應進行加固處理。對于洞徑大、洞內(nèi)施工條件好的無充填溶洞，宜采用漿砌片石或鋼筋混凝土的支撐墻、支撐柱進行加固；深而小的溶洞不便于洞內(nèi)加固時，宜采用石蓋板或鋼筋混凝土蓋板跨越可能的破壞區(qū)；對于頂板較薄的溶洞，當采用地表構造物跨越有困難或不經(jīng)濟時，可炸除頂板，按明洞的方式進行處理；對于有充填物的溶洞，宜優(yōu)先采用注漿法、旋噴法進行加固，不能滿足設計要求時宜采用構造物跨越；如需保持洞內(nèi)流水通暢時，應設置排水通道。

對于路基范圍內(nèi)的土洞應先判明土洞是否仍在發(fā)展。對于已停止發(fā)展的土洞可按一般地基進行評價，需加固時宜采用注漿、復合地基等方法進行處理；對于還在發(fā)展中的土洞，宜采用構造物跨越。

4 路基基床翻漿冒泥與下沉外擠的防治

基床翻漿冒泥、下沉外擠是路基本體變形而引起的病害。一般發(fā)生在基床為黏土類的路基地段，排水不良的路塹和站場比較多見。翻漿冒泥和基床下沉外擠病害，是基床變形不同階段的表征，翻漿冒泥導致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的發(fā)展使基床抗剪強度下降，導致路肩隆起或邊坡外擠。基床翻漿冒泥引起的軌道不平順，惡化了列車運行條件，但變形發(fā)展緩慢，對行車安全影響不大。而基床下沉外擠，則可能造成行車中斷甚至列車顛覆，嚴重危及行車安全。

4.1 病害成因基床排水不良承載力不足或受水浸承載力進一步下降的土質基床在列車荷載反復作用下，將逐漸形成基床翻漿冒泥下沉外擠的病害。水若源于降雨，翻漿冒泥表現(xiàn)為季節(jié)性，即雨季發(fā)生，旱季不發(fā)生；水若源于地下水，則翻漿冒泥表現(xiàn)為常年性，但雨季比較嚴重。基床土遇水承載力下降，原因比較復雜，如基床土為膨脹土未更換或改良；排水系統(tǒng)不完善；基床未作砂墊層或厚度不足；填土密實度未按規(guī)定控制；軌道狀態(tài)不良；速度、軸重增加而軌道與之不相匹配等，都將使基床強度與行車條件不相匹配，以致產(chǎn)生基床病害。

4.2 防治原則 “預防為主，治早治小”。應在基床變形的初始階段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外擠再整治，這樣做可事半功倍。

4.3 防治措施應視病害性質，產(chǎn)生原因，地段長短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實效。排水。適用于排水不良而導致的基床病害，如路塹和站場。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng)；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土（二合土或三合土）及換砂。換填深度應以滿足承載力要求為原則。

4.4 養(yǎng)護維修注意事項：病害整治前，應加強線路檢查和維修，及時整好軌平和軌向，挖除翻漿泥碴恢復道床彈性，排除陷槽和碴囊積水，保持排水設施完好暢通，以保證行車平穩(wěn)和降低基床變形速度。病害整治后，應經(jīng)常保持狀態(tài)完好，及時修補損壞部位，尤其要確保地下排水設施，如側溝下滲溝，完好暢通，定期清理，以防堵塞。

參考文獻

[1]公路橋涵設計規(guī)范(JT1 021-89)，北京：人民交通出版社，1998.

[2]王明懷，對水泥混凝土路面接縫設置問題建議，中國市政工程，1992 (2).

[3]公路路基病害及防治.中國交通技術信息網(wǎng)，2007.

作者簡介：丁圣明，大專，1981年12月出生，助理工程師。現(xiàn)就職于江蘇東南交通工程咨詢監(jiān)理有限公司。