不良地质路段和特殊路基处理方法分析

王连超，黄聪

（中铁十七局集体第四工程有限公司，重庆 401120）

近年来，随着交通运输事业的快速发展，对建设进度和铁路施工质量提出了更高的要求。尤其是在一些特殊路段、路基工程施工中针对特殊路基和不良地质进行细节问题的处理不断加大重视度，避免了一些不必要的路基病害导致的事故发生。

1 不良地质路段和特殊路基概述

铁路建设遍及我国南北，在一些拥有特殊地质、天气条件的路段施工，常常发生由于诸多因素干扰发生的路基整体下沉、局部沉降等造成的路基横向开裂等现象，导致施工中出现路基坍塌、滑动、路基、翻浆等不良事故，因此，要进行特殊处理方法的运用，针对不良路段和特殊力路基采用相应的处理技术。如在陡坡地段进行路堤夯实、在软性土质上进行技术应用等，针对不良地质和特殊路基进行区别对待，采用多种方法运用手段提出解决方案。

（1）不良地段地质和特殊路基一般在道路建设中存在岩体不完整、土质含水过大或者断层路段，上述地质路段统称为不良地质路段。如在实践中经常在施工中遇到红粘土、膨胀土、软粘土，致使道路建设出现质量不稳定情况。特殊路基是在不良气候条件或地质条件下进行路基的修整中，出现冻土路基、软土路基、踩空路基等。不良路基导致在建设过程中出现隐患。目前，从我国道路建设上建设情况来看，对于不良地质和特殊路基引发的问题多样化的特点，必须采取相应的措施，以防止给施工进度带来困扰，给施工企业带来较大的经济损失。

（2）建设中路基处理技术不足导致坍塌现象，往往是由于沉降不均匀导致，再加上技术应用不合理，使得路基发生的整体下沉一旦出现，修复工作十分困难，给交通安全和道路质量带来了损失。

2 几种常见的不良地质和特殊路基类型

不良地质：

（1）滑坡。滑坡较为常见，由于地质条件、岩土体结构、降水以及人类工程活动等，导致了破坏力大、蠕动变形、滑动破坏。滑坡产生类型原因较为复杂，在滑坡处理时应以地质条件为主要依据，综合考虑经济性和景观美关系、美观性以及铁路运行安全性实施可靠技术。

（2）岩溶。岩溶发育状况、形态和分布规律各有不同，经过全面勘测，在进行铁路建设时，应提出有针对性地处理方案。

（3）坍塌。这种情况一般常见于陡坡路段，坚硬的岩石和软硬互层构成的陡峻斜坡上出现坍塌规模往往较大，尤其是坡度大于45 度角的构造复杂的岩石在碎裂分化状态下出现坍塌概率大。防治方法主要是将岩体和不稳定工时进行清理，并做好加固防护以及排水设计。

（4）泥石流。泥石流属于松散土体，在瞬间爆发后，发生了沟谷流动，一般历经数小时，短则几分钟，泥石流的泥沙碎土块破坏力较大，最好的办法是做好疏导、堵截，水土保持等。

特殊路基：

（1）黄土路基。换土地及在干燥的情况下，结构比较松散，土质均匀，压缩性小、轻度大，一旦遭受到水灾，就容易出现视线性问题。采用垫层墙行紧密的方法可以降低强度。

（2）膨胀土路基。膨胀土路基一种高业黏性土，在膨胀主处理时，针对其吸水膨胀、失水收缩的特点，应做好开裂、变形的处理，可以使用化学改良的方法改变土体性质，也可以采用换添加物的方法进行堆载预压，做好路基的防水排水工作。

（3）软土路基。软土路基强度一般较低，但是，在我国分布较为广泛，如淤泥质土、水下沉积、饱和、软黏土、淤泥等，由于过度沉降导致路基破坏的情况，需要采取换填和涂装紧密等方式进行处。

3 不良地质和特殊路基的勘探方法

地质勘查与地质测绘工作如今采用新技术如利用卫星获取资料开展勘测，已经属于基础性的地质勘查，结合评估查明施工路线上的地质问题，比如，主要勘测内容会不会发生大规模的活动性断裂和崩坍等，对严重不良的路段尽量采用绕行的方案。铁路施工中常见的地质勘探方法有以下几种：在铁路施工建设过程中可以采用埋桩法。查看铁路施工周边的山体是不是发现异常，是否有出现山体崩塌和滑坡的征兆，这是一种重要的地质勘探的方法，可以用于紧急应急方案的调整，埋桩法的使用帮助紧急进行铁路的抢修，也能够帮助人员提前预制灾害，在短时间内安排施工人员离开。第二种是埋钉法，在裂缝两侧埋下两个钉子，测量两个钉子的距离变化，更好地进行地质最快时间内的勘探，这个方法有利于预测山体滑坡可能出现的变化。第三种贴片法，在铁路施工过程中被粘贴的贴片生一旦发生变化，例如，横跨裂缝除粘贴的水泥砂浆上的一些纸片被拉断，可以预测地质滑坡灾害即将发生，作为判断明显的地质变形的依据。第四种是裂缝出现的位置用漆做标志采用，上漆法依据漆部位的变化来勘探和测量地质发生进程。

4 铁路不良地质地段和特殊路基技术处理应用

广州东北货车外绕线客运化铁路标段基础处理主要采用水泥搅拌桩和旋喷桩、复合土工格栅施工工艺应对不良地质和特殊路基处理。工程位于南方多雨地段，暴雨集中雨量大，地表水沿右侧坡面渗入路基，对路基基底岩土体浸泡，力学指标参数急剧降低，导致路段路基蠕动、滑移加剧，产生病害，无法进行常规的铁路工程施工。根据设计单位的设计，针对汛期长期降雨，且降雨量较大、持续时间较长的情况进行了勘查，发现路段中地表水渗入路基及左侧斜坡素填土，对路基基底岩土体长期浸泡，力学指标参数急剧降低，导致路面沉降。路面出现多处张拉裂隙，最长裂隙长为58m，宽为2～12cm，呈不规律的折线形，路基下沉约40cm。砌体鼓胀，护肩墙外倾断裂,裂缝宽度1 ～5cm 不等，已严重危及过往车辆和行人的安全。通过复杂详细的勘查、论证、设计等一系列程序，顺利开工建设，圆满按照施工设计图纸交由施工单位组织施工和完成按期实现通车。

特殊地质、软弱围岩隧道施工中，易出现溜塌、地表沉陷、滑塌情况，因此，加固技术非常重要。针对特殊地质、软弱围岩隧道施工技术的选取，选定加固措施以确保工程投入使用后的运营安全。如高温旋喷注浆技术实施过程中，利用高压旋喷前后循环相互搭接形成拱棚，应对特殊软弱围岩隧道地质注浆加固软弱地层，其技术原理是沿拱部外缘施做相互咬合的旋喷柱体，提高围岩稳定性，还可以保证施工过程中的施工安全。在它的保护下安全、高效地进行开挖作业。

高压旋喷桩试桩桩位布置：K57+200 处距离既有铁路线路中心14m 共试桩高压旋喷桩12 根，两种配合比各施工6 根，间距1.4m，采用MGJ-50 型高压旋喷桩机,试桩桩位布置图如图1 所示。

图1 试桩桩位布置图

水泥及配合比根据《双向搅拌桩、旋喷桩加固地基设计图》(广枢货绕施图集(路)-16)，标段旋喷桩水泥采用海螺牌P.O42.5 袋装水泥，地表及地下水无侵蚀性，根据配合比室内试验结果，选取水泥掺量分别为25%、28%的试桩（共12 根）作为检测对象，对其进行取芯、承载力试验，从而确定所需配合比及各项参数。对每种配合比各采用3 种施工参数进行试桩，每种参数试桩数量为3 根，技术参数见表1。高压旋喷桩施工工艺流程图如图2。

表1 试桩拟采用的技术参数

施工路段所在区域地质多为构造侵蚀、中低山貌和林谷地地貌。根据勘测发现，工程所处路段均为不良地质和路段和特殊利益。地基不良地段表现为危岩体、滑坡机体等特殊地基，主要由于穿越水田地段。产生路基不均匀，沉降概率较大。采用水泥搅拌桩技术技术可以满足特殊地址、复杂地质条件下的工程设计要求以及满足止水性要求，同时，型钢的高强度和刚度能满足各种不同深度和复杂地质条件下的地基处理要求，根据结构的特殊性进行施工整个施工过程操作起来也很方便，材质稳定耐久性好，止水功能强且够经济环保。

图2 高压旋喷桩施工工艺流程

结合泥石流防治工程治理思路，上游采用多级拦挡坝下游进行改线避让方案综合部署。对于耕植土路基段，通过是进行了换土填实处理，以应对软耕植土覆盖情况，采用碎石土填筑，减少路基结合不均匀沉降，增加路床稳定性。填挖过渡段与原地面比例1:2时，在天然地面上填筑路基，分层填筑台阶，将原地面沿台阶进行开挖时交界线出现的台阶状进行复合土工格栅的布设，施工中考虑到洞口段的围岩容易发生破碎的情况，本着尽量减少岩体扰动的原则，在按照规范进行准备之后，将工程的设计、安全质量管控方案进行了优化。遵循的造锚喷、强支护的原则，采用短台阶的施工方案，对开挖断面进行了尺寸的测量之后，得到了相关的参数，进行了初期支护的施工。先进行初喷，然后，打入系统锚杆，架设了钢格栅，最后，根据设计的厚度，进行了喷射砼，监测施工的变形量后，根据量测的项目进行了水平的收敛和位移，根据拱顶地表的下沉情况，对工艺进行了相应的调整。复合土钉墙支护法由普遍土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术，技术克服了土钉支护的施工难点，解决基坑底部的隆起、渗流问题，其支护能力强，适用范围广、经济合理、综合性能突出。根据淤泥情况进行清理，采用多种器械配合形成交错网，进行填筑的时候，一般使用透水性达到标准的碎石图，在断面进行分层次回填时厚度不得超过20cm。填筑的石材料进入施工现场后，使用推土机，用平地机进行填平，使得软土路基变得稳固。通过夯击排开软土处理地基中形成块（碎）石墩,强夯置换法的使用中夯坑内进行块石、碎石、砂或其他颗粒材料回填，用到的振动压路机要求规格大于18t，方能进行入场对于岩溶地段的地基处理由于涉及的工艺较多，主要针对沉降变形和路基不稳的情况，这是施工工程的重点和难点。整体细节比较繁琐，施工要求较高。首先进行钻孔和孔内铸胶在注浆后进行加固和凝固。钻孔位置一般呈现梅花状态，每个孔之间的距离在5cm 之间。注浆设备距离孔位不得超过50cm，做好设备角度调整，打钻的时候根据岩层的实际厚度和硬度选择设备注浆时，可以事先对压力设备进行实验，确保设备能够保证施工顺利进行。注浆采取6 ～8h 间隔施工的方法，并做好封堵工作，边缘溶洞可以使用片式封堵技术，在纵向填挖交界路段进行处理时，关系到整体路基的稳定性，要减少填挖断路之间不均匀沉降。纵向填挖交界处设置过渡段，减少纵向路基结合部不均匀沉降。填挖交界处的挖方段路基超过80cm 进行回填。淤泥及软土厚度小于2m时全部挖除淤泥软土，稳定的基底使路堤填筑后砂土层渗水强。

5 结语

我国铁路工程建设质量在日益提高，事业得到了突飞猛进发展的同时，这对铁路的施工质量提出了更高的要求。铁路不良地质和特殊路基在特殊环境的影响，容易严重制约铁路建设的建设周期，增加施工成本，影响铁路建设正常运营和运输安全。因此，对于不良地质路段和特殊路基的处理，应做好勘查试验工作的基础上，采用有显著效果的技术处理方法为铁路质量控制提供保障。今后对于铁路建设中土质岩层的勘测，以及处理方法的应用的研究应加大力度，为更好地发展铁路建设事业提供借鉴。