鐵路線路病害及其防治

蔣增志

摘 要：鐵路線路運行環境較為惡劣，不可避免的會產生一些病害，影響運輸的安全。本文以路基為例，對其常見病害進行了介紹，然后選擇較為常見的翻漿冒泥和路基下沉為重點研究對象，進一步探討了兩種病害的產生原因和治理對策。

關鍵詞：鐵路；病害；路基下沉；翻漿冒泥

中圖分類號： U216 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）12-57-2

0 引言

近年來，我國鐵路運輸系統發展較為迅速，鐵路線路不斷完善，運輸速度逐漸加快，運量和軸重也有了顯著增加，對鐵路線路的軌道、基床、路基的承載力提出了新的要求。另一方面，鐵路線路長期露天營運，發生的病害逐漸增多，給鐵路的安全營運造成了極大的威脅。因此，對鐵路線路的常見病害進行研究，能幫助工務段工作人員迅速判斷病害程度，采取有效治理措施提供科學依據。路基是鐵路線路的重要組成部分，也是病害高發區，本文將以路基為例，對其常見病害及治理進行探討。

1 鐵路線路路基常見病害

路基是鐵路軌道的基礎部分，需要承擔鐵路軌道的重量以及運行車輛的動力荷載，且運行條件較為惡劣，需要不斷遭受水流、風沙、嚴寒、雨雪、高溫等自然災害的侵蝕，還可能面臨來自人為的破壞；鐵路線路長，跨度大，不同地區的地質水文條件不同，技術等級和施工技術也存在一定的差異，因此病害類型具有很強的地域性。本文僅對貴陽路段常見病害進行分析：

1.1 翻漿冒泥

翻漿冒泥是我國南方地區分布范圍最廣，最為突出的病害之一；據統計路基病害里程中13%的為基床翻漿冒泥，且所占比例不斷增加。該病害是基床土在地下水或地表水作用下形成泥漿，列車經過時會將其擠入道床或通過道床外竄的一種現象（圖1所示）；對各地提供的病害資料分析，翻漿冒泥治理后再次出現的幾率較高，間斷性的病害區發展一段時間后會連成一片，造成5-50根軌枕失效，加劇列車車輛對鋼軌的沖擊，形成惡性循環，嚴重危及行車安全。

1.2 路基下沉

路基下沉是路基強度和填充密實度不合格，在荷重、水、振動和自身重力作用下發生局部或大面積的豎向變形；正常情況下，新建線路在列車作用下都會出現一定的下沉，運行一段時間后，下沉會有所減緩；但若在水或荷載增加時，路基下沉速度和程度會加劇，容易降低線路平整性。路基下沉有基底下沉、堤體下沉和基床下沉三種。

1.3 擠出變形

擠出變形的常見形式有側溝被擠、邊緣外膨、路肩隆起和外擠幾種，產生該類病害的主要原因是土體強度較弱，無法抵抗荷載作用致使基床發生剪切破壞。

1.4 邊坡坍方

坍方有崩坍、滑坍、碎落和剝落幾種形式，其中崩坍是坡面土石在外力作用下翻滾到邊坡下部形成的巖堆或倒石堆的一種病害，該類病害一旦發生就會中斷鐵路運輸，因此屬于危害較大的一種病害。發生崩坍受多重作用影響，其中最為主要的是路塹開挖破壞了原有坡面的受力平衡。滑塌是邊坡土石沿著滑動面整體下移的一種現象；碎落是巖石碎塊的一種剝落現象，碎塊下落產生的沖擊力會對路面和路基產生破壞性的作用，甚至可能會威脅列車和行人的安全；剝落是土壤或邊坡表層巖石碎化成薄片后脫離坡面的一種現象，大量碎石的堆積會堵塞邊溝，降低路基的穩定性。

1.5 其他病害

除以上幾種病害外，路基常見病害還有邊坡沖刷、陷穴、滑坡和水浸路基等。邊坡沖刷指路堤邊坡、土質路塹、軟質巖石邊坡受到水流的沖刷和沖蝕作用形成的一種病害；陷穴指由于路基下沉、洞穴、坍塌等造成的道床或基床突然沉落的一種病害，該病害一旦發生，行車就會中斷，嚴重時可能使列車顛覆；滑坡是指影響路基穩定的巖體滑動，如山體滑坡、路基滑移和邊坡的深層滑動均屬于滑坡危害；水浸路基是指實際浸水超過設計標準，導致路基被淹沒或水浸，進而造成局部坍塌、沉降的一種病害。

2 鐵路路基常見病害原因分析

以翻漿冒泥和路基下沉兩種病害為例，對其發生原因進行如下分析：

2.1 路基翻漿冒泥形成原因

①基床產生翻漿冒泥的基礎條件是土、石地質狀況，若土質中含有綠泥石、蒙脫石等易軟化的物質，則極易引起翻漿冒泥；若土質親水性強，透水性差，且具有脫水收縮龜裂或遇水軟化膨脹等性質時，也會發生翻漿冒泥病害。②水是構成翻漿冒泥的必要因素。翻漿冒泥的過程也是水在路基中遷移、相變的過程，沒有水就沒有翻漿冒泥，水是導致土質軟化的原因。③列車荷載是翻漿冒泥發生的重要條件，尤其是路基在重復荷載作用下會不斷積累路基土的塑性變形，最終引發基床變形。④工程質量的影響。道床厚度不達標，彈性變差、路基受力不均勻等很容易降低道床的抗剪能力；劣質道碴、道床容易受外來物質的影響，降低其性能；若工程排水系統受到破壞，線路周圍積水嚴重，更加劇了翻漿冒泥病害的發生。

2.2 路基下沉發生原因

路基下沉的主要原因是道床厚度不達標、填土壓實程度不均勻、路基剛度之間的差異性較為明顯、列車提速、荷載加大以及地下水作用等。①道床厚度不達標，無法抵抗高速、重荷載、分布不均等現代鐵路運輸發展的需要，造成基床沉降變形幅度也逐漸增加。②填土壓實過程中，若壓實度不均勻，則路基中會形成不同的軟、硬帶。較軟地帶無法承載過重壓力，導致相對較大的永久性變形。③路基剛度存在一定差異，沉降差異不可避免。④列車提速后，運輸荷載加大，路基應力表現出極大的不平衡性。⑤地下水或地表水長期作用于基床，很容易軟化地基加劇路基下沉。

3 鐵路線路路基病害治理

路基病害發生后應對其進行檢測，經綜合分析后，因地制宜采取合適的措施給予整治，具體流程為：

3.1 翻漿冒泥病害的治理方法

對該病害進行分析后可知土、水和列車是造成病害發生的原因，應針對各要素采取不同的治理方式。首先，做好排水工作，尤其是路基翻漿冒泥地段，可采用墊沙層、橫向盲溝的方式解決問題；加設橫向盲溝也能促進路基排水，盲溝可設為人字形，縱向間距、寬度分別控制為10cm、40cm，深度則控制在20-40cm左右。其次，更換填土。若路基翻漿冒泥病害嚴重，且深度較大，可采用換土措施，將基床范圍內的土更換為滲水性較好的土質。最后，提高路基填土高度。填土高度的提升是一種便捷、經濟的方法，提升后的路基邊緣至地下水的距離加大，減少地下水分向路基上部遷移的數量，降低凍脹發生幾率。需要注意的是，在潮濕區不能僅靠提高路基高度提升其穩定性，還需要與砂墊層、石灰土配合使用。

3.2 路基下沉整治方法

路基強度和剛度不足是路基下沉的主要原因，針對該項病害應采取置換法、排水固結法、灌入固化物、振密擠密法進行處理。①置換法是將軟弱土或不良土挖至一定深度，然后將壓縮性比較小，抗剪強度較大的土回填；對于淤泥地質，可利用碎石置換淤泥的方法加固地基；砂石樁是將密實的碎石樁或砂樁設置在軟粘土地基中，以此提高地基的承載力。②排水固結法可利用砂墊層、塑料排水板、袋裝砂井的設置，加速土地的沉降速度；路基達到設定標準后，將列車荷載換算為預壓荷載，預先壓到路堤上，滿足預壓沉降要求后，卸載即可。③灌入固化物是通過深層攪拌法，將石灰、水泥、地基土等材料攪拌成格柵狀或圓柱狀，形成復合地基。復合地基承載力較大，沉降得到明顯抑制。④振密擠密法是利用強夯或其他機械的沖擊力使地基得到密實，提高地基承載力，減少沉降量。

4 結束語

鐵路是我國交通運輸體系的重要組成部分，對我國經濟發展具有直接影響；由于工程自身特點，鐵路線路運行條件較為惡劣，容易受到自然災害和人為破壞的影響，繼而產生多種病害，嚴重影響鐵路列車的安全營運。路基是鐵路線路的基礎部分，一旦出現病害就需要及時采取措施，盡快消除，確保鐵路列車運行的安全性。

參 考 文 獻

[1] 李瑞.淺談重載鐵路路基病害及其防治措施[J].內蒙古科技與經濟，2009，S1：306-307.

[2] 吳雄.既有鐵路路基病害及其防治[J].山西建筑，2009，36：279-280.

[3] 葛如生.陽安線基床病害整治[D].西南交通大學，2003.

[4] 盧思源.淺談鐵路線路曲線病害成因及其整治措施[J].

中國新技術新產品，2014，03：191.

[5] 馬水生.既有鐵路路基基床病害機理與整治措施研究[D].中南大學，2013.

[6] 李永會，袁岳淦.快速及準高速鐵路鋼軌接頭病害及其防治[J].甘肅科技，2006，05：31-33.

[7] 陳璐.淺談鐵路路基的病害及其防治措施[J].黑龍江科技信息，2011，33：315.