铁路线路病害及其防治

蒋增志

摘 要：铁路线路运行环境较为恶劣，不可避免的会产生一些病害，影响运输的安全。本文以路基为例，对其常见病害进行了介绍，然后选择较为常见的翻浆冒泥和路基下沉为重点研究对象，进一步探讨了两种病害的产生原因和治理对策。

关键词：铁路；病害；路基下沉；翻浆冒泥

中图分类号： U216 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-57-2

0 引言

近年来，我国铁路运输系统发展较为迅速，铁路线路不断完善，运输速度逐渐加快，运量和轴重也有了显著增加，对铁路线路的轨道、基床、路基的承载力提出了新的要求。另一方面，铁路线路长期露天营运，发生的病害逐渐增多，给铁路的安全营运造成了极大的威胁。因此，对铁路线路的常见病害进行研究，能帮助工务段工作人员迅速判断病害程度，采取有效治理措施提供科学依据。路基是铁路线路的重要组成部分，也是病害高发区，本文将以路基为例，对其常见病害及治理进行探讨。

1 铁路线路路基常见病害

路基是铁路轨道的基础部分，需要承担铁路轨道的重量以及运行车辆的动力荷载，且运行条件较为恶劣，需要不断遭受水流、风沙、严寒、雨雪、高温等自然灾害的侵蚀，还可能面临来自人为的破坏；铁路线路长，跨度大，不同地区的地质水文条件不同，技术等级和施工技术也存在一定的差异，因此病害类型具有很强的地域性。本文仅对贵阳路段常见病害进行分析：

1.1 翻浆冒泥

翻浆冒泥是我国南方地区分布范围最广，最为突出的病害之一；据统计路基病害里程中13%的为基床翻浆冒泥，且所占比例不断增加。该病害是基床土在地下水或地表水作用下形成泥浆，列车经过时会将其挤入道床或通过道床外窜的一种现象（图1所示）；对各地提供的病害资料分析，翻浆冒泥治理后再次出现的几率较高，间断性的病害区发展一段时间后会连成一片，造成5-50根轨枕失效，加剧列车车辆对钢轨的冲击，形成恶性循环，严重危及行车安全。

1.2 路基下沉

路基下沉是路基强度和填充密实度不合格，在荷重、水、振动和自身重力作用下发生局部或大面积的竖向变形；正常情况下，新建线路在列车作用下都会出现一定的下沉，运行一段时间后，下沉会有所减缓；但若在水或荷载增加时，路基下沉速度和程度会加剧，容易降低线路平整性。路基下沉有基底下沉、堤体下沉和基床下沉三种。

1.3 挤出变形

挤出变形的常见形式有侧沟被挤、边缘外膨、路肩隆起和外挤几种，产生该类病害的主要原因是土体强度较弱，无法抵抗荷载作用致使基床发生剪切破坏。

1.4 边坡坍方

坍方有崩坍、滑坍、碎落和剥落几种形式，其中崩坍是坡面土石在外力作用下翻滚到边坡下部形成的岩堆或倒石堆的一种病害，该类病害一旦发生就会中断铁路运输，因此属于危害较大的一种病害。发生崩坍受多重作用影响，其中最为主要的是路堑开挖破坏了原有坡面的受力平衡。滑塌是边坡土石沿着滑动面整体下移的一种现象；碎落是岩石碎块的一种剥落现象，碎块下落产生的冲击力会对路面和路基产生破坏性的作用，甚至可能会威胁列车和行人的安全；剥落是土壤或边坡表层岩石碎化成薄片后脱离坡面的一种现象，大量碎石的堆积会堵塞边沟，降低路基的稳定性。

1.5 其他病害

除以上几种病害外，路基常见病害还有边坡冲刷、陷穴、滑坡和水浸路基等。边坡冲刷指路堤边坡、土质路堑、软质岩石边坡受到水流的冲刷和冲蚀作用形成的一种病害；陷穴指由于路基下沉、洞穴、坍塌等造成的道床或基床突然沉落的一种病害，该病害一旦发生，行车就会中断，严重时可能使列车颠覆；滑坡是指影响路基稳定的岩体滑动，如山体滑坡、路基滑移和边坡的深层滑动均属于滑坡危害；水浸路基是指实际浸水超过设计标准，导致路基被淹没或水浸，进而造成局部坍塌、沉降的一种病害。

2 铁路路基常见病害原因分析

以翻浆冒泥和路基下沉两种病害为例，对其发生原因进行如下分析：

2.1 路基翻浆冒泥形成原因

①基床产生翻浆冒泥的基础条件是土、石地质状况，若土质中含有绿泥石、蒙脱石等易软化的物质，则极易引起翻浆冒泥；若土质亲水性强，透水性差，且具有脱水收缩龟裂或遇水软化膨胀等性质时，也会发生翻浆冒泥病害。②水是构成翻浆冒泥的必要因素。翻浆冒泥的过程也是水在路基中迁移、相变的过程，没有水就没有翻浆冒泥，水是导致土质软化的原因。③列车荷载是翻浆冒泥发生的重要条件，尤其是路基在重复荷载作用下会不断积累路基土的塑性变形，最终引发基床变形。④工程质量的影响。道床厚度不达标，弹性变差、路基受力不均匀等很容易降低道床的抗剪能力；劣质道碴、道床容易受外来物质的影响，降低其性能；若工程排水系统受到破坏，线路周围积水严重，更加剧了翻浆冒泥病害的发生。

2.2 路基下沉发生原因

路基下沉的主要原因是道床厚度不达标、填土压实程度不均匀、路基刚度之间的差异性较为明显、列车提速、荷载加大以及地下水作用等。①道床厚度不达标，无法抵抗高速、重荷载、分布不均等现代铁路运输发展的需要，造成基床沉降变形幅度也逐渐增加。②填土压实过程中，若压实度不均匀，则路基中会形成不同的软、硬带。较软地带无法承载过重压力，导致相对较大的永久性变形。③路基刚度存在一定差异，沉降差异不可避免。④列车提速后，运输荷载加大，路基应力表现出极大的不平衡性。⑤地下水或地表水长期作用于基床，很容易软化地基加剧路基下沉。

3 铁路线路路基病害治理

路基病害发生后应对其进行检测，经综合分析后，因地制宜采取合适的措施给予整治，具体流程为：

3.1 翻浆冒泥病害的治理方法

对该病害进行分析后可知土、水和列车是造成病害发生的原因，应针对各要素采取不同的治理方式。首先，做好排水工作，尤其是路基翻浆冒泥地段，可采用垫沙层、横向盲沟的方式解决问题；加设横向盲沟也能促进路基排水，盲沟可设为人字形，纵向间距、宽度分别控制为10cm、40cm，深度则控制在20-40cm左右。其次，更换填土。若路基翻浆冒泥病害严重，且深度较大，可采用换土措施，将基床范围内的土更换为渗水性较好的土质。最后，提高路基填土高度。填土高度的提升是一种便捷、经济的方法，提升后的路基边缘至地下水的距离加大，减少地下水分向路基上部迁移的数量，降低冻胀发生几率。需要注意的是，在潮湿区不能仅靠提高路基高度提升其稳定性，还需要与砂垫层、石灰土配合使用。

3.2 路基下沉整治方法

路基强度和刚度不足是路基下沉的主要原因，针对该项病害应采取置换法、排水固结法、灌入固化物、振密挤密法进行处理。①置换法是将软弱土或不良土挖至一定深度，然后将压缩性比较小，抗剪强度较大的土回填；对于淤泥地质，可利用碎石置换淤泥的方法加固地基；砂石桩是将密实的碎石桩或砂桩设置在软粘土地基中，以此提高地基的承载力。②排水固结法可利用砂垫层、塑料排水板、袋装砂井的设置，加速土地的沉降速度；路基达到设定标准后，将列车荷载换算为预压荷载，预先压到路堤上，满足预压沉降要求后，卸载即可。③灌入固化物是通过深层搅拌法，将石灰、水泥、地基土等材料搅拌成格栅状或圆柱状，形成复合地基。复合地基承载力较大，沉降得到明显抑制。④振密挤密法是利用强夯或其他机械的冲击力使地基得到密实，提高地基承载力，减少沉降量。

4 结束语

铁路是我国交通运输体系的重要组成部分，对我国经济发展具有直接影响；由于工程自身特点，铁路线路运行条件较为恶劣，容易受到自然灾害和人为破坏的影响，继而产生多种病害，严重影响铁路列车的安全营运。路基是铁路线路的基础部分，一旦出现病害就需要及时采取措施，尽快消除，确保铁路列车运行的安全性。

参 考 文 献

[1] 李瑞.浅谈重载铁路路基病害及其防治措施[J].内蒙古科技与经济，2009，S1：306-307.

[2] 吴雄.既有铁路路基病害及其防治[J].山西建筑，2009，36：279-280.

[3] 葛如生.阳安线基床病害整治[D].西南交通大学，2003.

[4] 卢思源.浅谈铁路线路曲线病害成因及其整治措施[J].

中国新技术新产品，2014，03：191.

[5] 马水生.既有铁路路基基床病害机理与整治措施研究[D].中南大学，2013.

[6] 李永会，袁岳淦.快速及准高速铁路钢轨接头病害及其防治[J].甘肃科技，2006，05：31-33.

[7] 陈璐.浅谈铁路路基的病害及其防治措施[J].黑龙江科技信息，2011，33：315.