分析铁路桥梁隧道软土地基的处理技术工艺

谭春腾

摘  要：随着我国城市化速度的大幅度提升，如何改善区域之间的交通方式成为了交通部门的重点工作内容之一。铁路作为运输量大、运输速度快且价格低廉的优质交通方式，是城市化过程中重点规划的工程项目。我国国土面积大，不同地区的地形地势以及地质结构都有很大的不同，这也给铁路建设带来了一定的困难。软土地基则是铁路建设的常见地质类型之一，如果没有适当的处理软土地基容易给铁路桥梁隧道建设工程带来极大的危害，本文分析了软土地基的概念以及危害，深入探讨了在建设铁路桥梁隧道的过程中处理软土地基的技术。

关键词：铁路  桥梁隧道  软土地基  处理  技术工藝

中图分类号：X734                               文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）08（b）-0029-03

Abstract： With the rapid development of China's urbanization， how to improve the regional traffic mode has become one of the key tasks of the transportation department. As a high-quality transportation mode with large transportation volume， high speed and low price， railway is a key project in the process of urbanization. China has a large land area， the topography and geological structure of different regions are very different， which also brings some difficulties to the railway construction. Soft soil foundation is one of the common geological types of railway construction. Without proper treatment of soft soil foundation， it is easy to bring great harm to railway bridge and tunnel construction project. This paper analyzes the concept and harm of soft soil foundation， and deeply discusses the technology of soft soil foundation treatment in the process of railway bridge and tunnel construction.

Key Words： Railway; Bridge and tunnel; Soft soil foundation; Treatment; Technical process

1  软土地基的概念阐述

软土地基是一种承载力弱、稳定性低、强度低的地质结构，通常都是由软土或者黏土所组成的[1]。基于软土地基的土层构成特点，软土地基的质地较为疏松，容易被压缩，是铁路桥梁、隧道工程影响较大的地质结构之一。由于软土地基过于松软，抗剪水平也较低，桥梁、隧道受到动、静荷载时软体地基无法起到良好的作用。铁路桥梁、隧道通常会设置在低洼、山谷或者沿河的区域，此处水系较多，地基内部存在很多空隙，含有大量的水分，这也就导致了在施工过程中软土地基极其容易被压缩，给工程带来了极大的安全隐患。软土地基对物理变化的反应较为灵敏，如果出现地震这一类地质活动，软土地基无法在短时间内恢复到初始的状态[2]。

2  软土地基处理不当带来的危害

2.1 造成路面侵蚀

路面侵蚀是软土地基处理不当的主要问题之一，这种问题主要是由于路面的渗透能力增强，特别是在降雨量充沛的季节，容易使得大量的水分渗透到软土基层中，增大了软土地基中土壤的缝隙。每当有车辆从路面经过时，车辆会增加路面的压力，当软土基层中土壤缝隙增大后，压力无法被均匀的分配到路面上，缩短了路面的使用时间。铁路桥梁隧道在建设过程中主要使用混凝土材料，如果只是使用混凝土简单的进行加固，无法使桥梁隧道的承载力达到标准。随着时间的推移，无法均匀分散的压力会给路面造成影响，导致路面塌陷或者破损的状况出现。当路面破损后会有裂缝出现，当降水过多时会有大量雨水堆积在裂缝中，最终导致路面被侵蚀[3]。

2.2 造成路面沉降，承载能力降低

软土地基稳定性差，当投入使用之后不仅需要承担来往列车的重力，还要承担桥梁本身的重力，当桥梁隧道的承载力超过标准之后，会给桥梁隧道的使用带来影响。如果有个别区域的土层过于松软，会出现塌陷状况，对来往列车的安全运行造成了安全隐患。路面沉降的出现还与铁路桥梁隧道建设区域的地下水情况有关，需要对防水材料进行加固，否则会出现渗透情况，使地下水回渗，进而增加土壤中的水分含量，扩大土壤缝隙。当地下水水位下降后，土壤也会随之变得更加紧密，土壤缝隙逐渐缩小，导致沉降问题的发生。路面沉降会给铁路桥梁隧道的安全使用造成严重威胁，一旦发现路面沉降问题出现，必须及时处理，防止更加严重的危害发生[4]。

2.3 造成路面硬化

在建设铁路桥梁隧道的过程中，主要使用沥青混凝土来建设路面，保障列车的安全通行。沥青混凝土的使用较为普遍，但是在铺设路面时需要将沥青混凝土进行充分振捣才能使材料的流动性达到铺设标准。当软土地基变得松软之后，水分的渗透力也会增强，使得路面材料中的水分大量流失，无法对路面达到养生作用。底层混凝土的内部和外部会出现温度差，温度差会使路面的张力增强，进而出现一些小裂缝，当浇筑沥青之后，路面的硬化现象以及程度会逐渐加强，难以保障路面的完整性。

3  铁路桥梁、隧道处理软土地基时的主要技术

3.1 使用超前支护结构

当工作人员在铁路桥梁隧道建设前，应当先对软土地基的情况进行调查，将软土地基可能会导致的安全问题进行仔细分析，根据安全问题的类型制定不同的加固计划。超前支护结构是最常使用的加固结构，可以有效预防安全问题的出现，保证桥梁隧道的安全运行。超前支护结构需要使用钢管材料，首先应当明确钢管的摆设区域以及摆放时的间距，在隧道的周边进行摆放。其次，根据软土地基的土壤情况制定加固方案，在地基的打孔区域插入钢管，并将打孔处的土壤夯实。利用钢管材料在软土基层中可以形成封闭性的支护结构，如果钢管之间缝隙过大会影响超前支护结构的使用效果。这种支护结构也被称为管棚技术，能够给铁路桥梁隧道的稳固性造成积极影响。在使用管棚技术时可以在软土地基需要加固的区域使用小导管，当小导管到达制定区域后则可以在其中灌入相应的浆料。在挤压力度的压迫下，浆料能够更加快速的渗透到土壤中，使土层的硬度得到強化，有效的对软土地基进行处理[5]。

3.2 使用换填法

换填法的使用与字面意思相同，即更换软土地基中的软土层，选择更加稳定的材料作为地基，但是换填法的使用只有在软土层较薄的时候使用效果最好。在使用换填法的过程中，必须将填充进去的材料反复压实，并不断的进行加固，这样才能保证换填法的效果，进而促使土地硬度的增加。利用换填法可以明显提高地基对于压力和重量的承载力，是保证铁路桥梁隧道安全使用的有效方法。但是，由于换填的工程量较大，在施工过程中需要进行有效的监督，防止土层不实的状况出现。在实施换填法的过程中，施工人员需要根据当地的地质类型以及自然环境来选择负责填充的材料，并且需要保障材料的质量，否则会给铁路桥梁隧道带来极大的安全隐患[6]。

3.3 使用注浆处理技术

软土地基在处理的过程中，其处理原则在于如何减少空隙、提高土层的硬度，因此在实际的施工过程中，施工队伍也会根据当地环境来选择适宜的材料灌注到软土地基中。这种灌注法可以有效减少土壤空隙对于整体工程的影响，在灌注时需要使用按照标准配制出来的浆液，并使用压力设备开展灌注工作。利用灌注法可以大大加强铁路桥梁隧道岩峰的封闭性，给铁路桥梁隧道的安全运行带来了重要的保障作用。灌注法不仅可以阻塞土层中的空隙，还可以减少地下水的侵蚀程度，全面提升软土地基的负荷能力以及周围岩石的硬度。灌注的浆液都是依据标准进行配比的，具有较好的防水性，不容易受到软土层中水分子的影响，因此也降低了路面出现沉降现象的几率。但是具体的浆液配比需要结合施工需求以及地区状况，保证灌注方式和灌注材料可以很好的适应施工场地。

4  结语

地基的建设是铁路桥梁隧道工程得以有效开展的关键环节，如果地基出现问题，会给桥梁隧道的使用以及经过的列车带来严重的安全隐患。当施工队伍碰到软土地基时，应当合理的使用多种技术如换填技术、挤密压实技术、注浆处理技术等，强化地基硬度，保证建设工程的合理开展。软土地基最容易出现地基沉降的状况，很有可能会导致铁路桥梁隧道的损毁，因此施工队伍应当加强对施工人员的技术培训，加强建筑质量监督管理，为地基的搭建打下良好的基础。随着我国科学技术的快速发展，我国的建筑水平也会得到稳步提升，给交通工程的建设和开展提供技术支持以及技术保障。

参考文献

[1] 李春法，王东权.张集矿北区铁专线软土段路基加固维护技术研究[J].工程与建设，2019，33（4）：591-594.

[2] 付贵海，魏丽敏，邓宗伟，等.桩筏复合结构加固高速铁路深厚软基长期性状的现场试验研究[J].中南大学学报：自然科学版，2017，48（8）：2195-2202.

[3] 蒋鑫，陈晓丽，肖杭，等.软土地基新建宽路堤典型案例及其判识方法评析[J].交通运输工程与信息学报，2019，17（1）：59-66.

[4] 周珩，苏谦，杨智翔，等.软土地基双排桩基础悬臂式挡土墙受力变形的现场测试及数值模拟分析[J].铁道建筑，2019，59（3）：88-91.

[5] 安保健，余传波，张航，等.深厚软土地区城际铁路桩—网复合地基沉降监测分析[J].中国水运（下半月），2019，19（9）：198-199.

[6] 蒋楚生，司文明，曾惜，等.电渗联合真空预压技术处理高速铁路软土地基[J].铁道工程学报，2019，36（6）：28-32，96.