陇海线路基翻浆原因分析及整治

吴增艳 中国铁路上海局集团有限公司安全监察室

1 绪论

翻浆冒泥是基床土受地表水或地下水的浸湿软化或液化后形成泥浆，在列车动力作用下挤入道床或通过道床向外窜出的一种现象，是分布范围最广、最为突出的病害。翻浆冒泥常常发生于基床土质不满足工程要求的区位，以细粒土作路基填料、风化石质作基床尤为明显，降雨量大的路堑和路堤地段为病害多发地段。一定条件的含粉粒、粘粒的基床表层土和在列车反复振动的作用下，发生触变或软化、液化，形成泥浆。列车通过时轨枕上下起伏使泥浆受挤压抽吸而通过道床孔隙向上翻冒，造成道碴板结、脏污进而使道床降低或丧失弹性。轨道几何尺寸变化，危及行车安全。翻浆冒泥分为风化石质基床翻浆、土质基床翻浆和裂隙泉眼翻浆。

路基翻浆冒泥影响道床刚度，泥浆与道碴混为一体，造成道床强度不一，轨枕受力不均，易断裂，同时钢轨磨耗大。冬季，泥浆干后，道床整体上板结坚硬，失去了弹性，列车动荷载随之增大，使得基床应力增加，进而基床持力层被破坏，给来年雨季时路基产生病害埋下隐患。

2 路基翻浆冒泥分类

2.1 土质基面翻浆

多发于无地下水或地下水不甚发达的路堤和土质路堑。由于基层是由粘土、粉质粘土等密实度差的不良土质组成，在降雨和活载作用下它们会翻浆冒泥进入道床。这种现象常见于雨季或春融，旱季少见。基面沉降严重时会造成安全事故。

2.2 岩质基面翻浆

由泥质软岩构成的基床，在雨水、活载和道床研磨作用下翻浆，泥浆主要来自基面，软化层较薄仅能形成浅碴囊，下部岩层仍很坚硬。多见于雨季翻浆，旱季停止。

2.3 裂隙泉眼翻浆

常见于山区和丘陵区的路堑处或隧道内，地下水较发达地段。泥浆内裂隙水和软岩风化物在抽吸作用下形成，由压力水带至基面污染道床。翻浆常年不断，雨季更为严重。

2.4 下沉挤出

基床土质呈软塑状态。向边坡或侧沟挤压。土体隆起，影响道床排水，造成翻浆冒泥。

3 翻浆冒泥病害形成原因

基床产生翻浆冒泥的前提条件是土、石地质状况。基床翻浆冒泥的土质中，根据以往的研究表明，由于含有易软化的物质，如绿泥石、蒙脱石等物质，这些是引起路基翻浆冒泥的最直接的原因，另外土质具有亲水性强、透水性差、颗粒细小、脱水收缩龟裂、遇水软化膨胀等特性，也是发生翻浆冒泥的前提条件。

水是构成路基翻浆冒泥的必要因素。没有水的存在也就没有翻浆冒泥的产生，水在路基中迁移、相变的过程本质上就是路基的翻浆冒泥过程。在水的作用下，土体中易软化的物质剧增；伴随着水的侵入，土体软化膨胀，道碴被压入填土层，形成道碴陷槽；在水作用下，填土软化范围逐步增大，当施加列车荷裁时，泥浆将被吸入或挤出道床。综上可知，水是路基发生翻浆冒泥病害中必不可少的因素。

列车动力作用是加剧路基翻浆冒泥的重要条件。通过行车荷载的作用路基翻浆冒泥才能最后形成并且暴露出来的。在重复荷载下，不断积累的路基土的塑性变形最终造成了基床变形和破坏，列车所产生的高速重载会加速这种塑性破坏。在其它条件相同的条件下，当处于翻浆季节时，路基翻浆现象会随着运输量及车辆的增加而越发严重。

道床厚度不足。当道床厚度不满足要求时，道床弹性会变差、路基受力将会不均匀分布、压强变大；道床石碴及路拱的砂子将分别侵入路拱和基床，导致路拱变薄，排水效果随之降低，道心积水；或致使道床和路基产生塑性变形，形成轨道空板。最终饱和的淤泥在重复车载对道床和路基反冲击和吸附作用下，将穿过道床翻上线路。

路拱因翻浆冒泥而被瓦解。翻浆冒泥使路拱瓦解消失，无法将路基面以上的水排出线路，水渗入路基后，由于列车的重复动载，进而形成更严重的翻浆。

4 整治方法

对于路基的翻浆冒泥采用人工清挖或使用大机清筛全抛脏污道床换填清碴作业并不能根本有效的进行治理。近年来徐州工务段不断的总结路基翻浆整治工艺，形成了一套行之有效的路基翻浆病害整治办法。采用小型挖掘机清挖道床，回填黄沙、清碴，再使用老K车卸碴配合大机捣固作业，确保了施工质量、安全控制且病害得到相对彻底处理。以陇海线上行线K296+155-K296+352道床路基大修作业为例。

4.1 原因分析

陇海线上行线K296+155-K296+352道床路基较高，道砟饱满，线下排水设施完善，但依然存在连片的翻浆冒泥病害，浆液冒出轨枕面,经人工清筛后保持时间不长,特别是雨后翻浆冒泥很快就重新出现,翻浆冒泥范围内线路几何尺寸变化较快,工区养护困难,极大地影响了线路动静态质量，存在安全隐患,需进行路基大修处理。经现场勘察发现，陇海线上行线K296+155-K296+352路基翻浆主要形成原因在于，土体中易软化的物质，伴随着水的侵入剧增，土体软化膨胀，基床土质呈软塑状态。在列车荷载作用下向边坡或侧沟挤压，道碴被压入填土层，形成道碴陷槽，边坡下土体隆起，影响道床排水，水排不出去积存在道床内，在水作用下，填土软化范围继续增大，再不断的施加列车荷裁，泥浆就被吸入或挤出道床，造成连片的翻浆冒泥如图1所示。

图1 道床边坡隆起的黄土

4.2 施工前准备

4.2.1 设置施工作业中的控制点

标高控制点：在施工地段起拨道器放置位置做好标记（5m间隔），并使用水准仪精确测量施工前钢轨顶面标高并做好记录，以此为基准控制施工中挖掘机的清挖深度、枕下垫石碴袋时的起道量以及施工中轨面标高的控制。

线间距控制点：在标高控制点处量出两线间距离,并用油漆标注于邻线钢轨外侧上,用于施工中线路方向的控制。

水泥枕间隔控制点：按照标准轨枕间隔将水泥枕螺栓杆位置标注于双股钢轨内外侧轨腰上，用于挖掘机推枕时能够迅速精准到位。

4.2.2 材料准备

按设计数量将黄砂装袋并提前卸到施工现场堆码,不影响挖掘机作业,并确保砂袋不侵限。施工点前将线路两侧干净的浮碴装袋堆码在线路两侧，不影响挖掘机作业,并确保碴袋不侵限如图2所示。

图2 砂袋及碴袋堆码

4.2.3 挖掘机作业计划

施工作业方向自小里程向大里程进行施工，本次施工点内日计划作业完成70m，1#挖掘机、2#挖掘机计划完成25 m，3#挖掘机计划完成20 m，3#挖掘机自K296+175开始作业至K296+155。1#挖掘机自K296+200开始作业至K296+175，2#挖掘机自K296+200开始作业至K296+225。

4.3 施工中作业质量控制

施工封锁命令下达后，在施工地段的两线间拉设警戒绳并固定好,在接触网立柱上设置明显警示标记,防止挖机碰撞立柱。利用顶镐配合人工从将3#挖掘机作业区段分段起点K296+175连续抽出3根轨枕抬运至分段终点K296+155，将1#挖掘机、2#挖掘机作业区段分段起点K296+200连续抽出6根轨枕分别抬运至分段终点K296+175、K296+225，松开扣件至弹条无扣压力。轨枕抽完后3台挖掘机在线路上从抽枕处空档开始分别进行开挖,由于本施工地段造成翻浆的主要原因在于边坡下土体隆起，影响道床排水，所以在清挖枕下污砟的同时要将边坡隆起的土体清挖出去，使得水能够顺利的从边坡流出。表层清洁道碴收集放在两边，挖出的弃碴、弃土直接丢弃到路肩网外。用水准仪测量控制清挖深度、垫砂厚度。开挖达到设计深度后，将基底找平并预留4%横向排水坡，人工回填250 mm厚中粗砂并扒平夯实，阻隔路基土体中易软化的物质向上发展的通道。而后挖掘机将水泥枕平推到位，后退重复挖掘作业。人工方正水泥枕至标记点，拧紧螺栓，在起道器放置点垫枕木头，搭井字架放置起道器进行起道，用水准仪测量控制轨面高度，计划比原轨面高100 mm，而后在水泥枕下两头对称垫6个碴袋，以此类推直至分段终点。人工穿入之前抽出的轨枕合龙门，紧扣件，挖掘机将回收的表层清洁道碴进行回填，检查施工地段线路并粗整至满足放行轨道车条件。轨道车牵引老K车开至施工地点以不大于5 km/h的速度进行卸碴，严格控制卸碴量，不能过多、过猛，防止石碴堆积过高影响卸碴车走行。由于中部无法卸碴，第一次卸后，由挖掘机将两侧道碴挖到道心内，K车再进行第二次卸碴。在老K车卸碴后，由人工配合挖掘机将原路肩上堆放的石碴及老K车卸的石碴向钢轨底、道心处上碴，确保有足够的石碴捣固、粗起道。同时用小耙子将钢轨附近的石碴扒出，以露出轨腰为准，便于起道捣固。使用水准仪利用已布设的水准观测点控制起道量,使用小型液圧起道机起道捣固（预留20 mm的沉降量）,用内燃捣固机进行全面捣固；根据测量的两线间距离拨道、调整线路平面位置,直至满足开通条件 。挖掘机转入线下清除弃碴、疏通排水等 ,开通前根据现场条件停放在安全不侵限地点并做好停放，以备下次施工再用全面检査线路,配合単位检査各自设备状况,确保满足开通条件。

5 结束语

分析路基翻浆冒泥病害产生的原因，有针对性的制定施工整治方案是病害处理的关键。与传统的人工清挖处理基床病害施工相比，挖掘机配合路基大修具有可靠性及劳动效率高，作业质量及标准执行好，节约劳动力的优点，并且有效的保证了施工作业的正点开通。