新疆鹽漬土施工問題處理及對策

羅新文

（新疆鐵道勘察設計院有限公司，新疆 烏魯木齊 830011）

1 鹽漬土地區病害類型及產生原因

1.1 松脹、膨脹

土中硫酸鈉含量超過2%，在晝夜氣溫變化影響下時而吸水結晶體積膨脹，時而脫水積縮小，反復相變致土體密度減小、結構破壞，產生松脹現象。松脹現象一般在地表0.3m以內，土體疏松、足踏下陷、路肩變窄、邊坡失穩。

土中硫酸鈉含量超過2%，在季節性氣溫變化影響下引起路堤深部土體中硫酸鈉吸水結晶。一般距地表1m 左右，個別3m 以下，致路面季節性隆起、坡腳產生縱向裂。

蘭新鐵路哈密地區附近一些硫酸鹽漬土路基[1]，施工時對硫酸鹽漬土的膨脹性認識不足，將硫酸鈉含量高的土填入路堤內，鐵路通車二年后有的地段路基冬季膨脹隆起十幾厘米，膨脹后將道床抬起，成為一大病害，嚴重危及行車安全且給養護部門造成很大困難。

1.2 凍脹和翻漿

在一定低溫件下鹽漬土同樣凍結，當土的含水量＞塑限且水分補給來源充足，形成層狀冰，體積大大超過土體原有的空隙和含水體積致土體膨脹；溫度回升后冰層消融，上層冰粒先融化而下層尚未融化，則上層水分無法下滲使上層填土中的含水量超過液限，加之車輛通過時的擠壓、沖出作用，使路基出現翻漿冒泥現象。硫酸鹽土漬土因鹽晶脫水滯緩延長翻漿時間；堿性鹽漬土因Na+作用路面更為泥濘不堪。

1.3 溶蝕和退鹽

鹽漬土路基受雨水沖洗，表層鹽分被溶解后隨雨水下滲造成退鹽作用，結果使路基變松，增加土體的膨脹性和不透水性。降雨量小，路肩出現細小的沖溝，降雨量大時路基本體內會形成空洞。

1.4 次生鹽漬化

由于鹽漬土地區地下水中含較多的易溶鹽類，通過毛細作用水分上升，如果路堤高度沒有足夠高度，則毛細水蒸發后鹽分留于土中，填土中的含鹽量積累增大逐漸轉變為鹽漬土，影響路堤的密實度及穩定性。

2 鹽漬土路基工程處理原則及措施

中、弱鹽漬土地區或小面積分布的鹽漬土地段，一般可以不考慮完全繞避，但線路盡可能在地勢高、含鹽量小、地下水水位較低、鹽漬土分布較窄、地表水排泄容易的地段以路堤通過。對有可能遭受洪水沖淹的低洼地區，經常處于潮濕或積水狀態的強鹽漬土、超鹽漬土或鹽沼地帶以及大范圍的硫酸鹽漬土地帶，線路應盡可能繞避。

1） 路堤填料的含鹽量控制和壓實密度達到要求。

2） 路基最小高度的確定。鹽漬土地區多處于洼地內，地形平坦、降水困難，一般又缺乏滲水材料作為毛細水隔斷層的條件。為使路堤不受凍害和次生鹽漬化的影響，需要控制路堤最小高度。

3） 毛細水隔斷層的選擇及在路基中設置的部位。設置毛細水隔斷層是處理鹽漬土最常用、有效的辦法。主要作用是為了隔斷毛細水上升、防止路基凍脹與翻漿及次生鹽漬化，是在提高路堤或降低地下水水位的措施不經濟時使用的一種處理辦法。隔斷層類型按材料可分為滲水土隔斷層、鹽殼、復合土工膜等隔斷層。其中滲水土隔斷層最早使用、經濟適用、結構簡單、施工方便、效果顯著；隔斷層設置在路堤底部，一般可保證路堤整體不產生次生鹽漬化病害；隔斷層設在上部或中部可節省工程量，但不能保證隔斷層下部路堤不產生病害，只有在困難條件下才設在路堤上部。復合土工膜隔斷層運輸方便、造價不高且生產廠家多，適宜于缺乏滲水材料的地段采用。石灰瀝青、瀝青膠砂隔斷層雖然效果較好，但施工工藝復雜、勞動強度大、對環境有污染，目前已不推薦使用。

4） 基底處理。鹽漬土的表層鹽殼及其下松土多不能滿足路基承載要求，鹽殼被路基填埋后如仍在毛細水強烈上升高度內，鹽殼的鹽分將逐漸溶解從而變疏松，造成路基沉陷。還由于毛細水作用容易引起路基本體的次生鹽漬化。因此地表鹽殼及其下超限鹽漬土均應鏟除，范圍包括兩側天然護道。當然也有例外，如察爾汗鹽湖至格爾木間的超氯鹽漬土地區，地下水的礦化度已達到飽和程度，不再溶解鹽殼，表層鹽殼還能起到天然隔斷層的作用。

當路堤通過經常浸水的鹽沼地段常伴有軟弱地基分布，應按軟土或泥沼地區路基處理。

5） 加強地表排水和降低地下水位。水對鹽漬土路基危害很大，加強排除地表水措施、保持路基干燥、有足夠強度在鹽漬土地區尤其重要；地下水是鹽類轉移的輸送者，也是主要的外界因素，因此降低鹽漬土地區的地下水位可以降低土壤的鹽漬化程度，減少次生鹽漬化和凍害的發生，且有利于改良土壤。

6） 邊坡防護加固措施。為防止鹽漬土路堤表土松脹、溶失、風蝕，結合不同地形及地質情況并經經濟比選后分別采取路基面加寬、粗粒土包坡、M10 水泥砂漿塊板護坡等措施。

3 工程實例

例1：南疆線和靜至阿克蘇段線路長693km，沿線通過鹽漬土地段累積214km。分布有硫酸、亞硫酸、亞氯、氯鹽及超氯等不同類型的鹽漬土。在輪臺地區分布有大面積超氯鹽漬土，地表普遍有一層0.05～0.52m 厚的鹽殼，總含鹽量為73～92%，1m 內平均含鹽量8.0～20.0%，地層以硬塑-流塑狀粉質黏土為主，夾紅色黏土和薄層粉細砂層，地下水位約0.8m，水位以下土質松軟。為評價當地超氯鹽漬土作路堤填料的可能性，就近取材的天然礫石、細砂等作為毛細水隔斷材料，鐵一院于1977～1981 年在該地區設置試驗路堤，進行四年試驗觀測，在路基底部就同一種隔斷材料設置了不同厚度，進行水鹽變化分析，礫石土隔斷層采用0.35m、0.5m 和0.75m 三種厚度，細砂隔斷層采用0.5m、0.7m、1.0m 和1.25m 四種厚度，鹽殼隔斷層采用0.5m 和0.8m 二種厚度；隔斷層除鹽殼地段外其余均鏟除地表鹽殼，隔斷層上下未設置反濾層，頂部就地填筑當地鹽土。

經過試驗得出結論：用當地土作為路堤填料時必須經過翻曬，將含水量控制在塑限含水量以下，表層鹽殼及含石膏顆粒的土應棄除，填土中不允許混雜鹽塊；在地下水位高（＜1m），承載力＜100kPa 的地段不宜設高路堤并應設置隔斷層，礫石土隔斷層采用厚度為0.75m，細砂隔斷層采用1.25m。鹽殼隔斷層0.8m 仍不能阻止毛細水上升，原因是地下水礦化度較小，地下水不僅能穿過鹽殼，而且能將其部分溶解，認為鹽殼在當地不適宜作為隔斷層。

南疆線勘察設計通過應用以上試驗成果，目前運行良好。

例2：哈羅線塔里木盆地羅布泊鹽湖區段巖鹽路基，巖鹽厚度＞5m，成分為鈣芒硝、石鹽、石膏等，呈層狀分布；主要以鈣芒硝為主，約占含鹽系厚度的30～60%以上，鈣芒硝晶體一般呈微晶-粗巨晶，粒徑2～4mm，最大可達2cm，多為自形-半自形的棱板狀、棱柱狀和片狀，部分呈粒狀、碎屑狀，集合體呈晶蔟狀、花瓣狀及鑲嵌狀，以厚層狀產出為主，其次為薄層和分散狀；鈣芒硝層中孔隙和晶洞發育，晶體間可見大孔隙，孔徑3～20mm，孔隙度10%～20%，最大30%。地下水位埋深＞20m。設計中路基采取以下原則進行處理：

1） 路堤，路基基床表層0.6m 采用B 組填料。在路肩以下0.6m 處設置平臺，基床表層0.6m 以下利用當地巖鹽填筑。在湖區的一般地段坡腳處設置1.0m 寬，0.5m 高的防護護道，在路基通過低洼地段時坡腳處設置2.0m 寬，1.0m 高的防護護道。

路肩以下0.6m 處鋪設復合土工膜隔斷層，復合土工膜沿線路橫向鋪設、縱向搭接，橫向鋪設時由路基中心線沿路拱向兩側平鋪，其搭接寬度應≥0.3m。并在復合土工膜上、下各設置0.10m 厚的中粗砂保護層。

路肩0.8m 寬、基床表層坡面和路肩以下0.6m 處的平臺平鋪0.10m 厚的小卵石，平鋪0.10m 厚的小卵石后的平臺寬為0.5m，小卵石直徑≥0.05m。

含溶蝕孔洞的鹽殼層，對路基基底進行重型機械碾壓，碾壓寬度至坡腳以外1.0m。

2） 路塹，路塹的基床表層按路堤形式開挖，路基基床表層采用B 組填料填筑，在路肩以下0.6m 處設置平臺，平臺外設置側溝，側溝外設置側溝平臺。

基床距路肩以下0.6m 處及平臺鋪設復合土工膜，并在復合土工膜上、下各設置0.10m 厚的中粗砂保護層，側溝及側溝平臺采用復合土工膜防滲，復合土工膜上覆≥0.1m 厚的中粗砂墊層。

平臺及側溝在中粗砂墊層上平鋪0.1m 厚的小卵石，平鋪0.10m 厚的小卵石后的側溝尺寸為0.4×0.6m，側溝平臺為1m，小卵石直徑≥0.05m。

目前路基修筑基本成形，基底穩定，未發現不良現象發生。

4 結語

本文經過長期勘察工作，對新疆地區鹽漬土進行了總結、綜合評價，并結合實例對其產生的危害也進行了分析，具有一定的指導作用。