奎北線(xiàn)北屯車(chē)間路基病害產(chǎn)生的原因及整治措施

馬繼榮

摘要：隨著鐵路建設(shè)的迅速發(fā)展，鐵路建設(shè)越來(lái)越得到人們的重視，路基是鐵路的重要組成部分。行車(chē)的載荷主要靠路基來(lái)承受其重力，荷載量過(guò)大，容易引起變形。其中鐵路的路基質(zhì)量對(duì)鐵路的使用性能影響較大，因此，本文以奎北鐵路北屯車(chē)間路基為例，對(duì)路基存在的病害類(lèi)型及病害產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，并采取科學(xué)合理且有效的維修與整治措施，提出整治方案，清除病害，從而保證列車(chē)運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：鐵路路基；病害；原因；防治措施

0引言

北屯車(chē)間管轄段位于奎北鐵路最北邊，由塔城境內(nèi)延伸至阿勒泰地區(qū)的北屯市，全長(zhǎng)140公里，目前允許速度80km/h，屬于單線(xiàn)普通線(xiàn)路，管轄3個(gè)工區(qū)（庫(kù)侖鐵布克工區(qū)、衣提闊臘工區(qū)、北屯工區(qū)），管理道岔80組（其中正線(xiàn)道岔20組），有橋梁47座、其中特大橋4座，涵洞310座、隧道1座，長(zhǎng)2.4公里。沿線(xiàn)有山區(qū)、重丘、平原、湖泊：夏季炎熱，降雨較多（多為短時(shí)雷陣雨）：冬季異常寒冷，達(dá)到零下三十多度。路基形式多樣化，持力層土質(zhì)有沙土、黏性土各類(lèi)特征的土，植被覆蓋率低，沿途多高路堤。

1奎北線(xiàn)北屯車(chē)間路基主要病害類(lèi)型及產(chǎn)生原因

1.1路基下沉

主要發(fā)生在庫(kù)侖鐵布克班組k339+000-k344+000限速印公里/小時(shí)地段和橋涵與路基過(guò)渡段，下沉主要是橋涵和路基的剛度存在差異，路基填料固結(jié)程度較差，強(qiáng)度相對(duì)而言較低，加上限速段降水降雪豐富，路肩兩邊鋪有混凝土預(yù)應(yīng)力板，導(dǎo)致路基內(nèi)水分不能及時(shí)蒸發(fā)，排水性差，在列車(chē)荷載在反復(fù)作用下，逐漸下沉。

1.2邊坡沖刷

北屯車(chē)間線(xiàn)路地處寬闊戈壁草原，上游多山地，每到夏季，強(qiáng)降雨多，山洪大，2012年7月間隔降雨2天，山洪下來(lái)導(dǎo)致k398+434涵口沿線(xiàn)右側(cè)路基被沖刷，沖刷處長(zhǎng)10米，寬1.5m，高1m。此外庫(kù)侖鐵布克至克什克段地處山區(qū)，沿途多為高大的土質(zhì)路堤。路基表層自路肩至路基坡腳被雨水沖刷成一道道深淺不一的溝槽。部分地段沖刷嚴(yán)重，2016年8月份暴雨過(guò)后k377+984涵處留下寬0.6米，深約0.4m的溝槽，嚴(yán)重威脅到此處路基穩(wěn)定。主要形成原因有以下三種。

第一，路段建設(shè)時(shí)填筑材料選用不當(dāng)，施工中夯實(shí)密實(shí)度不夠，或由于基礎(chǔ)處理、坡面排水系統(tǒng)、邊坡防護(hù)及加固措施不夠完善，引起路基自身穩(wěn)定性不足。

第二，沿河路基防護(hù)構(gòu)造物布設(shè)不當(dāng)。雖然有些路段設(shè)置了防護(hù)工程，但在水流沖刷作用下存在基礎(chǔ)埋深不足而外露等問(wèn)題，在沖刷較嚴(yán)重的位置未采用相應(yīng)的防護(hù)措施，導(dǎo)致汛期洪水時(shí)坡腳淘刷嚴(yán)重。還有部分山區(qū)沿河道路的防護(hù)工程出現(xiàn)局部損壞或缺失而未能及時(shí)修補(bǔ)，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗水毀能力均有所下降，難以抵御大洪水的沖擊。

第三，路基地處北疆戈壁山區(qū)，路基邊坡基本沒(méi)有植被覆蓋。其表層抗水毀能力很差。

1.3翻漿冒泥

北屯車(chē)間管內(nèi)k391+000-k396+000地段常年風(fēng)沙較多，造成土質(zhì)路基中含沙較少，且多為細(xì)粒土。因降雨造成路基土中含水量較大鐵路路線(xiàn)路基的強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。此地段基床表層土在列車(chē)反復(fù)的振動(dòng)下發(fā)生軟化和液化，從而形成泥漿，在列車(chē)通過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反復(fù)的擠壓和抽吸，使泥漿向上翻冒，從而影響到道床的平整度及彈性，使軌道的尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而危及到行車(chē)的安全性。

1.4擠出變形

奎北線(xiàn)福海至北屯市區(qū)間k445+000-k452+000，由于土質(zhì)為沙粒土，在夏季雨水時(shí)期和春融時(shí)期，局部地段積水嚴(yán)重，造成路肩被擠壓外翻，道床下陷，線(xiàn)路下沉，軌道高低、水平、方向等幾何尺寸發(fā)生無(wú)規(guī)律性變化，造成設(shè)備安全狀態(tài)無(wú)法控制與預(yù)測(cè)，給行車(chē)安全帶來(lái)了很大影響。擠出變形主要發(fā)生在雨季春融時(shí)期，由于其土質(zhì)多為細(xì)沙粒土，強(qiáng)度不足而產(chǎn)生剪切破壞或塑性流動(dòng)，基床內(nèi)的土經(jīng)常處于軟塑狀態(tài)，在基床內(nèi)的影響深度較大，在列車(chē)荷載的作用下，基床上發(fā)生剪切破壞，發(fā)生外擠變形。

2奎北線(xiàn)北屯車(chē)間路基病害的預(yù)防與整治

路基病害的預(yù)防和整治，應(yīng)貫徹“預(yù)防為主、綜合治理”的原則，因地制宜地采取整治的措施。

2.1病害的預(yù)防

病害預(yù)防包括以下內(nèi)容：

①根據(jù)奎北線(xiàn)路的設(shè)計(jì)、施工資料及沿線(xiàn)的氣候、水文、工程地質(zhì)等情況，了解掌握其變化規(guī)律，為防治病害提供第一手資料：

②我段每年舉行一次春檢和秋檢，對(duì)橋涵臺(tái)背、防洪設(shè)施，設(shè)備質(zhì)量等全面檢查，及時(shí)掌握線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)病害趨勢(shì)并進(jìn)行相應(yīng)的處置。此外通過(guò)每日添乘機(jī)車(chē)、每月一次的軌檢車(chē)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)反饋線(xiàn)路病害，從而間接監(jiān)控路基變化。

2.2病害的整治

2.2.1路基下沉的處理措施

①橋涵與路基過(guò)渡段處理措施。

我段考慮到線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)、材料消耗、施工質(zhì)量、施工成本，主要采用以下兩種方法：

2013年以前，通過(guò)申請(qǐng)道碴，起道搗固使線(xiàn)路幾何尺寸符合要求，然后用道碴填滿(mǎn)麻袋，將麻袋置于陷落較大的橋涵與路基過(guò)渡段兩端，再往上面覆上道碴，這種方法可用于短期處理橋涵臺(tái)背陷落，但時(shí)間一長(zhǎng)，麻袋風(fēng)蝕浸化破損，道碴隨之散落下沉，進(jìn)而失去作用。

2013年以后隨著我段維管技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，采用焊接鋼筋混凝土籠代替上述麻袋，鋼筋混凝土籠質(zhì)量安全可靠，對(duì)道碴起到了很好的回籠作用，致使橋涵臺(tái)背經(jīng)年累月沉降變化小，這樣可達(dá)到較理想結(jié)果，也是我段大力推廣的一項(xiàng)技術(shù)。

②k339+000-k344+000限速段處理措施。

通過(guò)換填技術(shù)，即使用質(zhì)地較為堅(jiān)硬的砂石來(lái)代替原有的軟土結(jié)構(gòu)，讓路基變得更加穩(wěn)定，這樣便可徹底消除路基不均勻沉降，但考慮到奎北線(xiàn)是單線(xiàn)，更換路基會(huì)中斷行車(chē)、加上我段是維管單位，經(jīng)費(fèi)有限，因此我段采用起道搗固及時(shí)處理病害與每日盯控且限速辦法，限速60km/h，2014年夏季專(zhuān)門(mén)在庫(kù)侖鐵布克成立了臨時(shí)班組，通過(guò)向路局申請(qǐng)道碴、起道搗固、增加基床道碴厚度，提高基床表層強(qiáng)度。此外在路肩上開(kāi)挖寬30cm到40cm間距為5m左右的橫溝，排除表面積水，有效緩解了k339+000-k344+000路基不均勻沉降，確保了列車(chē)運(yùn)行安全。endprint

2.2.2路基邊坡沖刷的處理措施

①在防春融春洪前對(duì)所有的路基坡腳，排水設(shè)施進(jìn)行全面疏浚，對(duì)影響排水地段進(jìn)行改造，保證在初期融雪和降雨時(shí)路基坡腳不積水，疏通路基排水系統(tǒng)和橋涵上下游渠道，加強(qiáng)路基穩(wěn)定性。

②在防春融開(kāi)始前對(duì)路基土質(zhì)不良和橋隧涵重點(diǎn)地段進(jìn)行清雪處理，避免融雪性洪水對(duì)路基沖刷破壞。

③對(duì)k398+434涵口沿線(xiàn)右側(cè)路基沖刷處，段采取第一時(shí)間封鎖線(xiàn)路，在車(chē)間、段領(lǐng)導(dǎo)指示下通過(guò)抽水、疏通涵洞，使洪水退去，沖毀處用挖掘機(jī)填土、堆壘麻袋夯實(shí)修復(fù)，開(kāi)通線(xiàn)路，事后通過(guò)對(duì)附近地形勘探，導(dǎo)致路基被沖刷是由于降雨大、時(shí)間長(zhǎng)，涵口上游地勢(shì)開(kāi)闊平坦，無(wú)擋水建筑物引導(dǎo)匯聚而下的山洪及時(shí)排出涵口，針對(duì)上述情況，我段后續(xù)又在涵口兩端各建長(zhǎng)100m的擋水墻，有效避免了山洪對(duì)路基邊坡的沖刷。

④對(duì)k377+984涵沖刷地段，通過(guò)在沖刷溝槽處人工填土，堆壘麻袋，再在上面覆蓋砂土夯實(shí)，有效增強(qiáng)了路基穩(wěn)定性。

2.2.3翻漿冒泥病害的處理措施

路基翻漿冒泥病害的整治我段主要從產(chǎn)生的源頭、路基的排水處理兩方面入手。

①設(shè)置防沙屏障。

在常年風(fēng)向的上風(fēng)地帶，設(shè)置防沙屏障，可防止風(fēng)沙侵入路基，杜絕路基土質(zhì)被污染。從源頭上消除翻漿冒泥。此方法省時(shí)省力，節(jié)約成本。

②排水。

路基翻漿冒泥病害產(chǎn)生的主要原因是路基中有水。因此，采取有效措施，使路基中的水及時(shí)排出，讓路基始終保持比較干燥的狀態(tài)，路基就不會(huì)產(chǎn)生翻漿冒泥病害。排水措施有很多種，如排水管插入陷槽疏干法、兩側(cè)挖切疏干法、單向切溝排出陷槽積水法和設(shè)置橫向盲溝等方法，我段采用兩側(cè)挖切疏干法，可有效阻止k391+000-k396+000地段路基翻漿冒泥，且節(jié)約成本。

2.2.4擠出變形病害的處理措施

為避免我段福海一北屯市k445+000-k452+000路基吸水性強(qiáng)，水分不能及時(shí)蒸發(fā)排出，道碴在列車(chē)荷載作用下擠入路基表面形成道碴囊。局部積水嚴(yán)重地段，路肩被擠壓外翻，我段采用人工定點(diǎn)巡查排水和在吸水嚴(yán)重地段埋暗管可有效降低路基內(nèi)水分，減緩路基擠出變形。

3結(jié)語(yǔ)

路基病害與路基施工質(zhì)量、荷載、環(huán)境有關(guān)，而隨著鐵路運(yùn)營(yíng)年限的增長(zhǎng)，路基病害問(wèn)題將越來(lái)越突顯。因此，根據(jù)路基病害的存在問(wèn)題，找出病害原因，加以重視與科學(xué)合理的防治方法，做好及時(shí)的預(yù)防與警示工作，使病害程度降到最低，不僅可以使鐵路線(xiàn)路使用壽命增長(zhǎng)，還保障了人民生產(chǎn)生活的安全。endprint