高填路堤滑坍的搶險與復舊整治經驗探討

胡 濤

(大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務段，山西 侯馬 043000)

高填路堤滑坍的搶險與復舊整治經驗探討

胡 濤

(大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務段，山西 侯馬 043000)

針對侯月線高填路堤2013年主汛期多次發生滑坍的情況，選取其中兩處較典型水害進行了對比，詳細分析了高填路堤滑坍水害發生原理及誘因，介紹了現場搶險方案及復舊整治設計，通過對比總結高填路堤滑坍水害搶險及復舊經驗，從而指導生產實踐，確保行車、設備安全。

高填路堤，滑坍，搶險，復舊經驗

1 工程概況

鐵路路基是鐵路軌道的基礎，與沿線的橋梁、隧道、涵洞連接成為一個線路的整體。鐵路路基必須具有足夠的強度和穩定性，才能保證列車安全平穩地運行，以滿足鐵路運輸的需要。我段管轄的侯月線位于山西省東南部，是典型的山區鐵路，1995年建成通車，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150.513 km，路基本體總長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營后均出現不同程度路基下沉、外擠等病害，不穩定的高填路堤對線路養護和防洪工作造成了極大的威脅。

2013年主汛期侯馬北工務段管轄范圍內氣候異常，特別是7月份降雨量顯著偏多～異常偏多，侯月線多次出現明顯的強降雨過程，雨日數達16 d。本月累計雨量最大多達461.2 mm；最大連續雨量160.5 mm；最大日雨量135.3 mm；最大小時雨量59.0 mm。

7月份持續的強降雨造成侯月線水害頻發，其中高填路堤滑坍水害是發生處最多、搶險次數最多、水害損失最大的水害類型。7月份侯月線共計發生高填路堤滑坍水害36次，直接經濟損失達420萬元，所幸的是我段嚴防死守，雨中巡檢及時發現水害發生，并立即組織搶險，有效地控制了水害的發展，36次高填路堤滑坍均未侵入道床，未中斷鐵路行車。

2 水害誘因分析

高填路堤滑坍多發生在粘土、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式整體滑落，裂面上陡下緩，滑坍體的厚度一般在3 m以內，有的大于3 m。針對此類高填路堤汛期滑坍頻發的水害，我們通過現場調查、監測、探測等手段，分析造成此類高填路堤滑坍病害的主要原因有以下幾個方面。

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，由于當時施工條件(施工機械、填料等級、施工質量卡控等)原因，填筑路堤土體力學性能差，多數地段路基斷面不足，路基密實度不足。線路開通運營以來，路基病害一直是困擾我段安全生產的一個難題，主要表現為高填路堤普遍下沉外擠，道床超厚，線路幾何尺寸無法保持，路基下沉造成路肩出現連續或不連續的裂縫。歷史曾經發生過水害地段基礎依然薄弱，1998年降雨造成多處路基邊坡滑坍，當時水害搶修時，對路基邊坡寬度不足地段采用卸山坯土幫寬路基，對于下沉嚴重地段采用“大揭蓋”的方法增設土工布、換填路基本體。但由于搶修時間緊等原因，幫寬路基與原有路基面夯實不足，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，持續時間較長時，路基含水增多，土體潮濕軟化，容重增大，強度減弱，滑坍比較活躍。加之氣候冷熱和干濕變化，促進土體的變化、開裂，尤其是黃粘土層開裂后遇暴雨充水，很可能發生滑坍。

2.3 水的作用原因

地面水和地下水滲入滑坡體，潤濕并軟化滑動帶，在不同情況下產生靜水壓力，動水壓力和上浮力，均促進滑坍活動。加之路基下沉點地勢較低，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的地面水，形成“包餃子”，線路翻漿、冒泥病害嚴重，雨水較大時，容易形成路基穿水，引起路堤滑坍。

2.4 人為活動原因

1)列車荷載作用是邊坡失穩的主要外界原因。列車在鐵路上運行時引起基床振動，在此過程中，路基中的土被壓實，產生較大的孔隙水壓，在孔隙水壓與彈性波的共同作用下，基床結構發生破壞。

2)在路基下沉搶修時，為盡快開通線路或保證暢通，盲目卸砟抬道來維持軌道幾何尺寸，反復卸砟抬道，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，最終使路堤下沉發展成為路堤滑坍。

3)侯月線高堤地段增設防護柵欄時，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”，遇連續強降雨極易誘發路基邊坡滑坍。

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

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，就水害搶險及復舊整治經驗進行探討。

1)2013年7月13日我段雨中巡檢人員發現侯月線K41+500～K41+580上行左側2處發生嚴重路基滑坍，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上行路肩的接觸網立柱及拉線基座。同時K41+000～K41+500上下行14處路基邊坡發生滑坍，路基下沉嚴重，多處路肩穿水裂縫，路堤邊坡產生錯牙。

2)2013年7月18日我段雨中巡檢人員發現侯月線橋上站3道外側(對應正線里程K68+300～K68+330)發生嚴重路基滑坍，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范圍內邊坡發生滑坍，順線路長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上行路肩的接觸網立柱。

4 搶險方案

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

4.1 補砟抬道

路堤滑坍后，立即檢查線路幾何尺寸，線路一側水平發生變化，必要時采取限速運行。采用勻砟抬道的辦法維持行車，密切關注線路變化情況。當滑坍的速度加快時，每過一趟車必須檢查一次，及時起道墊砟，線路變化較快時，果斷封鎖線路，確保行車安全。

4.2 打樁穩固

當路堤的路肩裂縫下錯，但尚不會馬上坍塌時，在路肩開裂或邊坡錯臺附近打圓木樁穩定坍體。采用防洪備用圓木，直徑150 mm～250 mm，長2 m～3.5 m，入土端鋸成斜尖，人工或機械打入土體，成排加固路肩或路堤中上部。發生滑坍后也可選擇從滑坍體中下部較緩地段開始分層打樁。

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臺處以補強路肩、穩定路基、擋護道砟不塌落。

4.4 片石反壓

利用片石進行邊坡反壓，利用機車將裝片石的車皮推送到滑坍處卸車，直接將片石翻落到邊坡坡腳。反壓的片石量根據堤高、長度而定，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、邊坡等以引導和排除地表水。

5 復舊整治方案

5.1 侯月線K41+450～K41+580上行復舊方案

1)路堤邊坡坡腳增設漿砌片石擋土墻；2)夯打原狀土恢復溜塌處的路堤坡面；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坡進行防護，拱圈內種植紫穗槐；5)采用透水的干砌片石恢復、加寬路肩；6)將路基原有護網全部移至路堤坡腳外地界處。

5.2 橋上站3道外側路堤滑坍復舊方案

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

5.3 復舊方案對比

1)針對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，經夯壓后形成密實樁體。石灰樁與樁間被加固的土體一起形成石灰樁復合路基，提高路基強度。

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，施工簡單、經濟實用，對于高填路堤可以分層設置，整治效果好，但是片石需求量大，應綜合考慮片石運輸和二次搬運的運距等因素。對于路堤填土相對較矮、地形限制明顯、征地及青苗補償高的地段可以考慮增設擋土墻，采用漿砌片石或者片石混凝土。

3)對于高填路堤下沉嚴重地段，特別是路基道床下路基形成“道砟囊”地段，必須增設地下排水設施，如滲水盲溝、邊坡滲溝、支撐滲溝等，結合干砌片石透水路基，采用“攔截、排引、疏導、封降”等措施，有效排出路基內匯水，避免再次發生滑坍。

4)邊坡采用漿砌片石拱形骨架護坡進行防護，拱圈內種植紫穗槐，加強坡面穩定性。

6 結語

通過分析高填路堤滑坍水害發生原理及誘因，我們應該以“預防為主、安全第一”的指導思想，減少有害的人為活動。本文介紹了現場搶險方案及復舊整治設計，從病害產生源頭治理，主要解決路基排水問題。通過對比總結高填路堤滑坍水害搶險及復舊經驗，應用于指導生產實踐，確保行車、設備安全。

[1] 鐵道部運輸局.鐵路工務技術手冊——路基(修訂版)[M].北京:中國鐵道出版社,1995.

[2] 鐵道部運輸局.鐵路工務技術手冊——防洪(修訂版)[M].北京:中國鐵道出版社,2005.

[3] 游一兵.水塘路堤滑坍搶險及病害整治措施探討[J].鐵道工務,2013(2)：65.

[4] 謝紉秋.路基工[M].北京：中國鐵道出版社,2006.

[5] 林宗元.巖土工程治理手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[6] 李九宏,張偉紅.重力式擋土墻截面尺寸的實用計算[J].路基工程，2008(4)：64-65.

[7] 葉朝良,朱永全,郭京浩.既有線路基基床加固方法的討論[J].路基工程，2006(3)：63-64.

[8] 秦立新,王 釗.某線鐵路軟土路堤失穩分析[J].路基工程，2007(2);42-44.

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