既有南昆線路基病害整治處理措施

何江偉

（南昆鐵路南百段增建二線工程建設指揮部，工程師，廣西 南寧 530001）

膨脹土亦稱“脹縮性土”。是一種浸水后體積劇烈膨脹，失水后體積顯著收縮的黏性土。在我國云南、貴州、四川、廣西、河北、河南、湖北、陜西、安徽和江蘇等地，均有不同范圍的分布。膨脹土性質極不穩定，對建筑、水利、鐵路、公路等工程建設和工程運營中起到極大的破壞作用。本文根據南昆鐵路所經過地區膨脹土的病害特點，以及有關處理膨脹土路基的經驗，談談如何在最低程度影響營業線運輸的前提下利用有效的施工措施整治膨脹土路基病害。

1 工程概況

南昆鐵路始建于上世紀90 年代，東起廣西南寧，西至云南昆明，全長898 km，為國家I 級電氣化鐵路干線。鐵路通過膨脹土（巖）、巖溶、軟土地區、泥石流、滑坡多發區和八度地震區，地形極其險峻，地質極為復雜。經過20多年的運營，這些膨脹土地區的路基段都產生了路基病害，有些地段基床病害相當嚴重，因為基床下沉，許多路肩已經經過多次加高，道床厚度最高達到2 m，路塹側溝變形嚴重，嚴重影響到營業線運營安全。

2 膨脹土路基病害形式

膨脹土地段路基病害的形式主要有道砟囊、基床擠出、基床不均勻下沉、邊坡坍塌及滑坡等。其特征分述如下。

2.1 道砟囊由于膨脹土遇水軟化，列車振動將道砟壓入基床內，形成陷坑，坑內積水較多，不易排出，形成道砟囊。

2.2 基床擠出因基床軟弱層經水泡飽和，在列車動力作用下，路基承載力不足，而產生剪切破壞或塑性流動，基床發生擠出。常見的現象有路堤段的路肩隆起，路塹段的側溝被擠等。（如圖1所示）

圖1 基床擠出示意圖

2.3 基床不均勻下沉膨脹土有濕脹干縮的性質，在自身及列車荷載作用下，容易產生不均勻沉降。由于基床內含水量的變化不均勻，引起土體的不均勻脹縮，也容易產生橫向的的波浪變形。（如圖2 所示）

2.4 邊坡坍塌及滑坡邊坡表層膨脹土體吸水膨脹軟化，強度衰減，在重力和滲透壓力作用下，從而容易產生邊坡的坍塌和滑坡。

3 具體實施方案

經過建設單位組織設計、施工、監理以及設備管理單位共同研究，確定了路堤地段采用約束樁、注漿、加固路肩，路塹地段采用改建水溝、加強排水的方案進行施工。由施工單位先選取試驗段確定相關工藝參數后，再進行全面施工。

3.1 路堤段施工

1）施做豎向鋼花管注漿。沿路堤兩側距線路中心以外3.0 m的既有路堤邊坡采用鋼花管注漿加固，加固區域如圖3所示。鉆孔自線路中心左右側3.0 m處向路堤坡腳呈正三角形交錯布置，孔間距為1.5 m,孔向為豎直方向。注漿孔深度打入原地面以下3.0 m。

2）線路兩側設置觀測樁，每個工點在注漿前、注漿中、注漿后都必須進行觀測，密切觀注水泥漿液的情況，尤其應注意監測上部軌道是否有隆起，發現異常應立即停止注漿、查明原因。

3）施做橫向毛細排水管。通過設置橫向排水管，排除基床內和道砟囊內的水。線路左右兩側各設置兩排、共四排φ67 PVC 毛細排水管。上排排水管位于既有路肩面以下0.6 m，下排排水管位于上排排水管下方1.4 m。各排排水管均沿線路方向間距2.0 m 交錯布置，并自線路中心向左右兩側向外設4%的橫向排水坡。排水管長度要求自既有路堤坡面打入至既有線路中心對向不小于1.0 m。

4）設置側向約束樁。局部高路堤地段設置側向約束樁，起到約束土體變形和防止高路堤順層滑坡的作用。各樁須采用隔樁開挖，且須于先批次施工完畢的側向約束樁強度達設計強度的80%后，方可進行自鄰約束樁的施工，并切實加強沉降及變形觀測。

5）采用植被與骨架護坡綜合防護。實踐證明，植被防護不僅僅是綠化美觀的事，重要的是可以通過植被儲存和蒸發水分，調節坡中水的濕度和土的含水率，增加坡面的防沖刷和防變形能力。采用人字形骨架護坡和植被的綜合防護可以有效的防止坡面開裂、變形、外擠。

圖3 鋼花管注漿加固代表性斷面圖

3.2 路塹段施工

1）于線路左右兩側既有側溝下部設置碎石盲溝（如圖4所示）。

圖4 盲溝大樣圖

盲溝設計要求：

①填筑碎石粒徑不得大于5 cm，要求洗凈，并須充填飽滿。

②盲溝充填前須與既有溝底中部沿線路縱向鋪設一條Φ200 PVC 雙壁波紋透水管，孔徑6～8 mm、孔間距100 mm。孔眼相互錯開。

2）盲溝頂部設鋼筋混凝土底板，厚20 cm，寬度與既有側溝相應寬度對應，采用C 30 混凝土澆筑。底板以上明溝深度不小于30 cm（具體深度視現場排水量及排水縱坡而定）。

3）左右兩側清除平整既有破損的側溝及擋墻平臺后，采用C 25混凝土封閉（如圖5所示）；于既有路塹坡腳設混凝土護腳，護腳坡面與既有邊坡坡面順接；護腳外側設擋水，截水溝順既有側溝及擋墻平臺分布并順接引排至路塹以外的涵洞及排水溝等既有排水設施，注意不得將匯水直接排至側溝以內。

圖5 混凝土平臺大樣圖

3.3 施工順序及注意事項

1）主要施工順序為：先施工線路左右側第一排豎向注漿孔及斜向注漿孔，且須按隔孔進行施工；然后再依次向線路外側施工各排注漿孔。樁位的偏差原則上不得大于20 cm。

2）注漿時應加強周邊的巡查，密切觀注水泥漿液的情況，尤其應注意監測上部軌道是否有隆起，發現異常應立即停止注漿、查明原因。

3）鉆孔必須采用干鉆，不得采用水鉆。鉆孔根據現場實際條件采用一次性鉆進或套管跟進鉆進技術，使鉆孔完整不坍孔。

4）注漿應采用自孔底向上一次性注漿，中途不得停漿,孔內注漿必須飽滿密實。

4 施工中的重難點及解決措施

4.1 材料設備運輸困難既有線病害整治施工作業均在既有線路肩上或是邊坡上，均被防護柵欄封閉。主要材料設備進場及現場運輸均比較困難。施工單位經過前期細致的調查，通過協調地方政府和當地村民，采用利用既有村道和修建臨時便道相結合的方式，確保了施工的運輸通暢。

4.2 天窗點內作業時間短由于路肩上的鉆孔注漿需要在天窗點內進行施工，而每個天窗點的時間最多6小時，這就要求施工單位通過增加鉆孔設備，減少單孔施工循環時間等措施，利用天窗點盡可能多的完成路肩部分的鉆孔注漿。

4.3 臨近既有線安全風險高干擾大路基病害整治段施工均緊鄰既有線，除路肩部分鉆孔注漿施工需要在鐵路營業線施工天窗范圍內作業外,其余均在限速條件下實施，受營業線運輸干擾較大。施工單位嚴格按照鐵總及路局有關文件要求，對所有施工場地與既有線實行硬隔離措施，保證了施工安全。

4.4 地下電纜多施工難度大因既有南昆線地下電纜較多，埋設位置較為復雜。這無疑加大了鉆孔的難度，施工單位通過采用探測設備并聯合設備管理單位進行現場調查核實，探清電纜位置并防護，避開電纜順利的完成了鉆孔注漿工作。

5 結束語

由于在施工前制定了詳細的施工方案，采取了有效的施工措施，并嚴格按照方案和設計要求進行施工；利用鋼花管注漿固結土體，改變了膨脹土的物理性質。設置橫向排水管對基床內的水進行引排，并通過設置排水盲溝和截水平臺將地表水和外來匯水進行引流，防止雨水侵入基床。這種施工方法在南昆鐵路田東至百色段膨脹土路基的病害整治中得到了很好的應用，并取得了較好的效果。為今后的膨脹土路基病害整治施工積累了豐富的寶貴經驗。