摘要:本文首先讨论翻浆冒泥病害分类及其特点,然后从土质和温度两方面入手,分析线路路基翻浆冒泥的原因,接着研究探测翻浆冒泥病害的手段,最后探讨线路路基翻浆冒泥的整治措施,可以修建纵向截水沟,可以在新线路基的施工中采取有效的防治手段,或者是在既有路线中采取有效的整治手段。希望能为关注此话题的研究学者提供参考意见。
关键词:翻浆冒泥;地质雷达检测;纵向截水沟
引言:路基基床翻浆冒泥是主要的路基病害,到了雨季这一病害会更加严重,每年都要花费大量的资金来整治这一病害。虽然从目前的情况来看,路线翻浆冒泥的现象已经有所改观,但是其中仍然存在诸多的不足。因为路基翻浆冒泥病害的出现受到了多种因素的影响,不同路基发生这一病害的原因各不相同。为此采取的整治手段应该具有一定的针对性,在具体的施工中需采取多种措施,实现综合防治。
一、翻浆冒泥病害分类及其特点
以基床的土质岩性和地下水的情况为依据对路基翻浆冒泥的情况进行分类,可以大致分为四种类型。一是土质基面翻浆,这种类型的翻浆常见于土质路堑和路堤,这些路段无地下水,或者是地下水资源发育不甚。基床土质一般为黏土或者是粉质黏土,这些土体性质不良不够密实。当发生降雨或者是在活载作用下,就会翻浆冒泥,常见于雨季和春融时期,不会发生在旱季。如果基面下沉情况十分严重,就容易造成交通事故的发生。二是岩质基面翻浆,泥质软岩构成的基床在雨水、活载和道床研磨的共同作用下,会发生翻浆的情况。由于软化层较薄,因此只能在基面上形成泥浆,形成浅碴囊,而基面的下层岩层依然很坚硬。三是裂隙泉眼翻浆,这种情况常见于山区地带和丘陵地带,在路堑处和隧道内的地下水发育地段,在抽吸作用下会形成泥浆内裂水和软岩风化物,压力水会将这些物质带到基面,对道床造成一定程度的污染,会常年不断的发生这样的情况,到了雨季就会更加严重。四是下沉挤出,有些基床土质层呈软塑状态,产生向边坡和侧沟的挤压作用,到了雨季下沉的速度会更快[1]。
二、线路路基翻浆冒泥的原因分析
(一)土质。
在施工的过程中控制填料的力度不够、控制施工标准的力度不够,就容易造成路基翻浆冒泥。在填料方面,测定填料的物理性质和力学性质工作量不达标,在实验时只是就近取土,缺乏对土石质量的科学分析。这样填在路基上的填土很有可能透水性较低,填土排水缓慢,路基表面土壤的含水量一旦超过液性界限,路基土就会变成泥浆。此时在列车的载荷作用下,道床上的碎石就会混入路基土内,上升的泥浆会填充在阻力小的道床和碎石细缝中。等到列车载荷消失,道床就会恢复到原来的状态,由于泥土溢出形成空洞,新的土粒会再次填充进去,之后经过列车载荷的反复作用,更多的道床碎石会陷入路基中,最终形成严重的道碴囊。在一般情况下,粗土粒不容易造成路基翻浆冒泥的情况,这是因为粗土粒的毛细水能够达到的高度较低,内部聚冰较少,即便是在饱水的情况下也能保持一定的强度。如果粗土粒的含量超过了一定的数量,那么它的冻胀性就会明显增强,此时也会出现路基翻浆冒泥的情况。
(二)温度。
如果在路基填料中含水量较高,水分子就会发生转移。当温度下降至0℃以下,土空隙中的自由水就会冻结成冰,在空隙中存在的土冰晶体会被隔离,由于分子会产生吸力作用,因此土颗粒周围薄膜水的冰点会比自由水低,因此冻结缓慢。如果温度持续下降,冰晶体就会逐渐增大,土颗粒的间隔也会变得更大。到了春融时期,土层中的水会慢慢的融化,融至液态时,黏性土壤会变成泥浆,在列车的碾压作用下,以及列车的振动和抽吸作用下,发生翻浆冒泥的情况。如果没有达到一定的冻结深度,没有达到一定的冰冻指数,路基很难冻胀,也不会形成路基翻浆冒泥,更不会形成严重的路基翻浆,但是在同样的冻结深度和冻结指数条件下,负气温作用和冻结速度会深刻的影响路面翻浆冒泥现象的形成。比如在初始阶段,冷暖发生交替变化或者是气温较高,温度长时间维持在0℃到5℃之间,冻结的部分长时间停留在土基上方,这样大量的水分会聚集流至距离路面较近的位置,进而形成较为严重的翻浆冒泥。
三、探测翻浆冒泥病害的手段
发生翻浆冒泥病害的路段范围较大,病害的严重程度各不相同。因此制定的解决方案要有一定的针对性,需要做的是探明各个位置的病害严重程度。传统的探明手段要进行探挖、施工开挖,另外还要进行动力触探实验。动力触探实验以轻便为主,经常使用的方式是N10,这一手段的特点是不能全方位的反应信息,导致不能为施工开挖提供及时有效的信息,在确定病害整治范围时提供的信息作用不大,也不能较好的为整治工序的合理安排提供信息支撑。传统挖探方法的优点是比较直观,它的缺点是耗费时间较长,探测的效果也是差强人意,最大的缺点是会对线路造成一定的损害[2]。地质雷达检测也是一种探测翻浆冒泥病害的手段,在操作时可以不接触路基就能完成检测,在铁路路基检测中十分的适用。比如在沪宁线翻浆冒泥的检测中就用到了这一检测手段,确定翻浆冒泥的类型,检测路基的状况。在实践中发现使用地质雷达检测铁路路基具有快速、高精度的特点,不仅如此还能连续检测,也不会对铁路路基造成损害。沿着线路进行纵向探测能够准确的区分纵向各段存在的差异,检测出各路段翻浆冒泥的类型,为整治方案的设计提供可靠的依据。
四、线路路基翻浆冒泥的整治措施
(一)修建纵向截水沟。
为了较好的整治路基的翻浆冒泥现象,需要增加道床的厚度,建设必要的排水设施,实现排水环境的有效改善,将路基中的不良土质替换掉,在路基面上铺设好隔水材料。具体的操作是先挖沟截水,实现对附近水源的切断或者是疏导,以某工程为例采取了挖纵向截水沟的方法,该排水沟的高度超过了路堑排水沟的底面标高,修建的纵向排水沟具体的构造如图1纵向截水沟构造图所示。接下来的操作是封锁线路开天窗,也就是说要把路基内的淤泥全部清除干净。另外还可以采取渗水土盖被的方式,这一手段比较适用于碱性盐渍土路基,这是因为该类土质的路基有容易膨胀的特点,经常会发生翻浆、冻害和溶蚀的情况。
图1 纵向截水沟构造图
(二)新线路基的防治手段。
新线路基的施工要严格的准守相关的施工标准,在填筑路基的施工中杜绝使用不良土质,在选用土质时必须要检验所选土质的性能,经过实验室的研究检测,确定合格之后才能投入使用。在既有的路线上填补渗水土时,要先修建横向排水坡,修建好之后再进行路基填筑的施工。在正式施工时要做好底部的处理工作,将树根等杂质铲除干净。以某次新基路段施工为例,基底的种类为耕地,具有土质较松的特点,施工的过程中工作人员将路基压实,使得路基的压实密度达到标准的要求,使用分层夯实的方式,让路基面下1.2米范围内的密度为90%,路基面的下层密度为85%。在路堑地段的施工中,挖到设计标高之后要将表层土拿去做土质实验,另外需要注意的是要防止出现超挖表层土的情况,因为这会造成表层土质过于松软。在新线路基施工项目中,要做好排水工程,包括地表水和地下水的排水工程。当路基基底受到了地下水的影响作用,要及时采取有效的处理手段,在水田和洼地的路段中,排水措施的实施要全面的考虑实际的情况。
(三)既有路线的整治手段。
在已有线路路基的施工中,可以采取的整治措施有增加道床的厚度。当线路被抬起,受地下水的影响作用就会减少,而且的路基所受到的压力也会减小。使用这种方式不需要将旧的道碴清理掉,补充新的石碴就能有效的防止翻浆冒泥现象的发生。需要注意的是要及时的更换道床,也要定
期的清筛道床,这样才能保证道床的排水处于良好的状态。排水措施的改善是施工工作的重要内容,实现对道床和路基内积水的及时清除,改良原有的侧沟,也可以新修建一定数量的侧沟和横纵渗沟[3]。以粘性土路基为例,这种路基比较容易发生翻浆冒泥的情况,因此要用透水性能好的土质材料将其替换掉,而且在路基面上要覆盖隔水层,让路基具有良好的防水性能。当路基的上部聚集了一定量的水分,那么到了化冻时期,要把多余的水分及时排除,也可以将这些水分蓄积在渗水性良好的路面结构中,比如盖水砂垫层路段。
总结:综上所述,本文分析线路路基翻浆冒泥的原因,并研究整治措施,发现翻浆冒泥整治技术存在的最大不足就是在绝大多数的施工中,都需要将路线封闭起来,这严重的影响了线路的正常运行,影响了线路的安全,为此在未来的发展中,我们应该探索新的整治技术和新的工艺。要加大对土体改善项目的研究力度,让土体达到符合人们所期望的技术指标。
参考文献:
[1]吾望超,苏谦,王武斌.应用高聚物复合结构层整治基床翻浆冒泥技术研究[J].铁道建筑,2018,58(06):97-99.
[2]许杰.神华铁路站改工程路基翻浆冒泥成因及整治技术[J].建筑机械,2017(06):111-113+117.
[3]刘朝军. 铁路路基翻浆冒泥整治新材料及施工工艺研究[D].西南交通大学,2016.
论文作者:周宗贺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
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