高鐵路基水害防治技術(shù)分析

中鐵二十四局集團(tuán)上海公司 | 顧 軒

1.工程概況

中鐵二十四局承建的商合杭鐵路站前十七標(biāo)，施工管段從安徽省宣城市廣德縣境內(nèi)至浙江省湖州市安吉縣境內(nèi)，起止里程DK628+815.78～DK674+162.90，全線路基總長(zhǎng)18.293Km。其中區(qū)間路基15.023 km,站場(chǎng)路基3.270 km。

主要工程數(shù)量：土石方挖運(yùn)共計(jì)181萬方；框架橋（涵）共計(jì)63座；路基支擋及防護(hù)砼共計(jì)14.8萬方；地基加固CFG樁共計(jì)56.2萬米；毛細(xì)排水板共計(jì)17.6萬平米；AB組填料共計(jì)60.2萬方；級(jí)配碎石共計(jì)28.7萬方；

路基填料：本標(biāo)段基床及以下采用的是粗粒土、細(xì)粒土的混合料（AB料），基床表層為級(jí)配碎石，過渡段填料為級(jí)配碎石水泥改良。

標(biāo)段范圍內(nèi)共計(jì)34段路基，無軟土路基，局部地段為剝蝕低山區(qū)，地形起伏較大，邊坡高度大于15米的深路塹共四段，其余內(nèi)多為低山丘陵區(qū)，半挖半填路基段落較多，廣德南站及安吉站地區(qū)地勢(shì)較平坦，多為良田，河網(wǎng)水系發(fā)育，路基填方較高。

2.路基水害防治的意義

路基水害是路基在地表水及地下水作用下導(dǎo)致路基填料含水量過大，使路基處于軟化狀態(tài)，在荷載作用下使路基承載力下降造成路基沉降、邊坡垮塌等現(xiàn)象，影響路基使用功能。

路基水害的形成，是各種內(nèi)在和外在因素相互聯(lián)系，共同作用的結(jié)果，通過對(duì)路基水害的成因深度研究分析，在路基施工中采取一系列措施進(jìn)行防治，從而保證路基質(zhì)量，延長(zhǎng)路基使用壽命。

3.路基水害防治處理措施探析

3.1 地質(zhì)核查制度

原地面處理（淺層清表、深層加固）前，應(yīng)對(duì)地基的地質(zhì)資料進(jìn)行核查， 路基地質(zhì)核查工作主要有路基地基條件、路堤及路塹基床條件、預(yù)加固樁及支擋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)條件等。

對(duì)水文地質(zhì)資料以及水塘的分布范圍、水深、淤泥厚度、防護(hù)標(biāo)高等進(jìn)行核實(shí)。核查有無泉眼和地下水露頭等并對(duì)流量進(jìn)行實(shí)測(cè)。陡坡路基重點(diǎn)核查地層橫向變化情況、軟弱夾層情況和水文地質(zhì)情況，附近有泉眼或地下水露頭時(shí)應(yīng)增加勘探密度和深度，查明是否為斷層等構(gòu)造水。

核查各種類型過渡段的地層縱橫向變化情況，對(duì)于遇水弱化的不良地質(zhì)條件下，采用復(fù)合地基加固、級(jí)配碎石摻水泥底層封閉等技術(shù)手段。

3.2 高路塹施工順序

高路塹土石方開挖時(shí)，應(yīng)采用由上到下、由高到低的順序放坡開挖，塹頂設(shè)置截水溝，避免因雨水沖刷導(dǎo)致邊坡垮塌，開挖過程中做好路基橫向和縱向臨時(shí)排水溝,不得有積水浸泡軟化路基基底，。

3.3 支撐滲溝在不良地質(zhì)條件下的應(yīng)用

邊坡支撐滲溝主要用于疏干潮濕的土質(zhì)路塹邊坡坡體和引排邊坡上局部出露的上層滯水或泉水。支撐滲溝設(shè)置位置應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)開挖邊坡高度、地層巖性、風(fēng)化破碎程度和地下水發(fā)育情況綜合考慮設(shè)置（圖1）。

圖1 支撐滲溝縱斷面圖

滲溝基底置于邊坡潮濕帶以下較穩(wěn)定干燥的土層內(nèi)，基底鋪砌防滲應(yīng)低于該地區(qū)的凍結(jié)線以下至少0.5m。排水層應(yīng)用干砌片石充填，排水層與滲溝的溝壁之間設(shè)置砂礫石和卵礫石反濾層，反濾層材質(zhì)必須滿足不均勻系數(shù)（η）、粒徑（d）的控制數(shù)值及各層厚度的要求。

其中：卵礫石：η≤4,10≤d≤40mm；

砂礫石：η≤4,0.5≤d≤8mm；

沙加卵礫石：砂采用中粗砂（粒徑0.25≤d≤2mm）卵礫石粒徑10≤d≤40mm，砂含量約2/3，卵礫石約1/3；

反濾層砂石料必須洗凈，顆粒小于0.15mm的含量不得大于5%。

支撐滲溝反濾層施工時(shí)用薄板按各層厚度隔開，自下而上填筑并逐步抽出隔板，層次要分明。

在卵石缺乏地區(qū)，支撐滲溝反濾層也可采用兩層RCPX715D型滲排水材料反濾層取代砂礫石和卵礫石反濾層。

3.4 路塹邊坡頂排水處理應(yīng)用

為避免地表水直接沖刷路塹邊坡造成路塹邊坡失穩(wěn)，在路塹塹頂設(shè)置截水天溝，天溝距離塹頂邊緣一般不小于5m，困難地段可為2m，天溝采用素混凝土現(xiàn)澆，防治天溝內(nèi)水下滲浸泡路塹邊坡而產(chǎn)生邊坡坍塌質(zhì)量事故。

天溝縱向坡度陡于1:2.5地段，設(shè)置現(xiàn)澆混凝土急流槽，急流槽采用梯形或矩形斷面，槽內(nèi)設(shè)置跌水臺(tái)階，避免坡度過陡，水流速度過快沖刷路基相關(guān)結(jié)構(gòu)，影響使用壽命。

3.5 臨時(shí)排水溝技術(shù)應(yīng)用

在路基各個(gè)階段施工過程中，臨時(shí)排水溝的設(shè)置尤為重要，在路基土石方開挖時(shí)，路基面應(yīng)平整且設(shè)置縱、橫向排水坡，同時(shí)應(yīng)注重橫向、縱向臨時(shí)排水溝的設(shè)置，有效預(yù)防路基面受雨水浸泡，雨水滲入基底而造成基底軟化，影響地基承載力。

3.6 路基排水與地方水系的順接

路基排水設(shè)施主要有天溝、吊溝、側(cè)溝、邊坡平臺(tái)截水溝、盲溝、消力池、線間集水井等，這些設(shè)施將路基水進(jìn)行分類形成一個(gè)排水系統(tǒng)，通過排水設(shè)施系統(tǒng)排出路基，應(yīng)與地方原有水系進(jìn)行有效順接，并防止地方水系倒灌至路基影響路基質(zhì)量。

4.檢查與控制程序研究方向

在下一步路基水害防治工作中，加強(qiáng)對(duì)路基排水的檢查工作，重點(diǎn)檢查排水溝的設(shè)置、路基積水情況以及排水設(shè)施的施工質(zhì)量檢查和質(zhì)量問題排查與整改。

通過路基施工深入研究探析，進(jìn)一步研究毛細(xì)排水板及砂墊層的設(shè)置、基床表層兩布一膜及砂墊層設(shè)置對(duì)毛細(xì)水和地表水的防、隔、排作用。

5.結(jié)束語

總而言之，在高速鐵路路基工程施工過程中，運(yùn)用水害防治技術(shù)，有效解決或降低路基水害，將路基防排水系統(tǒng)化，切實(shí)在水害防治上實(shí)現(xiàn)提高路基施工質(zhì)量目標(biāo)。