探究铁路路基病害的成因与整治措施论文_孔庆福

探究铁路路基病害的成因与整治措施论文_孔庆福

中国水利水电第十四工程局有限公司 云南昆明 650000

摘要:路基是铁路的重要组成部分,也是铁路安全运行的基础。它承受铁路轨道的重量以及通过轨道传来的机车车辆动力荷载。如果铁路路基施工质量不能达标,很容易引发事故。因此必须重视路基的填筑质量问题,在路基的施工过程中,还要十分重视路基病害的预防和整治。

关键词:铁路路基;病害;原因;措施

1 铁路路基病害产生的机理

路基病害的产生和发展与路基填料的工程性质、地表水与地下水、列车振动荷载、土的动力强度特性和温度及其变化有关。主要是路基填料、水、列车荷载和温度变化等各项因素综合作用的结果,各种因素之间又相互关联,铁路路基病害发生的原因非常复杂,并且每一种病害都有自己特殊的病理,但归纳起来主要有两个方面:

病害的发生取决于特定的地质环境;病害的发生与相应的气候变化和列车振动荷载息息相关。前者是病害发生的内因。后者是病害发生的外因。对某一具体的线路来讲,其地质条件是客观存在,虽然它也在不断地发生变化,但基本上是一种较为稳定的量,因此,在一定程度上路基病害的发生频率和程度将取决于气象水文条件和列车长期重复振动荷载的影响,路基病害的产生和发展是各项因素综合作用的结果。

观测表明,在列车轮轴荷载的重复作用下,路基的渐进破坏主要表现为过大的塑性变形,这种塑性变形累积到一定程度将会使路基填土产生塑性流动,并产生路基病害。研究表明:产生这些病害的原因在很大程度上依赖于路基土在循环荷载作用下的抗剪强度特性,而后者与土的饱和度密切相关。随着饱和度的增大,土的动强度将显著降低。处于轨道下方的路基土因反复受到挤压和固结而产生过大的累积塑性变形,从而形成所谓的道碴坑以及枕木下方的积水坑。

2 铁路路基病害的整治措施分析

2.1 铁路路基滑坡病害整治措施分析

针对可能发生新生滑坡问题的路基区段,需要通过实施相关工程措施的方式,避免滑坡的产生。针对可能出现的既有滑坡区段,应当通过沿线巡查的方式及时发现隐患并加以处理,同时将分期整治与彻底根治相互结合。针对已经发生的滑坡区段,需要彻底进行整治,杜绝滑坡事故的再次发生。在这一思路基础之上,还应当做好以下两个方面的工作:其一,完善滑坡可能发生、已发生路基区段的排水设施,确保地下水与地表水的及时外排;其二,为实现对路基滑坡问题的合理整治,需要通过引入抗滑明洞、锚杆挡墙、抗滑桩、或者是抗滑挡墙的方式对滑坡区段进行支挡处理。

2.2 铁路路基崩塌病害整治措施分析

对于新建铁路而言,前期施工应当重视对沿线地质情况的勘察,尽量避免线路敷设容易发生崩塌问题的区段,根据地质勘察结果,对崩塌病害发生的危险点进行预测,设置预防性工程;对于已投入运行的铁路而言,需要安排专人对沿线路基进行检查巡视工作,以便能够在第一时间发现存在变形失稳问题并予以预防;而对于已经发生病害的区段,则应当及时采取相应的防治措施,不留任何隐患。结合实际工作经验来看,结合崩塌病害的发生规模,所采取的整治措施有一定差异:即对于崩塌规模较小的病害,可以通过建设拦石墙、落实坑、或者是落实平台的方式对崩塌落实进行拦截;对于崩塌规模较大的病害,可以通过建设明洞的方式对落石进行遮拦,配合对边坡下部结构的支撑处理;对于容易发生风化剥落问题的边坡,应当通过挡土支护的方式进行必要的防护。

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2.3 铁路路基翻浆冒泥病害整治措施分析

其一,在铁路路基建设期间做好对路基排水系统的设置工作,合理调节路基表面水体温度,避免地下水或其他水分在冻结期间进入路基上部并对路基造成不良影响。结合已有的工作经验来看,还可通过配合设置隔温层以及隔离层的方式,杜绝发生排水不畅的问题。在工程条件允许的情况下,也可以通过适当提高路基的方式,解决路基排水问题;其二,翻浆冒泥问题的产生在很大程度上来说与路基上部的水分聚集现象有相当密切的关系。故而可以通过在路基上方设置水砂垫层的方式及时处理表面水分;其三,对土基进行合理改善,同时配合对路面的强化。具体的操作方案为:根据铁路路基沿线的实际情况,通过路基换土,加固土,或者是引入煤渣石灰石结构层的方式改善土体质量。以上多种方案可以综合使用,在兼顾经济性以及合理性的基础之上,获得更加良好的处理效果。

2.4 铁路路基陷穴病害整治措施分析

首先,在发生陷穴事故后,需要结合陷穴的平面位置以及病害大小进行评估,对于出现在轨道下方的陷穴病害,应当及时通过对陷坑进行填实的方式解决。在此基础之上,还可以结合陷穴病害的具体情况,采取对应的技术手段:第一,可以通过开挖回填的方式直接对陷穴进行处理;第二,针对无法直接应用开挖回填进行处理的陷穴病害,也就是发生在轨道下方的陷穴病害而言,若无法进行开挖,则可以通过泥浆、砂浆灌注或者是钻孔灌砂的方式解决;第三,针对规模较大的陷穴病害,需要在做好路基排水工作的基础之上,通过地基梁跨越或者是框架梁跨越的方式加以处理。

2.5 铁路路基冲刷病害整治措施分析

对于铁路路基而言,冲刷病害主要发生河滩边以及河流岸边。受到长时间的水流冲刷因素影响导致铁路路基被冲空,可能也表现为边坡滑塌的问题,最终对铁路列车的运行质量产生不良影响。在实际工作的开展过程当中,针对可能出现的冲刷病害,应当采取的整治措施可以概括如下:首先,需要重视对铁路路基所处地区的测量与观察工作,特别是针对易发、高发冲刷病害的区域,需要做好对水流性质以及水流变化情况的观察工作,系统评估水流因素影响下可能对路基产生的影响;其次,还需要根据冲刷的影响范围以及影响区域,采取恰当的防治措施与方法,配合对现场调查勘察工作的落实,为路基冲刷病害防治措施的制定提供科学合理的工作依据。

2.6 铁路路基冻害整治措施分析

首先,需要工作人员确保铁路路基道床的清洁,避免泥土干扰排水系统的畅通性;其次,需要确保边坡平整以及路肩平整,及时发现存在的裂缝以及坑洼问题并加以处理,若出现积水下渗的问题,还需要及时进行疏通;再次,针对铁路路基表面所布置的侧沟以及天沟等排水设施,需要工作人员定期对其排水性能进行检查,尽量减少水对路基的影响。若已经发生冻害,则采取的措施可以归纳为以下几个方面:首先,需要通过建设路基表面排水设施的方式,同时配合加强抗冻防渗能力的方式,对路基基床的含水量进行合理控制。避免因地表水结冰等问题而导致路基基床发生冻胀问题,同时,还可以配合对截水沟的修建,对地下水进行疏导;其次,需要将出现冻害病害区段的路基基床进行挖除,换填无冻胀的碎石或砂类土;最后,需要通过在路基基床表层铺设保温层的方式,对基床温度进行改善,减少表层发生冻结的可能性。

结语

总之,铁路的路基质量对铁路的使用性能影响较大,因此,应对铁路路基常见病害认真分析其产生原因,并采取科学、合理、有效的维修与整治措施,研究出整治方案,清除病害,从而保质保量的完成施工任务。

参考文献:

[1]孙国瑛.铁路工务[M].成都:西南交通大学出版社,1998.

[2]邓午天等编.地质路基[M].成都:西南交通大学出版社,2000.

[3]胡长明.土木工程概论[M].北京:冶金工业出版社,2009.

论文作者:孔庆福

论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期

论文发表时间:2018/5/28

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