孫愷,李發龍,黃雷青
(濟南鐵路局兗州工務段,山東濟寧277000)
鐵路路基病害整治的技術探討
孫愷,李發龍,黃雷青
(濟南鐵路局兗州工務段,山東濟寧277000)
隨著社會經濟的快速發展,我國的基礎設施建設也變得更加完善,并且建立了遍布全國的鐵路交通運輸網絡體系。路基是鐵路工程建設項目的重要組成部分,其施工質量直接決定整個鐵路線路運營的安全性、可靠性,但由于受到各種主客觀因素的影響,路基也是鐵路病害的多發區,因此,對其提出具體的病害整治措施。
鐵路路基;路基病害;整治技術
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.015
1.1 滑坡病害
鐵路路基長期暴露于自然環境中,在自然因素和人為因素的影響下,致使路基的巖體或土體的受力平衡被打破,一些穩定性比較差的巖體或土體順著軟弱帶向下滑動,破壞了路基的整體結構。
1.2 崩坍落石
崩坍和落石大多發生在地質條件相對復雜或是地勢較為陡峭的斜坡上。崩坍即由于鐵路的路基長期受到水流沖刷、風化腐蝕的作用,并且在自身重力的影響下,土地或巖體脫離路基整體且快速向下墜落的現象;落石,是由于路基上的石頭平衡力受損,出現滑落的現象,也多發生在地質環境復雜和陡峭的地區。
1.3 基床下沉外擠
路基基床受大自然影響較大,基床下沉的病害也主要是由于雨水侵蝕造成的。鐵路基床下面就是土體,在雨水的侵蝕下很容易軟化,這在很大程度上降低了基床整體的強度,致使基面沉降。并且由于基床的強度被破壞,在火車行駛的過程中很容易將道砟壓入到基床內部,這也是道砟袋、道砟囊形成的主要原因。嚴重時基床表面的軟弱層還會滑動,致使道床下沉,側溝向外擠壓、路肩凸起等病害。
1.4 翻漿冒泥
鐵路路基表面的土體受到雨水的沖擊后就會軟化形成泥漿,火車行駛過程中產生的振動會使泥漿填充到道砟中,污染道床,使道床的彈性受損,嚴重降低了路基的強度,增加了泥漿的數量,很容易在外力的作用下冒出來,引起翻漿冒泥。
1.5 排水不良
如果鐵路路基表面存在積水或是在具有較高地下水位的地質環境中,鐵路路基的排水系統存在缺陷,無法滿足路基排水的需求,將會嚴重威脅路基的安全,形成路基病害。
1.6 砂害
砂害主要指的是在風砂流的作用下對鐵路線路設備的破壞,以及流砂上道而影響火車正常行駛的現象。風力對鐵路路基具有明顯的風蝕作用,并且依據侵蝕形式可以將風蝕作用分為3種,即掏蝕、磨蝕、吹蝕。(1)掏蝕主要指的是風流在前進的過程中由于遇到阻礙物從而形成渦流,使較小顆粒被移動,從而破壞了土質中較大顆粒的穩定性,使其很容易移動或是滾落;(2)磨蝕主要指的是風在運行的過程中攜帶沙粒,會對鐵路路基本體產生沖擊,甚至會鉆入路基填料縫隙內,在旋磨的過程中直接將路基內部小范圍掏空;(3)吹蝕的作用比較簡單也比較直接,就是利用風流將路基填料顆粒進行轉移。
1.7 凍害和雪災
凍害是鐵路路基中較為普遍存在的病害,主要是指路基內存有大量雨水,在溫度的影響下凍結或融化,致使路基產生不均衡凍漲,削弱路基的承載力,從而對列車線路的運營安全造成威脅。尤其是我國北方地區,冬季會出現大量的降雨雪天氣,積雪與雨水覆蓋了線路,在氣溫極低的情況下很容易產生凍害,進而嚴重威脅列車的安全性與穩定性,造成特大或大型鐵路交通事故。因此,凍害和雨雪災問題一直是列車運行關注的重中之重。
隨著線路部門施工維修技術的不斷創新,路基病害整治也取得了較大的進步。目前,應用比較成熟的路基病害整治方法有壓力灌漿法、改換填充材料法、封閉機床法等。并且應該根據線路施工標準、路基填充材料、路基病害產生的原因以及路基病害的特點制定切實可行的整治措施,也只有這樣才能徹底根除路基病害,保證鐵路線路的安全、穩定。
路基病害整治通常從以下幾方面采取措施:(1)整治路基填料。這里整治措施主要有2個方向,即改變填料的方式和變換填料的組成比例或是成分,從而提高路基的強度[1];(2)提高路基的抗水性、抗滲透性,這主要是通過改善路基結構來實現的;(3)提高鐵路路基的強度和剛度,降低外力因素的影響。
3.1 滑坡、崩坍落石整治技術
滑坡、崩坍落石路基病害經常出現在較為陡峭的山坡或路塹邊坡處,為了有效防止這些病害對周圍環境帶來的影響,應在路基周圍設置攔石墻、擋土墻或是抗滑樁。同時還可以對鐵路路基進行整治,提高鐵路路基的剛度和強度,例如采用噴射混凝土、噴漿等施工技術。
3.2 基床下沉外擠、翻漿冒泥整治技術
出現上述2種病害主要是由于鐵路路基的密實程度較低以及含水量過多。因此,為了有效整治這類病害,應該從排水系統入手,有效排出基床內部的地下水及地表水,保證基床土體的干燥[2]。并且要依據基床病害的嚴重程度,科學選用整治技術,保證機床的承載力和強度符合鐵路線路要求。目前,這類病害常用的整治技術有換填、改進基床土等。
3.3 排水不良的整治技術
鐵路路基的排水工程必須嚴格遵循相關技術標準。路基的排水系統應該實現溝橋相通、溝溝相連,并且需要做好日常整修和清理工作。在地下水的發源地,按照地下水埋藏深度以及含水層的實際狀況科學選擇排水槽、明溝、滲水涵洞、邊坡滲溝、滲水暗溝、滲答以及仰斜式鉆孔等一系列排水措施,從而有效整治排水不良的病害。
3.4 凍害路基的整治技術
在寒冷環境中的路基,一方面應該始終保持邊坡及路肩的平整以及排水系統流暢,另一方面還必須重視凍害的整治。一旦出現凍害,需要結合凍害的起因和嚴重程度,采取設置雙層暗溝、滲水答或下滲溝、換土等有效措施,并且還應該做好保溫措施,從而較好地解決凍害問題。
3.5 砂害的整治技術
砂害路基病害多是出現在風沙比較嚴重的地區,為了有效整治這類病害,應從減少風力對路基的沖擊這一方向入手。(1)可以采用植物固沙手段,通過設置植物防護林、防砂草障等措施減少風力對路基的沖蝕;(2)還要采用化學固沙劑、噴灑乳化瀝青等措施,防止砂粒移動;(3)可以在路基本體上采取鋪設卵石、砂漿板等措施,提高路基本體的強度和硬度[3]。
綜上所述,線路列車的運行會受到各種主觀和客觀因素的影響,例如路基本體施工技術、自然環境、列車密度等,致使鐵路路基或多或少地出現了不同程度的病害,嚴重降低了線路列車運行的安全性與可靠性。因此,為了充分保證鐵路路基的安全性,徹底消除鐵路路基病害,必須要不斷創新病害整治技術,制定行之有效的整治方案。
【1】孫逢坤,李建國,徐良,等.關于鐵路路基病害整治技術的探討[J].科技與企業,2014(5):165-165.
【2】劉克明.關于南方地區鐵路路基病害整治技術的探討[J].建筑工程技術與設計,2016(2):307,274.
【3】張愛濤.濕陷性黃土鐵路路基病害整治技術研究[J].山西建筑,2011,37(30):150-150.
Technical Discussion on the Treatment for Railway Subgrade Defects
SUN Kai,LI Fa-long,HUANG Lei-qing
(Ji'nanRailwayBureau,YanzhouPublicWorksSection,Jining 272000,China)
With the rapid development ofsocial economy,China's infrastructure construction is becoming more perfect,and the nationwide railwaytransportationnetworkhasbeenestablished.Subgradeisan important part ofrailwayengineeringprojects,and itsconstruction quality directlydeterminesthesafetyandreliabilityofthe wholerailwayoperation.But due to varioussubjectiveand objective factors,the subgradeis easytosufferdefects,sospecificmeasuresforthedefecttreatmentareproposed.
railwaysubgrade;subgradedefect;treatmenttechnology
U216.42
A
1007-9467(2016)10-0034-02
2016-08-30
孫愷(1987~),男,江蘇徐州人,助理工程師,從事鐵路養護與維修研究。