蚁穴鼠穴对既有铁路路基影响分析研究

2015-03-17张立伟白恒恒

铁道勘察 2015年1期

关键词：蚁穴路基非洲

张立伟　白恒恒　叶　鹏

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津　300251)

Study on Effect of Ant-Nest and Mole Burrow for the Subgrade of Existing Railway

ZHANG Li-wei　BAI Heng-heng　YE peng

蚁穴鼠穴对既有铁路路基影响分析研究

张立伟白恒恒叶鹏

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300251)

Study on Effect of Ant-Nest and Mole Burrow for the Subgrade of Existing Railway

ZHANG Li-weiBAI Heng-hengYE peng

摘要非洲某既有铁路沿线路基本体及路基影响范围内蚁穴、鼠穴发育，根据沿线蚁穴、鼠穴的地面形态发育特点和地下洞穴发育状态对其进行分类，分析不同类型蚁穴、鼠穴对路基稳定性的影响及采取的处理措施。

研究表明：(1)分布在不同位置的蚁堆对路基本体影响不同，应采取不同的处理措施，防止其发展和壮大，对线路路基造成影响。(2)鼠洞对路基本体影响较小，但经日积月累的雨水冲刷，会造成土体流失，影响路基本体稳定，应及早采取措施进行加固处理。(3)在鼠穴、蚁穴发育地段应加强巡视、监控，发现问题及时进行防护和处理。(4)蚁穴、鼠穴也是一种不良地质，在铁路勘测中应加强调查、测试和分析。

关键词非洲蚁穴鼠穴既有铁路路基

1概述

蚁山(蚁堆)是非洲高原中部特有景观，其高度低者10～30 cm，高者达4～5 m，为白蚁巢穴地上标识，由白蚁通过搬运地下及附近地表土体堆积形成，其下一定范围内形成洞穴；鼠穴是当地一种鼠科类动物在地下掘土形成的洞穴。非洲某铁路穿越非洲高原中部，沿线蚁穴、鼠穴发育，在路基本体及路基影响范围内土体形成多处空洞，从而形成蚁害、鼠害，对路肩、坡面、基底稳定造成影响，若未及时夯补处理，会对列车产生安全运行隐患。

蚁穴系蚂蚁从地面以下(蚁堆下方)搬运土颗粒与蚂蚁的分泌物胶结筑起的巢穴及在其下部形成的空洞，在地面以上形成蚁堆。蚂蚁以白蚁为主，白蚁类别分为木栖性白蚁、土栖性白蚁及土木两栖性白蚁。

鼠穴为当地人称作INFUKO，英文名称为mole的类似鼠类动物沿水平方向在垂直深度约20～40 cm打的洞穴及其在地表形成的条带状堆积物。

根据调查、分析，宽度以路基本体及两侧影响范围为界，制定蚁穴及鼠穴发育程度标准如下。

偶尔：0～20个/100 m (大小不限，以数量控制)；

零星分布：20～50个/100 m；

发育：大于50个/100 m。

2蚁害鼠害段特性及地质条件

2.1　蚁害、鼠害特性

(1)蚁穴

蚁穴系蚂蚁从地面以下(蚁堆下方)搬运土颗粒与蚂蚁的分泌物胶结筑起的巢穴及其在下部形成的空穴，普遍较坚硬，一般蚁穴成长周期约3～5年。按发育状态分为退化型、发育型两大类。其中发育型按地面形态分为圆锥形、拱圆形、柱形、馒头形、裸洞形五大类。按地下洞穴形态分为洞穴形、蜂巢形两大类。退化型按地面形态分为圆锥形、拱圆形两大类，其地下均为洞穴。

退化型蚁穴(堆)呈圆锥状、拱圆形，高3～5 m，直径5～10 m，上长满树木和杂草，未见白蚁活动，根据调查和访问，在体积较大蚁堆下方形成一个或多个直径为0.5～1.5 m的空洞，洞深一般小于2.5 m，如图1。

发育型蚁穴体积较退化型小，蚁堆表面均胶结致密，质地坚硬，无植物生长，剥开后白蚁成群，如图2。

图片1　退化型蚁堆

图片2　锥形蚁穴

发育型蚁穴一部分外形高大，发育在树林中，呈柱状、圆锥状，高1～3 m，直径0.5～2.0 m；一部分外形低矮，发育在地势低洼的沟谷岸边，呈小圆锥状、拱圆形或馒头状，高0.2～0.5 m，直径0.1～0.5 m；还有一部分是为裸洞形，垂直发育，洞口直径一般为10～40 m，深度为1～2.5 m，洞形大部呈圆洞状，少部分为不规则状。现场调查、访问和简易勘探揭示，呈柱状、圆锥状的蚁堆下方形成5～30 cm的空洞，洞形呈圆洞状，深度一般小于1.2 m；呈小圆锥、馒头、小拱圆状的蚁堆下方20～50 cm范围内形成蜂巢型空洞，空洞一般在0.2～1.5 cm，最大为2.0 cm。

(2)鼠穴

鼠穴的“鼠”当地人称作INFUKO，英文名称为mole，体形特征较大，长约15～25 cm，粗约5～10 cm；在深度约20～40 cm水平向打洞，延伸长度几十米至几百米，最长可达1 km，洞形呈圆洞状，直径约3～10 cm；在地面上呈现条带状的土堆，为松散状，土堆高5～10 cm。

2.2　蚁害、鼠害发育的地质条件

根据调查、访问和分析总结，线路及两侧附近白蚁类别多为土栖性白蚁和土木两栖性白蚁。土栖性白蚁多在地势低洼的沼泽、水草地或沟谷两岸筑巢，并以树木、树叶和菌类等为食；土木两栖性白蚁多在地势较高、树木生长发育的地区筑巢，以干枯的植物、木材为食。

鼠害一般发育在地势较高、地形较平坦、相对干燥的地方。

蚁害及鼠害段落大多位于黏性土、粉土、粉砂分布地段，岩基和粗颗粒土地段几乎没有发现蚁穴和鼠穴。

3蚁害鼠害影响分析

为查明蚁害、鼠害对既有铁路的影响，通过钎探、挖探、物探等综合勘探手段，选取沿线50个蚁穴、鼠穴发育段落进行代表性勘探，主要从蚁穴和鼠穴的分类、大小、分布和发育程度等方面对既有铁路影响进行综合评价。

钎探测试结果统计表明，大多数段落路基本体2 m范围内30 cm钎探击数一般都大于30击，在旱季，路基本体黏性土土质坚硬，胶结性好，蚁穴胶结物不受破坏情况下，路基土体承载力较高。

代表性挖探揭示了不同形态蚁穴结构形态、物质成分及发生和发展的基本规律等。

物探手段采用地质雷达方法对蚁穴段落探测，可以查明路基本体内蚁穴、鼠洞动发育位置及影响范围，路基沉降程度。其中K1487+188～K1487+208、K1487+325～K1487+345段，35～45 ns位置(大约对应2.0 m深度)雷达图像反射同相轴呈现扭曲错乱、振幅变化。结合现场调查情况，根据物探测试结果推断，路基本体中蚁穴结构破坏，附近土体塌陷，产生路基沉降。

图3　蚁穴探测示意图

3.1　蚁穴评价结果

(1)退化型蚁穴

退化型蚁穴大都远离既有线路，对既有线路稳定性无影响。

(2)发育型蚁穴

分布在路肩、坡面及坡脚附近的小圆锥，小拱圆，馒头形蚁穴：

蚁堆直径小于20 cm蚁穴对路基稳定性影响很小；直径大于20 cm且偶尔和零星分布下部呈蜂巢状蚁穴对路基稳定性影响很小；直径大于20 cm且发育分布的下部洞穴呈蜂巢状蚁穴对路基稳定性影响较小；直径大于20 cm且偶尔分布的下部呈洞穴状蚁穴对路基稳定性影响较小；直径大于20 cm且零星和发育分布下部呈洞穴状蚁穴对路基稳定性有一定影响。

分布在路肩、坡面及坡脚的柱形，圆锥形蚁穴：

下部洞穴呈蜂巢状的蚁穴对路基基床稳定性有一定影响，下部洞穴呈洞穴状的蚁穴对路基稳定性影响较大，蚁堆越大则影响越大，有可能造成路基边坡坍塌、路基下沉，影响行车安全。

分布在路肩、坡面及坡脚的裸洞形对路基基床稳定性影响较大，蚁洞越大则影响越大，可能造成路基边坡坍塌、路基下沉，影响行车安全。

分布在坡脚、堑顶以外(路基影响范围之外)的各种发育形蚁穴对路基稳定性无影响，但应控制向线路方向发展。