鐵路站場鹽漬土地質危害分析與施工技術創新

胡研

摘 要：文章介紹了鹽漬土的基本工程特性如膨脹性、溶陷性、腐蝕性等，對鹽漬土對鐵路工程的影響進行分析，提出應對鹽漬地質危害的施工技術以及施工中的要點，對鹽漬地區鐵路站場路危害進行有效地治理，使鐵路工程質量有所保障并能安全使用，使得鐵路在鹽漬土地質地區有更長的使用時間，加長鐵路工程的使用年限，這必然會對施工的技術要求比較高，該文對施工技術措施進行了介紹，在保質保量的原則下進行更有效率地施工，從而在保證質量的前提下達到縮短工期的目的，并使鐵路工程在鹽漬地質地區達到更安全的目的。

關鍵詞：鹽漬土 鐵路站場 技術創新

中圖分類號：U419 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0083-02

鹽漬土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。鹽漬土具有特殊的工程特性，當鹽漬地中的地基含水率較高時，易于融化的鹽類則就會呈現液態，土體性質發生變化，地基的強度大大降低，導致鐵路地質災害屢屢發生[1]。因以前防止鹽漬地質危害的技術不能達到一定的要求，導致大多數鹽漬地質地區鐵路破壞嚴重甚至沒有鐵路，據統計我國鹽漬土面積約有20多萬平方公里，約占國土面積的2.1%，因此近年來國家對這些地區鐵路建設投資規模增大，大型站場新建以及改建的項目是比較多的，如果對鹽漬土的地質危害沒有認真分析和在施工過程中沒有采取行而有效的措施進行防治的話，將會使鐵路站場路基的質量得不到保障，會出現安全問題。所以，對鹽漬土的地質危害和對其施工技術的探討是十分重要的。

1 工程概況

此次研究的是某鐵路站場其土地屬強鹽漬土，主要為亞硫酸鹽鹽漬土，中亞氯鹽鹽漬土。該地區氣候屬干旱和半干旱氣候區，干燥且少雨，多沙塵，夏季炙熱，冬季寒冷，晝夜溫差大。

2 鹽漬土的基本工程特性和其物理特性對鐵路工程的影響

2.1 鹽漬土的物理特性

（1）鹽漬土的鹽脹性，硫酸鹽類鹽漬土包括氯-硫酸鹽漬土和硫酸鹽漬土。硫酸鹽漬土具有一定的鹽脹性，比如在環境溫度或者濕度發生變化時，鹽漬土的體積發生膨脹，有可能對建筑物以及建筑設施產生極大的危害，一般認為當硫酸鹽漬土路基的含鹽量在2%左右時，膨脹較小，不影響土體的密度，如果超過這個數值，其膨脹程度大大增加，甚至有時候肉眼可見，這時候對鐵路路基造成的危害是極其嚴重的[2]。因為硫酸鈉的溶解度隨溫度改變會發生較大的改變，所以硫酸鹽鹽漬土是比較容易發生膨脹或者收縮，破壞土體的結構的。我國部分地區氣候寒冷、干燥，晝夜溫差比較大，夜間低溫時溶解度比較小，會生成過飽和溶液，析出晶體，使土體膨脹；白天溫度升高后，溶解度又增加，晶體又溶解，體積減小，長此以往，土體中的結晶作用和膨脹作用使土體之間的空隙變大，土粒不緊致，這種鹽脹的特性會使鐵路路基的土層變得松軟，邊坡容易坍塌，造成路基泥濘。

（2）鹽漬土的溶陷性，鹽漬土遇水之后會產生比較嚴重的溶陷性。鹽漬土中的鈉、鉀、鎂鹽都屬于比較易溶的鹽類，其在干燥條件下的特點為強度高，壓縮性小，但遇水溶解后，鹽漬土的有關物理力學性質指標會有所改變，其強度指標會有顯著下降，這時就會發生地基溶陷現象。地基溶陷量的多少主要取決于鹽漬土中易溶鹽的性質、分布形態及其含量，還與鹽漬土的性質，結構狀態，土層厚度有關，以及浸水量、浸水方式和浸水時間；如果進水時間長、進水量大，鹽漬土中的固體顆粒很有可能會被水流帶走而發生潛蝕溶陷。

（3）鹽漬土的腐蝕性，鹽漬土中的鹽溶液會導致建筑材料的腐蝕。其中腐蝕又包括物理腐蝕和化學腐蝕。在溫度變化較大或者干濕交替的地方，易發生物理腐蝕，產生結晶之后，結晶具有較大的內應力，使得建筑物由內而外逐漸松垮。化學腐蝕是指鹽漬土中的氯離子與水泥中的氫氧化鈣、氯酸鈣等鹽分發生化學反應，使硅酸鹽的水化程度大大加深，除此之外，氯離子對金屬（特別是鋼鐵）也有很強的腐蝕作用；硫酸根含量超標時，會與混凝土中的固態石灰和水化氯酸鈣鹽發生化學反應，生成結晶，產生膨脹。硫酸鹽漬土的腐蝕性很強，其硫酸鹽含量超過標準后就會對混凝土產生有害的作用，同時對其他的建筑物也會產生不同程度的腐蝕作用。

2.2 鹽漬土工程力學特性

（1）硫酸鹽漬土的松脹和膨脹性對路基穩定性的影響，土體中所含的固體硫酸鹽在含水量較小的土體中時易在低溫下吸水結晶，而增大體積；當溫度升高時又會脫水形成粉末狀固體，縮小體積。這都將導致土體結構破壞、變松，即硫酸鹽漬土的松脹性。在地表的上層多出現這一現象，往往引起路肩及邊坡土體變松，從而對路基穩定性產生極大的影響。

（2）碳酸鹽引起土體膨脹對路基塌陷影響，在潮濕的情況下，碳酸鹽漬土中的薄膜水和鈉離子所引起的交換作用最為嚴重。而當鹽漬土中含有大量的吸附性陽離子并遇水時，就會導致黏土顆粒和膠體顆粒的周圍形成結合水薄膜，從而使得各顆粒間的粘著力下降，從而使顆粒之間相互分離，進而引起了土體自身的膨脹，最終導致路基的不穩定性增加，甚至可能導致路基的塌陷。

（3）氯鹽對鹽漬土夯實性和壓縮性影響，氯鹽在鹽漬土中的存在會使得土的細粒分散從而引起部分的脫水作用，從而使得土中的最佳含水量降低，同時由于氯酸鹽自身具有較強的保濕性和吸濕性，可以使得其土體中的水量保持在最佳含水量的附近，并在經過反復的沖擊過程后得到進一步夯實，對于干旱地區的施工有極大的優勢，但同時它也要求在填土中不得有鹽結晶的存在。

2.3 鹽漬土對鐵路路基影響主要工程地質危害表現

鹽漬土地區鐵路路基主要病害有：鹽漬土路基下沉、路基防護設備失去作用；土體干濕交替導致的路基次生鹽漬化現象；鹽漬土填料產生的次生病害，包括路基翻漿、鹽脹、溶陷及路基面不規則變形等問題。

3 鹽漬土地區路基施工技術措施

3.1 基底處理

鹽漬土范圍內站場路基底和反壓護道表層土含鹽量大于填料的容許含鹽量時，應挖除換填。當基底的含水量較高，且高于液限時，應將厚度小的全部挖出并換上透水性較好的材料，對于厚度大于1 m的則可以作為軟基來處理。

3.2 填筑基本要求及填土高度

對于鐵路站場鹽漬土路基應分層填筑、分層壓實，同時要求每層松鋪厚度不宜超過20 cm。可采用增加碾壓遍數的方法來達到設計要求的壓實度，同時必須滿足碾壓時應控制填料含水量略低于最佳含水量，這就可以采用在雨天不進行鹽漬土路基的施工的方法來達到要求。對于路基填料的要求：硫酸鹽含量不得大于2%、碳酸鹽含量不得大于0.5%、氯鹽含量不得大于5%。同時在施工的過程中，必須要保證填料中的含鹽量要均勻。

3.3 加強地表排水和降低地下水位

當要在鹽漬土地區建設鐵路站場時，必須對下層圖中鹽分的來源進行切斷。同時為避免水位的上升而引起路基土的次生鹽漬化和凍害，要對地表排水進行加強同時降低地下的水位。同時在不影響路基建設的范圍內，要盡可能地擴大坑土的平面面積，從而使其起到蒸發池的作用。

4 結語

由于鹽漬土本身所具有的特殊的物理性質和工程特性，因而根據其所在地區的地質環境和氣候特點，采取合理地技術措施，防止路基下面的鹽分向上部轉移，并有效地避免路基表層再度鹽漬化。要充分地利用現代地質知識，因地制宜，采用技術可靠、經濟效益較好的技術措施，來有效地防止鹽漬土給鐵路站場工程造成的損失。

參考文獻

[1]郭菊彬，宋吉榮，張昆.鹽漬土強度參數與含鹽量、含水量關系初探[J].四川建筑科學研究，2007（5）：21-23.

[2]周在明，張光輝，王金哲.干旱半干旱地下水淺埋區水鹽運移研究進展[J].安徽農業科學，2010（33）：56-57.