铁路路基基床病害机理与整治措施研究

2015-05-22张江波中铁十二局集团第四工程有限公司陕西西安710000

中国新技术新产品 2015年6期

张江波（中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西西安 710000）

铁路路基基床病害机理与整治措施研究

张江波
（中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西西安 710000）

摘要：近些年来，随着我国铁路建设的快速发展，我国的铁路里程数得到了长足进步，对于我国的社会经济发展有着至关重要的作用。然而，路基基床病害的存在会给铁路安全造成严重的影响，给人们的出行安全造成极大的威胁，因此，加强对铁路路基病害的整治具有十分重要的现实意义。本文就对铁路路基基床病害的机理进行研究，并提出相应的整治措施。

关键词：铁路路基基床；病害机理；整治措施

路基基床是铁路轨道的基础，其安全性会直接影响到铁路正常运行。而路基基床除了会受到轨道和机车荷载外，还会受到周边地质环境、自然环境变化以及人为因素的影响，从而形成基床病害。因此，对铁路路基基床病害机理进行研究，提出相应的整治措施，对于保证铁路运输安全有着十分重要的意义。

一、铁路路基基床病害机理

铁路路基基床病害发生的原因可分为内因和外因，内因即基床自身地质环境，外因是基床的线路、荷载与温度变化。

（一）病害发生的内因

1 基床的土质。基床的土质是引起基床变形的重要原因，多发生于粘土以及泥质砂岩、页岩等软弱的土质中。这主要是由于细粉性和透水性差的粘土含水量较高，排水能力差，导致吸收大量的水分后出现膨胀，降低基床的稳定性和抗剪强度，从而引起变形；而软弱岩层大多都比较容易风化，从而使石质基面出现翻浆冒泥。

2 基床水含量。水是引起基床病害的重要因素之一，尤其是翻浆冒泥，更是与水有直接的关系。这主要是由于当基床中的水增加后，水与粘土会发生相互作用，使其变得软化膨胀，列车通过时就会导致基床软化变形。

（二）病害发生的外因

1 基床线路问题。基床线路问题主要是指基床在建设过程选线不合理、施工过程存在问题以及缺乏对基床的必要维护三个方面。首先，选线不合理，如果基床位于堆积疏松的岩层上或者道床厚度不能满足基床需求的位置，都会导致基床在荷载作用下出现变形；其次，施工质量问题，主要有施工中选择的路基填料不合理、路基填筑的密实度不足就直接铺设轨道等，都会造成相应的路基基床病害；第三，维护不足，没能及时更替失效枕轨，导致钢轨受力不均或者钢轨接头出现低塌、暗坑等，都会造成基床病害。

2 气候温度变化。气候温度变化会使土壤出现冻结和春融两种现象，而在这两个过程中，土中的水分会分别出现重新分配，在气温下降时，土中水分会与土冻结在一起，而气温回暖时，土中水分又会与土分开，而此过程会导致土壤强度降低，在承受列车荷载时，就会造成基床变形。

二、铁路路基基床病害整治措施

根据基床病害形成的机理分析可知，引起基床病害的最为主要的原因就是基床土质强度、水含量和线路维护，这三种原因可能会单独出现或者同时出现。因此，在整治基床病害时，也需要从这三个方面着手。

（一）提高基床土质强度

1 置换法。此法的原理就是利用强度较高的材质替换原有的基床土层，从而提高基床的稳定性。常用的方法有：（1）土层替换，先把基床原来的强度不达标土层挖掘出来，然后填入具有较大抗剪强度、含水量和变形性小的材料；（2）抛石法，将一定数量、粒径合适的块石抛填到基床地基中，以挤淤泥中的水分，达到提高软基抗剪强度的目的，此法中使用的块石需要具备不易风化的特点，其尺寸通常需要大于30cm；（3）砂石复合桩，在基床地基中设置砂石桩，使其与原有的地基土质相结合，形成复合桩，提高整体的承载能力。

2 搅拌法。搅拌法是通过向基床地基中添加固化剂并搅拌，使基床地基与固化剂之间发生物理或化学反应，从而提高基床地基的强度。在此种方法中，使用的固化剂多为水泥或石灰，在搅拌时需要利用深层搅拌机械，来达到深层软土与固化剂结合反应的目的，适用于含水量较高的基床地基中。

3 预压加固法。此法的原理是通过排除软基中的孔隙水、缩小软基间的空隙来提高软基的抗剪强度，常用的有加载预压和真空预压两种。首先，加载预压是利用与列车荷载相同的压力对地基施以压力，确定基床地基沉降值达到相应标准后，再进行轨道铺设；其次，真空预压是利用不透气膜覆盖地基，使其形成真空环境，抽取其内气体降低土壤中气压，进而使土层固结。在此两种方法中，都需要设置砂垫层和排水管道等，以便于其中水分排出。

4 挤密法。通过外部力的作用，提高基床地基的密实度，来达到加强地基强度的目的，常用的有强夯法和振冲法。强夯法是使用重量大于列车荷载的夯锤给予地基以振动和冲击力，而振冲法是利用振冲器在地基内部进行振动，并在此过程中添加填料，来使地基中的土质重新排列并减小缝隙，从而降低其沉降值。

（二）排出基床中的水分

基床中的水分主要包括两种，基面的水与基床土体中的水，因此，在排水时，也是从这两方面着手。

首先，基面的排水，主要是通过在铁路的地质基面上设置横向排水坡，或者对不满足排水条件的横水坡进行整治，比如利用无纺土工纤维进行封闭等。

其次，在基床土体的排水上，常用的整治措施有以下几种：（1）对路基单侧或双侧的侧沟、流泄孔进行加深，以便于土体中水排出；（2）在路基的侧沟下侧设计纵向的渗沟，来进一步引导水体渗出；（3）在路基侧沟内侧靠近基床的位置设置反滤层，避免沟中水体过多时，渗入到基床土体中；（4）在整个基床覆盖的范围中，设置横向的砂盲沟，距离间隔为5m～10m，使雨水等地表水有统一的去处，避免渗入到基床土体中。

（三）铁路路基线路的维护

加强对路基基床的巡检力度，以及时发现路基基床存在的问题，并采取相应的措施进行解决，比如替换基土土层、更新失效枕轨等，保证基床的平顺，能够有效提高基床的安全性，为铁路运输提供保障。