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铁路路基常见病害分析及治理措施浅析

2012-08-15姜金胜

河南科技 2012年22期
关键词:基床整治边坡

姜金胜

(黑河铁路有限责任公司工务段,黑龙江 黑河 164300)

铁路线路常年暴露在自然环境中,受自然环境影响大,加之机车车辆本身的动力作用,轨道的几何尺寸及状况不断发生变化,路基、道床也在不断的变形变化中,加上对其重视及整治的力度不够,因此对铁路路基造成许多病害。本文着重对铁路路基的常见病害进行分析,并提出了预防整治措施。

1 铁路路基病害的分类及成因

预防铁路路基病害的产生和发展,找出病害的原因,根据情况进行合理整治,以加强设备的使用寿命,保持线路设备完整和质量均衡,使机车安全、平稳和不间断地运行,是工务段的主要职责。铁路路基的病害按表现形式,分为路基下沉、翻浆冒泥、挤出变形、边坡坍方、陷穴、水浸路基、滑坡、边坡冲刷等。

1.1.翻浆。翻浆是指铁路路基的强度因含水分过多而降低,加上机车的荷载,发生鼓包、冒泥、裂缝等现象。这种现象,以铁路基床土质不符要求的部位为多发部位,尤其是在细粒土作铁路路基的补充填料、基床以风化石质为主、降水量大的铁路路堤和路堑地段表现得更为明显。究其原因,是因为这些地方含有一定的含粘粒、粉粒的基床表层土,在机车经久振动力的作用下,发生软化或触变、液化等现象,进而形成翻浆,对行车安全造成严重隐患。

1.2.路基沉降。路基沉降主要是路基填筑密度不够和强度不足所致,导致被填充的路基下沉,导致断面产生,并最终使断面的尺寸发生改变或路堤沉陷的病害现象。由于路基所回填土质的密实度不足或地基松软。在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的垂直变形。

1.3.外挤变形。造成这种灾害的原因,主要是由于土质的强度低,产生剪切破坏或塑性流动,使路基内的土处于软塑状态,尤其是在机车荷载力的作用下,基床发生剪切破坏,进而形成外挤变形,严重影响列车的运行。这种灾害的主要表现形式为侧沟被挤、路肩隆起或外挤、边缘外膨等。

1.4.边坡冲刷。这种灾害主要表现为较高大的土质路堑、路堤边坡、岸坡的路堤边坡或严重风化的软质岩石边坡,因水流的冲蚀、冲刷作用而形成的冲沟、冲坑。这是一种比较严重的铁路路基病害。

2 铁路路基病害产生的内外因分析

造成铁路路基病害的原因有很多种,是路基填料、水、列车荷载和温度变化等多项因素综合作用的结果。综合地看,铁路路基病害的产生原因主要来自两个方面:

2.1.内因——地质和气候环境的影响。对某一具体的铁路路基来说,其地质条件是客观存在的,虽然它也处于不断的发展变化中,但基本上是一种较为稳定的量。因此,铁路路基病害的发生频率及程度,主要受气象及水文条件影响。这是造成铁路路基病害最直接的原因。

2.2.外因——列车振动荷载。在列车轮轴荷载的重复作用下,铁路路基会发生塑性的变形,当变形情况发展一定程度时,路基填土便产生了塑性流动,造成病害的发生。分析这种病害的成因,主要取决于路基土在循环荷载作用下的抗剪强度特性,它与土的饱和度息息相关。随着土的饱和度的加大,土的动强度明显地降低,处于铁路轨道下面的路基土,因反复受到挤压和固结而产生幅度圈套的累积塑性变形,形成了道碴坑及枕木下方积水坑。尤其是在夏天,遇到雷雨天气,铁路基床下土的含水量达到充分的饱和状态,动强度明显减小,从而使铁路路基的性能明显下降,造成影响行车安全的不稳定因素。

2.3.线路技术设备状态。路基产生基床病害因素和线路上部建筑的技术设备、线路设计的标准、施工质量和运营中线路养护维修的质量等有直接关系。因此,必须着重研究技术设备这方面的各种因素,采取相应的经济有效的技术标准和设备,才能防治基床病害的形成和形成后制止其发展,以减少对运营的影响。首先,线路技术设备的标准,要能满足运输要求。假如与线路运营要求不相适应,就必然会直接导致基床病害的发生和发展。其次,线路施工质量也决定着路基基床的稳定。新建与改造铁路的施工质量与产生基床病害的关系及为密切。再者,线路养护维修质量,对路基基床病害的产生和发展也是有密切关系的。

3 铁路路基病害的预防整治措施

工务段工作人员要从路基填料防止水侵入、提高路基强度和刚度入手进行路基病害的整治。整治路基病害要从以下步骤进行:检测路基病害,判断路基病害的类型、发生的部位及规模大小、严重程度;对产生病害的主要原因如填料、水分侵入、强度不足等方面进行分析;采用技术上可行、经济上合理的治理方法整治病害。

(1)基床翻浆、沉降外挤的整治措施。这种病害一般发生在基床为黏土类的路基地段、排水不良的路堑和站场。整治原则是以预防为主,早发现早整治。应在基床变形的初始阶段及早整治,不要到碴囊形成甚至下沉外挤再整治,以取得较好的整治效果。

(2)陷穴的整治措施。铁路中期发生陷穴灾害后,工务段工作人员第一要根据陷穴灾害产生的规模、位置及危害程度进行检测评估,确定处理的时限。对于发生在轨道下的陷穴,由于危害性大,应抢前抓早采取紧急整治措施。第二,对陷穴灾害进行细致勘查,找出陷穴的产生原因、部位、大小、程度及附近地质和水文地质特征。常用的救治措施,首先是开挖回填。这种措施适用于陷穴灾害程度不严重,不危及机车运行的安全;其次是陷穴如果在轨道下方,无法挖开,可采取钻孔灌砂、灌泥浆、砂浆或混凝土浆等办法;最后如果是规模较大或与暗河相通的陷穴,可采用地基梁、网格梁、框架梁跨越或其他梁跨越的方法。但无论采用哪种防治措施,都要做好排水工作。

总之,铁路线路路基病害的成因相对复杂,工务段人员只有加强对线路路基的日常检查维护,合理养护铁路线路,及时有效的分析、预防和整治设备病害并对症下药,才能及时消除存在的安全隐患,确保线路行车的安全。

[1]王晓红.浅谈铁路路基填筑的施工控制[J].山西建筑,2003,11(21):89-90.

[2]杨广庆.路基工程[M].铁路路基.中国铁道出版社,2008.

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