第一篇：鐵路路基病害的成因與整治措施

鐵路路基病害的成因與整治措施

（張卿）

摘要: 介紹了鐵路路基病害的類型和原因，提出了相應的整治措施。

關鍵詞: 鐵路路基

路基病害

整治措施

1、引言

鐵路為大型線路工程，往往穿越多種地貌單元，土層條件多變，鐵路路基沿線經過的地質條件差別較大，填料也不均勻一致，既有線鐵路由于施工技術水平、經濟條件、施工工藝等放面的原因，填料、結構設計采用較低的技術標準，容易導致各種路基病害的產生，路基的安全情況關系到列車的運行安全，因此路基病害嚴重影響列車的安全運行。

2、鐵路路基病害的類型和原因

1）下沉是最常見的路基病害，具體表現(xiàn)為路基沉陷，路堤地段、路塹地段和過度段都有發(fā)生，是由于路基填筑密度不夠和強度不足，在水、荷載、自重及振動作用下發(fā)生局部或較大面積的豎向變形，產生原因為路基填料及壓實達不到要求。

2）擠出變形具體表現(xiàn)為路肩隆起、側溝被擠等，是由于土體強度不足而產生的剪切破壞或塑性流動引起的。

3）翻漿冒泥分為道床性和基床性兩種。道床性是由于道床板結，阻塞路基面降水的順利排出而形成的?；残允怯捎诨餐临|不良，在列車荷載作用下液化成泥漿，由于荷載的反復作用形成抽吸作用，泥漿受擠壓向上冒出。其發(fā)展過程一般為道心積水階段、冒砂階段、局部翻漿冒泥階段，區(qū)段翻漿冒泥階段。4）邊坡失效主要是受路基下沉及排水不良的影響，路堤邊坡和路塹邊坡都有發(fā)生

5）路基凍害的病害成因：由于土中的水在凍結過程中有向凍結鋒面遷移的特征，并不斷析出冰層，且體積增大9%這一物理力學現(xiàn)象造成。所以，凍結過程中土中水的遷移機理，是產生路基凍害的基本原因。

6）路基沙害的病害成因：在風的作用下，移動沙流經常給鐵路造成不同程度的危害，有時甚至掩埋線路，危及行車安全。

7）路基陷穴的病害成因：造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動荷載的反復作用下，洞頂?shù)膸r土結構逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。

8）形成崩塌的病害成因：①陡峭高峻的邊坡或山體斜坡，坡度大于45°、高度大于30m，特別是坡度在55°～75°的斜坡，是崩塌多發(fā)地段。②由風化的堅硬巖層組成的又高又陡的斜坡，如互層砂巖，穩(wěn)定性更差，容易形成崩塌。③受地質構造影響嚴重，有很多結構面將巖體切割成不連續(xù)體的斜坡，特別是有兩組結構面傾向線路，其中一組傾角較緩時，容易向線路崩塌。④水的作用是產生崩塌的重要因素。絕大多數(shù)的崩塌發(fā)生在雨季或暴雨之后，因為水的滲入，對巖石產生軟化、潤滑和動水壓力作用，使巖體強度降低，內摩擦力減小，促使崩塌發(fā)生。⑤其他如地震、爆破、人工開挖斜坡及列車震動等，都是誘發(fā)崩塌的因素。

這些路基病害表現(xiàn)顯示為多種多樣的，但由分析可以看出，路基病害的產生與路基填料的工程性質、地表水與地下水和火車振動荷載有關，產生路基病害的原因主要是土質不良、填筑密度不夠，強度不足和排水不良等。

3、路基病害的整治

路基病害的整治要根據(jù)產生病害的不同部位和不同原因，采用正對病害特點的整治措施，主要有以下措施：

1）排水措施 滑坡的發(fā)生和發(fā)展都與水的作用有關，排水是防治各類滑坡之本。但應根據(jù)具體情況，采用切合實際的排水方式。對滑坡體以外的地表水，應加以攔截和引出，在滑坡可能發(fā)展的邊界5m以外修建一條或多條環(huán)形截水溝；對滑坡體以外的地下水，應修建截水盲溝；對滑坡體內的地下水，應疏干和引出，淺層地下水采用支撐盲溝，深層地下水采用泄水隧洞，亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水；對滑體范圍內的地表水，應盡快匯集引出以防下滲，在充分利用天然溝谷的基礎上，修建排水系統(tǒng)。

2）減重措施 當滑動面不深，且滑體呈上陡下緩狀，滑坡范圍外有穩(wěn)定的山坡，滑坡不可能向上發(fā)展時，在滑坡上部減重，以減小滑坡的下滑力，是一種操作簡單、經濟實惠的防治措施。將減重的土體堆在坡腳反壓，以增加抗滑力，效果更好。

3）支擋措施 ①抗滑擋墻。它是廣泛應用的一種防治滑坡措施。它施工方便，穩(wěn)定滑坡收效快。抗滑擋墻多為重力式，石砌，也有用混凝土或鋼筋混凝土的。②抗滑樁。它是利用樁在穩(wěn)定巖土中的嵌固力支擋滑體的建筑物。它具有對滑體擾動少，操作簡便，工期短，收效快，對行車干擾小，安全可靠等優(yōu)點。抗滑樁多為挖孔或鉆孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑樁在滑動面以下的錨固深度，應根據(jù)滑體作用在樁上的主動土壓力、樁前的被動土壓力、巖土性質等來確定。③錨桿擋墻。是一種新型支擋結構，由錨桿、肋柱和擋板三部分組成，用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長滑面較陡的滑坡。④抗滑明洞。若滑動面的下緣處在邊坡上的較高位置，可視地基情況設置坑滑明洞，洞頂回填土石支撐滑體，或滑體越過洞頂落在線路之外。但這一措施對行車干擾大，施工困難，造價昂貴，只有在其他措施難以奏效時采用。

4）路基崩塌落石的防治 常用的防治措施有如下類型。①攔截類適用于小規(guī)模、小塊體的崩塌落石。攔截構造有落石平臺、落石坑、落石溝、攔石墻、鋼軌柵欄及柔性攔石網等。②遮欄類應用于規(guī)模較大的崩塌落石，遮欄建筑有各種明洞和棚洞。修建明洞、棚洞，既可遮擋崩塌落石，又可對邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用。③支擋加固類適用于不宜或難于消除的大危巖或不穩(wěn)定的大孤石。支擋建筑有支頂墻、支護墻、明洞式支墻、支柱、支撐等。④護坡、護墻適用于易風化剝落的邊坡。邊坡陡者用護墻，邊坡緩者用護坡。⑤改線繞避上述措施不能奏效時，應考慮改線繞避。

5）基床翻漿冒泥下沉外擠的防治 應視病害性質，產生原因，地段長短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實效。①排水。適用于排水不良而導致的基床病害。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng)；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。以消除或減小地表水和地下水對路基基床的侵害，使基床土保持疏干狀態(tài)。②提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土（二合土或三合土）及換砂。③使基面應力降低或均勻分布。④土工膜（板）封閉層或無紡土工纖維滲濾層。它有隔離地表水、過濾基面水和均布基面應力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。路基沙害的防治

6）植物固沙 以營造林帶為本。林帶采用植物混種、均勻透風類型。迎風林帶先矮后高，即先灌木，后喬木；背風側則先高后矮，有效防護寬度一般為樹高的15～25倍。沙害嚴重地段，迎風側可營造多條林帶。防沙林應根據(jù)沙漠性質、水文地質條件、氣候特征力求所選樹種生長快、固沙、防風能力強、不怕沙埋。常被選用的植物首沙棗、胡楊、小葉楊、文冠果、花棒、沙蒿、胡枝子、楊柴等十幾種（參見線路維修管理之鐵路沿線造林綠化）。

7）工程固沙 一般用在沒有植物生長條件的地段，或作為植物固沙初期的輔助措施。常用以下幾種形式：①路基本體護。對路基或路塹本體用不同的材料進行覆蓋，如干砌片石（或預制水泥板）、栽砌或散鋪卵礫石。路基兩側防護。在路基兩側一定范圍內修筑一些阻沙、固沙及導沙設施，保護線路不被流沙掩埋。阻沙設施包括防沙柵欄、防沙溝堤、防沙擋墻等；固沙措施包括麥草沙障、土埂沙障、化學乳劑固沙、鋪設卵石或黏土覆蓋沙面等。導沙設施包括用卵石鋪砌而成表面光滑的輸沙平臺、在路基迎風側修建導沙堤等。

鐵路路基病害按路基面形狀可分為路堤病害和路塹病害，按發(fā)生部位可分為基床病害、路基本體病害和地基病害，按表現(xiàn)形式可分為下沉、擠出變形、翻漿冒泥和邊坡失效。

4、結束語

鐵路路基病害的產生原因各不相同，正對不同地區(qū)、不同特點的路基病害，需要采用不同的整治措施，要徹底整治好病害，需要分析掌握各有關自然因素的變化規(guī)律及對路基結構穩(wěn)定性的影響，判別出路基病害產生的原因，然后針對其關鍵因素確定適宜的整治措施，防治路基病害的的發(fā)生。

參考文獻 黃澤波，鐵路路基基床病害及其產生機理和檢測[J]。山西建筑，2008（7）

彭華，鐵路路基病害類型、機理及檢測整治技術[J].工程地質學報。

第二篇：淺談鐵路路基病害原因及整治措施

淺談鐵路路基病害原因及整治措施

原平分公司

霍偉珺

摘要：對鐵路路基中存在的病害進行了分類，分析了各種鐵路路基病害發(fā)生的機理，介紹了路基病害的檢測方法，指出明確各種路基病害的類型及形成機理，并進行準確的檢測是預防鐵路路基病害并進行有效治理的基礎。

關鍵詞：鐵路路基，病害，檢測，整治

路基是條帶狀結構工程，沿線經過的地質條件差別較大，填料也不均勻，而不少地區(qū)都存在膨脹土、紅黏土、軟巖風化殘積土等各種工程性質不良的土，并且受到地理和氣候環(huán)境常年變化影響，加之由于技術水平、經濟條件以及施工機械設備方面的原因，我國的鐵路路基設計通常采用較低的技術標準，施工質量往往要求不嚴，從而導致各種鐵路基床病害成為一種分布廣、治理難、多發(fā)性強的病害，加之近年來隨著重載及提速列車的大量開行．路基內應力水平、分布狀態(tài)和作用方式顯著改變．由于既有鐵路線路基設計承載力偏小，在列車提速后荷載引起的動應力之下，導致各種病害的產生，或使已存在的病害更加嚴重而嚴重影響著列車的安全運行。所以了解病害的類型及其發(fā)生機理，并對其進行實用的檢測，對路基的防護和治理是非常重要。1 鐵路路基病害類型

１.１ 鐵路路基病害類型及原因分析

鐵路路基病害按表現(xiàn)形式可分為翻漿冒泥、路基下沉、擠出變形、邊坡坍方、邊坡沖刷、陷穴、滑坡、水侵路基、凍害等。1.1.1 翻漿冒泥

路基強度因含水過多而急劇下降，在行車作用下發(fā)生裂縫、鼓包、冒泥等現(xiàn)象，稱之為翻漿。翻漿冒泥一般易發(fā)生于基床土質不符合要求的部位，特別是以細粒土作路基填料、風化石質作基床，降雨量大的路堤和路塹地段為病害多發(fā)地段一定條件的含粘粒、粉粒的基床表層土在和列車反復振動的作用下，發(fā)生軟化或觸變、液化，形成泥漿。列車通過時軌枕上下起伏使泥漿受擠壓抽吸而通過道床孔隙向上翻冒，造成道碴臟污、板結進而使道床降低或喪失彈性。軌道幾何尺寸變化．危及行車安全。翻漿冒泥分為土質基床翻漿、風化石質基床翻漿和裂隙泉眼翻漿。1.1.2 路基下沉

路基下沉主要是路基填筑密度不夠和強度不足所致，表現(xiàn)形式有路基下沉、道碴囊等。填方路基下沉導致斷面尺寸改變的病害現(xiàn)象，為路堤沉陷。由于路基土密實度不足或地基松軟。在水、荷重、自重及振動作用下發(fā)生局部或較大面積的豎向變形。一般經過列車運行一段時間后。下沉會趨于緩解。但有時岡荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也會造成陷槽使線路不平順。下沉分為基床下沉、堤體下沉和基底下沉 １.1.3 擠出變形

表現(xiàn)形式有路肩隆起、側溝被擠，路肩外擠和邊緣外膨。主要是由于土體強度不足而產生的剪切破壞或塑性流動，基床內的土經常處于軟塑狀態(tài)，在基床內的影響深度較大，在列車荷載的作用下，基床上發(fā)生剪切破壞，發(fā)乍外擠變形。外擠是因為基床強度不足引起，外擠分為路肩隆起。１.1.４邊坡坍方

坍方的表現(xiàn)形式有剝落、碎落、滑坍和崩坍。剝落、碎落、滑坍主要發(fā)生在路塹邊坡。剝落是指邊坡表層土壤，巖石風化成零碎薄片，從坡面上脫落下來的現(xiàn)象，剝落碎屑的堆積。會堵塞邊溝，影響路基穩(wěn)定。

碎落是巖石碎塊的一種剝落現(xiàn)象．落石產生的沖擊力可使路基、路面遭到破壞，威脅行人及車輛的安全。崩坍是大量土石脫離坡面翻滾于邊坡下部形成倒石堆或巖堆的現(xiàn)象。

崩坍的土石方往往造成交通中斷，也是危害最大的路基病害。崩坍的發(fā)生主要是路塹的開挖使原有自然坡面失去平衡所致。滑塌是指邊坡上的大量土石沿著一定滑動面整體向下滑移的現(xiàn)象。1.1.4邊坡沖刷

邊坡沖刷指較高大的土質路塹、路堤邊坡、岸坡的路堤邊坡）或嚴重風化的軟質巖石邊坡受到水流的沖蝕、沖刷作邊坡沖刷用向形成沖溝或沖坑為邊坡沖劇。邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。1.1.5陷穴

陷穴指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落．軌道懸宅，中斷行車，甚事造成列車顛覆。陷穴病害分為黃土陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞等。

1.1.6滑坡滑坡指影響路基穩(wěn)定的土體滑動。分為邊坡的深層滑動、路基滑移及山體滑坡。1.1.7水浸路基

水浸路基指實際浸水超過設計水位的路基．被水浸或淹沒，引起一定的沉降或局部坍塌，當路堤缺乏足夠的防護和加固設備時，導致路基穩(wěn)定性受到影響或破壞。1.1.8凍害

凍害發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或基面積水，在凍結過程中，土中水重新分布和聚集形成冰塊。又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。2 鐵路路基病害產生的機理

路基病害的產生和發(fā)展與路基填料的工程性質、地表水與地下水、列車振動荷載、土的動力強度特性和溫度及其變化有關。主要是路基填料、水、列車荷載和溫度變化等各項因素綜合作用的結果，各種因素之問又相互關聯(lián)，鐵路路基病害發(fā)生的原因非常復雜，并且每一種病害都有自己特殊的病理。但歸納起來主要有兩個方面：

病害的發(fā)生取決于特定的地質環(huán)境；病害的發(fā)生與相應的氣候變化和列車振動荷載息息相關。前者是病害發(fā)生的內因。后者是病害發(fā)生的外因。對某一具體的線路來講，其地質條件是客觀存在，雖然它也在不斷地發(fā)生變化，但基本上是一種較為穩(wěn)定的量，因此，在一定程度上路基病害的發(fā)生頻率和程度將取決于氣象水文條件和列車長期重復振動荷載的影響，路基病害的產生和發(fā)展是各項因素綜合作用的結果。

觀測表明，在列車輪軸荷載的重復作用下，路基的漸進破壞主要表現(xiàn)為過大的塑性變形，這種塑性變形累積到一定程度將會使路基填土產生塑性流動，并產生路基病害。研究表明：產生這些病害的原因在很大程度上依賴于路基土在循環(huán)荷載作用下的抗剪強度特性，而后者與土的飽和度密切相關。隨著飽和度的增大，土的動強度將顯著降低。處于軌道下方的路基土因反復受到擠壓和固結而產生過大的累積塑性變形，從而形成所謂的道碴坑以及枕木下方的積水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量達到飽和狀態(tài)，動強度顯著減小，從而使道床工作性能急劇下降，甚至會導致線路產生嚴重的不平順而影響行車安全。3 病害的預防與整治

路基病害的預防和整治，應貫徹“預防為主、綜合治理”的原則，首先弄清發(fā)生病害的原因，經過綜合分析。因地制宜地采取整治的措施。3.1 病害的預防

病害預防包括以下內容：①資料包括線路的設計、施工資料及線路區(qū)域的氣候、水文、工程地質等情況，并了解其變化規(guī)律，為防治病害提供第一手資料；②根據(jù)線路當前的狀態(tài)及運營情況，應每3—5月進行一次線路普查，評估線路的安全狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)病害趨勢并進行相應的處置。調查的方法除了傳統(tǒng)的人工調查、軌檢車檢測外，鐵道部目前正在推廣鐵路路基快速物探檢測系統(tǒng)，檢測深度達軌面下路基積水，保持路基面排水坡度。3.2 病害的整治

路基病害的整治應從路基填料防止水侵入、提高路基強度和剛度入手，路基的整治流程： 前期準備→總體方案→檢測路基→細化方案→治理施工→效果評價

處理路基病害基本按以下步驟進行。①需要檢測路基病害，判斷路基病害的類型、發(fā)生的部位及規(guī)模大小、嚴重程度；②對產生病害的主要原因進行分析：一般為填料、水分侵入、強度不足等方面的問題；③擬采取的措施：應采用技術上可行、經濟上合理的治理方法。3.2.1 基床翻漿冒泥、下沉外擠的防治

基床翻漿冒泥、下沉外擠是路基本體變形而引起的病害。一般發(fā)生在基床為黏土類的路基地段，排水不良的路塹和站場比較多見。翻漿冒泥和基床下沉外擠病害，是基床變形不同階段的表征，翻漿冒泥導致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的發(fā)展使基床抗剪強度下降，導致路肩隆起或邊坡外擠。基床翻漿冒泥引起的軌道不平順，惡化了列車運行條件，但變形發(fā)展緩慢，對行車安全影響不大。而基床下沉外擠，則可能造成行車中斷甚至列車顛覆，嚴重危及行車安全。

病害成因基床排水不良承載力不足或受水浸承載力進一步下降的土質基床在列車荷載反復作用下，將逐漸形成基床翻漿冒泥下沉外擠的病害。水若源于降雨，翻漿冒泥表現(xiàn)為季節(jié)性，即雨季發(fā)生，旱季不發(fā)生；水若源于地下水，則翻漿冒泥表現(xiàn)為常年性，但雨季比較嚴重。基床土遇水承載力下降，原因比較復雜，如基床土為膨脹土未更換或改良；排水系統(tǒng)不完善；基床未作砂墊層或厚度不足；填土密實度未按規(guī)定控制；軌道狀態(tài)不良；速度、軸重增加而軌道與之不相匹配等，都將使基床強度與行車條件不相匹配，以致產生基床病害。防治原則“預防為主，治早治小”。應在基床變形的初始階段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外擠再整治，這樣做可事半功倍。

防治措施應視病害性質，產生原因，地段長短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實效。①排水。適用于排水不良而導致的基床病害，如路塹和站場。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng)；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。以消除或減小地表水和地下水對路基基床的侵害，使基床土經常保持疏干狀態(tài)。②提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土及換砂。換填深度應以滿足承載力要求為原則。③使基面應力降低或均勻分布。④土工膜封閉層或無紡土工纖維滲濾層。這是近年廣泛應用的防治基床病害的新工藝，它有隔離地表水、過濾基面水和均布基面應力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。作為隔斷排水層的材料，它能滲水，又能隔斷粘土細粒，具有足夠的強度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但這種材料造價較高，使用壽命尚有待測試。

朔黃線K61+410～K61+500、K65+490～K65+850、K67+240～K67+315先后出現(xiàn)不同程度的下沉，采用鋪設不透水土工布、修建防滲側溝、天溝、排水溝等方法，取得了較好的效果，徹底解決了路基基床翻漿冒泥、下沉外擠等病害，消除了運輸中的安全隱患。3.2.2 路基陷穴的防治

路基陷穴是路基下面隱伏的洞穴頂部塌陷引起的一種路基病害。塌陷有時能使軌道懸空，給行車安全帶來嚴重后果，這些洞穴有三類，一是石灰?guī)r地區(qū)的巖溶洞穴；二是黃土地區(qū)的黃土陷穴；三是人工遺留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遺棄的坑道等。有些洞穴，修建鐵路時未發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)未作處理，有些黃土陷穴是在鐵路建成后，因路基排水不良，水流集中潛蝕而成。

形成原因：造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動荷載的反復作用下，洞頂?shù)膸r土結構逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。

預防措施：預防洞頂塌陷，必須預先弄清楚影響路基穩(wěn)定范圍內，隱伏洞穴的分布情況、形狀大小、埋藏深度、頂部厚度、洞穴處工程地質和水文地質情況，以及洞穴的發(fā)展趨勢等，而后采取工程措施，預防洞穴塌陷。

整治措施：陷穴發(fā)生后，首先應根據(jù)陷穴發(fā)生的部位、規(guī)模、對路基穩(wěn)定性或行車安全的危害程度，進行評估，確定是否緊急處理。發(fā)生在軌道下面的陷穴，對行車安全危害較大，應采取緊急措施，如填實陷坑，整修線路，扣軌慢行，派人看守，情況危急時，應封鎖線路。其次應做細致調查，查清塌陷洞穴的成因，形狀大小，平面位置，埋藏深度，工程地質和水文地質特征及可能的發(fā)展趨勢，為徹底整治提供依據(jù)。常用措施有：①開挖回填。如暫不危及行車安全，此措施應作為首選，它能確保質量，不留后患。③塌陷洞穴在軌道下方，無法開挖，可鉆孔灌砂、灌注泥漿、砂漿或混凝土漿。④規(guī)模較大或與暗河相通的溶洞塌陷，可采用網格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他類梁跨越等。無論采用何種措施，都要做好排水，尤其是黃土陷穴，排水設施有效、完善與否是整治成敗的的關鍵。

朔黃線2008年5月K69+320下行路塹塌陷，搶修拆除原漿砌護坡發(fā)現(xiàn)為人工洞穴坍塌所致，經現(xiàn)場調查及物探發(fā)現(xiàn)K69+305-K69+370段地面以下存在兩處人工洞穴，洞穴埋深約11-12米，寬度4米，高度5米，兩處洞穴充填不飽滿。

針對此類病害，原平分公司與設計院經過反復研究施工方案，在不影響運輸安全的情況下采取了以下措施，解決了洞穴塌陷問題，：

1、對以上兩處洞穴采用漿砌片石填筑，注射水泥漿封堵洞口

2、對K69+305-K69+370段路基旋噴樁注漿加固后再做基床封閉，在軌枕下40cm處鋪設防水土工布。

3、護坡塌陷部分夯實平整后，采用M7.5水泥砂漿砌筑。

4、完善加固K69+305-K69+370處的漿砌水溝、天溝。

3.2.3 路基凍害的防治

路基凍害多發(fā)季節(jié)性凍土地區(qū)，地表土層一般冬季凍結，春季開始融化，夏季全部融化。這類地區(qū)的路基，在土、水、溫度的共同影響下，路基面將發(fā)生不同程度的凍脹，春夏又發(fā)生融化下沉，使軌面高低、水平產生不均勻變形，嚴重地段往往伴生翻漿冒泥，道碴陷槽，基床外擠等病害。

凍害發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或路基面積水，在凍結過程中。土中水重新分布和聚集形成冰塊，又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。凍脹是由于路基下部的水向上集聚并凍結成冰所致，過大的凍脹可使柔性路面鼓包，開裂，使剛性路面錯縫、折斷，凍脹是翻漿過程的一個階段同時也是一種單獨的路基病害。凍脹原因及影響因素由于土中的水在凍結過程中有向凍結鋒面遷移的特征，并不斷析出冰層，且體積增大這一物理力學現(xiàn)象造成。所以，凍結過程中土中水的遷移機理，是產生路基凍害的基本原因。影響因素：①溫度的影響。當土層溫度處于負溫相轉換區(qū)，且凍結速率較低時，土水中遷移最活躍，以致形成較大的凍脹。②土質的影響。由粒徑大于0.1mm的粗顆粗組成的土質，無凍脹或凍脹較小，如砂、礫石、碎石等；由粒徑小于0.1mm細顆粒組成的土質，如砂黏土、黏土等，有較大凍脹性，尤其是黏粒含量大于15，密度較小的粉粒土凍脹最強烈。③水分的影響。土的天然含水量越大，凍脹性也越大，特別是有地下水補給時，會發(fā)生強烈的凍脹。

凍害的表現(xiàn)形態(tài)：①從軌面前后高低變形看，分為凍峰、凍谷、凍階。②從軌面水平變形看，分為單股凍起、雙股凍起、交錯凍起。③從凍脹部位看，分為道床凍脹、基床表層凍脹、基床深層凍脹。④從凍起高度看，凍起高度小于25mm，為一般凍害，凍起高度25～50mm，為較大凍害，凍起高度大于50mm，稱為大凍害。

預防措施：①保持道床清潔，防止泥土混入，及時清除土垅，以利排水。②路肩和邊坡保持平整，無坑洼、裂縫、防止積水下滲。③側溝、天溝等地表排水設施及滲溝、暗溝等地下排水設施應保持工況完好，暢通無阻，防止或減少水對路基的補給。

整治措施凍害發(fā)生后，首先應認真進行調查，弄清凍脹發(fā)生部位、形狀、高度、起落及發(fā)展過程，弄清凍脹土層的性質被、結構及水文地質條件，以便分析凍脹產生的原因和變化規(guī)律，然后提出相應的整治措施。常用的整治措施有∶①修建減少路基基床含水量的排水設施。如修建具有抗凍防滲能力的地表排水設施，以防治因地表水節(jié)而引起的凍脹；修建滲溝、暗溝、截水溝等，截斷、疏導地下水或降低地下水位，以防治因地下水補給而引起凍脹。②挖除凍害地段的基床土，換填無凍脹或凍脹很小的碎石、河沙、砂類土等。換土深度應主凍結試之下，換土寬度應包括路肩在內的整斷面更換。③在基床表層鋪設保溫層，改善基床溫度環(huán)境，使表層下的基床土不凍結或減小凍結深度。保溫材料一般用爐渣，其導熱系數(shù)小、，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保溫材料。國外經驗表明，用泥炭或冷壓泥炭磚作保溫材料，效果良好，使用時間長。濕度大的泥炭在水分凍結時，會釋放大量潛熱，能防止泥炭進一步凍結。④人工鹽化基床土。用氯鹽整治路基凍害，費工較多。效果雖明顯，但有效時間短，一般只用于基床表層凍脹地段。選擇上述措施時，應注意總體效果，考慮相互配合，以期達到根除凍害的目的。

參考文獻：

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第三篇：鐵路路基病害綜合整治與防護

論文關鍵詞：鐵路路基，病害，機理，檢測

論文摘要: 對鐵路路基中存在的病害進行了分類，分析了各種鐵路路基病害發(fā)生的機理，介紹了路基病害的檢測方法，指出明確各種路基病害的類型及形成機理，并進行準確的檢測是預防鐵路路基病害并進行有效治理的基礎。

路基是條帶狀結構工程，沿線經過的地質條件差別較大，填料也不均勻，而不少地區(qū)都存在膨脹土、紅黏土、軟巖風化殘積土等各種工程性質不良的土，并且受到地理和氣候環(huán)境常年變化影響，加之由于技術水平、經濟條件以及施工機械設備方面的原因,我國的鐵路路基設計通常采用較低的技術標準，施工質量往往要求不嚴，從而導致各種鐵路基床病害成為一種分布廣、治理難、多發(fā)性強的病害，加之近年來隨著重載及提速列車的大量開行．路基內應力水平、分布狀態(tài)和作用方式顯著改變．由于既有鐵路線路基設計承載力偏小，在列車提速后荷載引起的動應力之下，導致各種病害的產生，或使已存在的病害更加嚴重而嚴重影響著列車的安全運行。所以了解病害的類型及其發(fā)生機理，并對其進行實用的檢測,對路基的防護和治理是非常重要。

ｌ鐵路路基病害類型

１．１鐵路路基病害類型及原因分析

鐵路路基病害按表現(xiàn)形式可分為翻漿冒泥、路基下沉、擠出變形、邊坡坍方、邊坡沖刷、陷穴、滑坡、水侵路基、凍害等。

１．１．１翻漿冒泥

路基強度因含水過多而急劇下降，在行車作用下發(fā)生裂縫、鼓包、冒泥等現(xiàn)象，稱之為翻漿。

翻漿冒泥一般易發(fā)生于基床土質不符合要求的部位，特別是以細粒土作路基填料、風化石質作基床，降雨量大的路堤和路塹地段為病害多發(fā)地段一定條件的含粘粒、粉粒的基床表層土在和列車反復振動的作用下，發(fā)生軟化或觸變、液化，形成泥漿。列車通過時軌枕上下起伏使泥漿受擠壓抽吸而通過道床孔隙向上翻冒，造成道碴臟污、板結進而使道床降低或喪失彈性。軌道幾何尺寸變化．危及行車安全。翻漿冒泥分為土質基床翻漿、風化石質基床翻漿和裂隙泉眼翻漿。

１．１．２路基下沉

路基下沉主要是路基填筑密度不夠和強度不足所致，表現(xiàn)形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋。填方路基下沉導致斷面尺寸改變的病害現(xiàn)象，為路堤沉陷。由于路基土密實度不足或地基松軟。在水、荷重、自重及振動作用下發(fā)生局部或較大面積的豎向變形。一般經過列車運行一段時間后。下沉會趨于緩解。但有時岡荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下

沉也會造成陷槽使線路不平順。下沉分為基床下沉、堤體下沉和基底下沉

１．１．３擠出變形

表現(xiàn)形式有路肩隆起、側溝被擠，路肩外擠和邊緣外膨。主要是由于土體強度不足而產生的剪切破壞或塑性流動，基床內的土經常處于軟塑狀態(tài)，在基床內的影響深度較大，在列車荷載的作用下，基床上發(fā)生剪切破壞，發(fā)乍外擠變形。外擠是因為基床強度不足引起。外擠分為路肩隆起、。

１．１．４邊坡坍方

坍方的表現(xiàn)形式有剝落、碎落、滑坍和崩坍。剝落、碎落、滑坍主要發(fā)生在路塹邊坡。剝落是指邊坡表層土壤，巖石風化成零碎薄片，從坡面上脫落下來的現(xiàn)象，剝落碎屑的堆積。會堵塞邊溝，影響路基穩(wěn)定。

碎落是巖石碎塊的一種剝落現(xiàn)象．落石產生的沖擊力可使路基、路面遭到破壞，威脅行人及車輛的安全。崩坍是大量土石脫離坡面翻滾于邊坡下部形成倒石堆或巖堆的現(xiàn)象。

崩坍的土石方往往造成交通中斷，也是危害最大的路基病害。崩坍的發(fā)生主要是路塹的開挖使原有自然坡面失去平衡所致?；侵高吰律系拇罅客潦刂欢ɑ瑒用嬲w向下滑移的現(xiàn)象。

１．１．４邊坡沖刷

邊坡沖刷指較高大的土質路塹、路堤邊坡、岸坡（濱河、河灘、海灘和水庫（塘）的路堤邊坡）或嚴重風化的軟質巖石邊坡受到水流的沖蝕、沖刷作邊坡沖刷用向形成沖溝或沖坑為邊坡沖劇。邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。

１．１．５陷穴

陷穴指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落．軌道懸宅，中斷行車，甚事造成列車顛覆。陷穴病害分為黃土陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞等。

１．１．6 滑坡

滑坡指影響路基穩(wěn)定的土（巖）體滑動。分為邊坡的深層滑動、路基滑移及山體滑坡。

１．１．7 水浸路基

水浸路基指實際浸水超過設計水位的路基．被水浸或淹沒，引起一定的沉降或局部坍塌，當路堤缺乏足夠的防護和加固設備時，導致路基穩(wěn)定性受到影響或破壞。

１．１．8 凍害

凍害發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或基面積水，在凍結過程中，土中水重新分布和聚集形成冰塊。又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。

１．１．8 砂害

在我國北方地區(qū)，由于地理條件原因，經常出現(xiàn)風沙經常掩埋鐵路。盡管路基病害表現(xiàn)形式多樣，但產生路基病害的原因則主要是土質不良，壓實密度不足和排水不暢等。

２鐵路路基病害產生的機理

路基病害的產生和發(fā)展與路基填料的工程性質、地表水與地下水、列車振動荷載、土的動力強度

特性和溫度及其變化有關。主要是路基填料、水、列車荷載和溫度變化等各項因素綜合作用的結果，各種因素之問又相互關聯(lián)，鐵路路基病害發(fā)生的原因非常復雜，并且每一種病害都有自己特殊的病理。但歸納起來主要有兩個方面：（１）病害的發(fā)生取決于特定的地質環(huán)境；（２）病害的發(fā)生與相應的氣候變化和列車振動荷載息息相關。前者是病害發(fā)生的內因。后者是病害發(fā)生的外因。對某一具體的線路來講，其地質條件是客觀存在，雖然它也在不斷地發(fā)生變化，但基本上是一種較為穩(wěn)定的量，因此，在一定程度上路基病害的發(fā)生頻率和程度將取決于氣象水文條件和列車長期重復振動荷載的影響，路基病害的產生和發(fā)展是各項因素綜合作用的結果。觀測表明，在列車輪軸荷載的重復作用下，路基的漸進破壞主要表現(xiàn)為過大的塑性變形，這種塑性變形累積到一定程度將會使路基填土產生塑性流動，并產生路基病害。研究表明：產生這些病害（破壞）的原因在很大程度上依賴于路基土在循環(huán)荷載作用下的抗剪強度特性，而后者與土的飽和度密切相關。隨著飽和度的增大，土的動強度（即經過若干次循環(huán)加載后仍處于穩(wěn)定狀態(tài)的最大偏應力比）將顯著降低。處于軌道下方的路基土因反復受到擠壓和固結而產生過大的累積塑性變形，從而形成所謂的道碴坑以及枕木下方的積水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量達到飽和狀態(tài)，動強度顯著減小，從而使道床工作性能急劇下降，甚至會導致線路產生嚴重的不平順而影響行車安全。

３鐵路路基病害檢測

為了對路基病害進行合理整治，必須準確檢測病害狀況，分析病害成因。

根據(jù)鐵路既有線的特點，路基檢測應不干擾行車或少干擾行車，為此需采用的檢測手段應力求準確、可靠、快速，從而為將來的整治工作提供準確可靠的信息?？刹捎幂p型動力觸探、地質雷達、瞬態(tài)面波法和取土試驗等多種手段對線路進行試驗檢測，具體步驟和方法如下：

１）典型地段開挖橫溝，了解路基的幾何特性。

２）采用探地雷達法和瞬態(tài)面波法對試驗區(qū)段內的路基進行大面積的掃描檢測。

探地雷達法具有直觀反映道床幾何形態(tài)、表層分辨率高的優(yōu)點，可以探明路基結構的分層；探測路基病害類型、程度和具體位置，用于分析道床、路基各個土層的地質情況；探地雷達測出的結果是基床的電性參數(shù)，而無法給出路基的力學特性。而瞬態(tài)面波法表層狀況由于石碴的散射和高頻信號的限制不能精確的反映，探地雷達方法可彌補瞬態(tài)面波法的不足。瞬態(tài)面波方法對在土中頻散曲線比較平滑，能夠準確反映路基土的力學參數(shù)隨深度的變化，測試的深度也比較深，也正好彌補了探地雷達方法不能反映路基土的力學參數(shù)和測試深度淺的不足。在路基病害測試中，最關心的是路基表層和其下路基土的承載能力，所以兩種方法結合，優(yōu)勢互補，正好能夠達到路基的測試目的。

３）對路基強度、剛度等參數(shù)方面的分析。重型動力觸探主要反映路基土的力學性能，是以擊數(shù)×10cm-1來反映路基各個位置的力學性能指標，擊數(shù)越高說明土質性能越好，強度也越高，可以從不同深度位置來測試出不同深度下土的力學性能以分析路基狀況。輕型動力觸探與重型動力觸探原理相似，只是后者以擊數(shù)×10cm-1來反映路基各個位置的力學性能指標。

針對既有線路的特點，對既有路基測試應遵循原位（動力觸探）和區(qū)段測試（地質雷達、瞬態(tài)面波法）相結合的測試方法，這樣可對既有路基的狀況做出一個綜合的評價，為路基病害的處理提供基礎資料。

4病害的預防與整治

路基病害的預防和整治，應貫徹“預防為主、綜合治理”的原則，首先弄清發(fā)生病害的原因，經過綜合分析。因地制宜地采取整治的措施。

4．１病害的預防

病害預防包括以下內容：①資料收集包括線路的設計、施工資料及線路區(qū)域的氣候、水文、工程地質等情況，并了解其變化規(guī)律,為防治病害提供第一手資料；②根據(jù)線路當前的狀態(tài)及運營情況，應每3--5行一次線路的普查，評估線路的安全狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)病害趨勢并進行相應的處置。調查的方法除了傳統(tǒng)的人工調查、軌檢車檢測外，鐵道部目前正在推廣鐵路路基快速物探檢測系統(tǒng)，檢測深度達軌面下2.5m度可達80km/h入路基和路基積水，保持路基面排水坡度。

4．２病害的整治

路基病害的整治應從路基填料（改變其填料類型、改變填料的成分）防止水侵入（改善路基結構設計）、提高路基強度和剛度（改善路基結構設計）入手，路基的整治流程見圖

前期準備→總體方案→檢測路基→細化方案→治理施工→效果評價

路基的整治流程圖

處理路基病害基本按以下步驟進行。①需要檢測路基病害，判斷路基病害的類型、發(fā)生的部位及規(guī)模大小、嚴重程度；②對產生病害的主要原因進行分析：一般為填料、水分侵入、強度不足等方面的問題；③擬采取的措施：應采用技術上可行（控制病害產生原因）、經濟上合理的治理方法。

1.路基滑坡的防治

對滑坡這一常見的路基病害的預防及治理。中國鐵路有些區(qū)段滑坡病害較為密集，平均每百公里分布高達20～30

處，多為山區(qū)鐵路。發(fā)生滑坡常常中斷行車，甚至使列車顛覆，給運輸安全帶來嚴重危害。斜坡上的巖土沿坡內的軟弱帶或軟弱面向前和向下發(fā)生整體移動的現(xiàn)象，稱為滑坡。發(fā)生滑坡的軟弱帶又稱滑動帶。滑動帶在重力作用下，或在其他外力作用下使其剪切應力大于強度，或因震動液化、溶蝕潛蝕、自燃、人為開采等因素的作用下，使其結構破壞和巖土性質改變而喪失強度，就會引起滑動帶上覆巖體或土體發(fā)生滑動?；乱话銖牡乇砩铣尸F(xiàn)的裂縫等跡象的變化可大致劃分出蠕動、擠壓、微動、滑動、大動和滑帶固結六個階段。在發(fā)生滑坡的地方，常出現(xiàn)環(huán)狀后緣、月牙形凹地、滑坡臺階和垅狀前垣等獨特的地貌景觀。但巖體滑坡由于其界面的生成多依附于巖體內既有的構造裂面，因此其后緣和分塊裂縫一般呈直線或折線狀。

滑坡按其特點可進行各種不同的分類。中國鐵路按滑體的物質組成及其成因，把滑坡分為粘性土滑坡、黃土滑坡、堆填土滑坡、堆積土滑坡、破碎巖石滑坡和巖體滑坡等六類。

產生滑坡的原因有內在因素，也有外在因素。內在因素是形成滑坡的先決條件，它包括巖土性質、地質構造、地形地貌等。外因通過內因對滑坡起著促進作用，它包括水的作用、地震和人為因素等。所以，滑坡是內外各因素綜合作用的結果。

防治滑坡的原則①預防。對有可能新生滑坡的地段或可能復活的古滑坡，應采取必要的工程措施，以防止產生新的滑坡或古滑坡的復活。②治早?；碌陌l(fā)生與發(fā)展，是有一個過程的，早期整治，能收到事半功倍的效果。③一次根治與分期整治相結合?；乱话銘淮螐氐赘?，不留后患。但對規(guī)模較大、性質復雜、變形緩慢，一時尚不致造成重大災害的滑坡，也可在全面規(guī)劃下，分期整治。同時注意觀測每期工程效果，為確定下期工程提供依據(jù)。

防治滑坡的措施應在弄清滑坡成因的基礎上，對誘發(fā)滑坡的各種因素，分清主次，采取相應的工程措施。常用的防治對策有排水、減重、支擋、改善土體物理力學性質等。（1）排水措施滑坡的發(fā)生和發(fā)展都與水的作用有關，排水是防治各類滑坡之本。但應根據(jù)具體情況，采用切合實際的排水方式。對滑坡體以外的地表水，應加以攔截和引出，在滑坡可能發(fā)展的邊界5m以外修建一條或多條環(huán)形截水溝；對滑坡體以外的地下水，應修建截水盲溝；對滑坡體內的地下水，應疏干和引出，淺層地下水采用支撐盲溝，深層地下水采用泄水隧洞，亦

可采用垂直孔群或仰斜孔群排水；對滑體范圍內的地表水，應盡快匯集引出以防下滲，在充分利用天然溝谷的基礎上，修建排水系統(tǒng)。（2）減重措施當滑動面不深，且滑體呈上陡下緩狀，滑坡范圍外有穩(wěn)定的山坡，滑坡不可能向上發(fā)展時，在滑坡上部減重，以減小滑坡的下滑力，是一種操作簡單、經濟實惠的防治措施。將減重的土體堆在坡腳反壓，以增加抗滑力，效果更好。（3）支擋措施根據(jù)滑體推力的大小，可以選用適當?shù)闹踅Y構防滑。①抗滑擋墻。它是廣泛應用的一種防治滑坡措施。它施工方便，穩(wěn)定滑坡收效快。抗滑擋墻多為重力式，石砌，也有用混凝土或鋼筋混凝土的。②抗滑樁。它是利用樁在穩(wěn)定巖土中的嵌固力支擋滑體的建筑物。它具有對滑體擾動少，操作簡便，工期短，收效快，對行車干擾小，安全可靠等優(yōu)點?？够瑯抖酁橥诳谆蜚@孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成?？够瑯对诨瑒用嬉韵碌腻^固深度，應根據(jù)滑體作用在樁上的主動土壓力、樁前的被動土壓力、巖土性質等來確定。③錨桿擋墻。是一種新型支擋結構，由錨桿、肋柱和擋板三部分組成，用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長滑面較陡的滑坡。具結構輕盈，節(jié)約材料，適宜機械化施工，提高生產效率等優(yōu)點。④抗滑明洞。若滑動面的下緣處在邊坡上的較高位置，可視地基情況設置坑滑明洞，洞頂回填土石支撐滑體，或滑體越過洞頂落在線路之外。但這一措施對行車干擾大，施工困難，造價昂貴，只有在其他措施難以奏效時采用。（4）改善滑坡土體的物理力學性質用物理化學方法，加固和穩(wěn)定滑坡。方法很多，如焙燒、成漿、加灰土樁、硅化、電滲、離子交換等。這些方法，由于工序復雜，成本較高，目前中國鐵路僅小規(guī)模試用，尚未廣泛采用。（5）改線繞避上述整治措施難以奏效時，在經濟技術合理情況下，可以考慮改線繞避。

養(yǎng)護維修要點①滑坡區(qū)的地表排水設備，如截水溝、排水溝、吊溝等應做到無淤積、無漏水、無沖刷、排水暢通、溝涵相通。對失效損壞處所，應及時修補，確保狀態(tài)良好。③滑坡區(qū)的地下排水設備，如支承滲溝、暗溝、隧洞、滲井、滲管等，應定期檢查，及時清理和疏通。對失效或損壞處所，應及時修補或整治。地下排水設施，一般每年在春融之后和冰凍之前，在雨季開始之前和暴雨之后，必須仔細觀測其流量，掌握其變化規(guī)律和排水效果，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。③滑坡區(qū)的防護和加固建筑物，應保持完整無損，如有開裂、滑移，必須認真查明原因，采取治理措施，不可麻痹大意，要防患于未然。④對規(guī)模大，情況復雜的大滑坡，雖經模治仍在緩慢變形或間歇變形，應對其認真觀測，實行動態(tài)監(jiān)控，掌握變化規(guī)律

和發(fā)展趨勢，以便及時采取有效措施。⑤保護好山坡植被，搞好水土保持，也是滑坡區(qū)養(yǎng)護維修的重要任務。

2.路基崩塌落石的防治

崩塌落石是塹坡或其上山坡的巖塊土石發(fā)生崩塌或墜落造成危害的地質現(xiàn)象。具有突然、快速和較難預測的特點，是地形、地質比較復雜的山區(qū)鐵路十分常見的路基病害，對鐵路行車安全危害甚大，經常導致中斷行車，甚至列車顛覆。形成崩塌的原因①陡峭高峻的邊坡或山體斜坡，坡度大于45°、高度大于30m，特別是坡度在55°～75°的斜坡，是崩塌多發(fā)地段。②由風化的堅硬巖層組成的又高又陡的斜坡，如互層砂巖，穩(wěn)定性更差，容易形成崩塌。③受地質構造影響嚴重，有很多結構面將巖體切割成不連續(xù)體的斜坡，特別是有兩組結構面傾向線路，其中一組傾角較緩時，容易向線路崩塌。④水的作用是產生崩塌的重要因素。絕大多數(shù)的崩塌發(fā)生在雨季或暴雨之后，因為水的滲入，對巖石產生軟化、潤滑和動水壓力作用，使巖體強度降低，內摩擦力減小，促使崩塌發(fā)生。⑤其他如地震、爆破、人工開挖斜坡及列車震動等，都是誘發(fā)崩塌的因素。

防治原則以預防為主，制早治小，一次根治，不留后患為原則。①新建鐵路應加強工程地質工作，對崩塌落石地段，嚴重者應予以繞避，不能繞避時，應修建必要的預防性工程，防患于未然。②養(yǎng)護維修應對可能發(fā)生崩塌落石地段，加強檢查巡視，發(fā)現(xiàn)變形失穩(wěn)征兆，應及時采取措施，治早治小，防止因病害擴大而導致災害的發(fā)生。③病害發(fā)生后，整治工作要堅持一次根治、不留后患。否則，往往會招致大的災害。

防治措施應根據(jù)病害性質、規(guī)模及所處地形、地質情況，因地制宜地選擇。常用的防治措施有如下類型。①攔截類適用于小規(guī)模、小塊體的崩塌落石。攔截構造有落石平臺、落石坑、落石溝、攔石墻、鋼軌柵欄及柔性攔石網等。②遮欄類應用于規(guī)模較大的崩塌落石，遮欄建筑有各種明洞和棚洞。修建明洞、棚洞，既可遮擋崩塌落石，又可對邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用。③支擋加固類適用于不宜或難于消除的大危巖或不穩(wěn)定的大孤石。支擋建筑有支頂墻、支護墻、明洞式支墻、支柱、支撐等。④護坡、護墻適用于易風化剝落的邊坡。邊坡陡者用護墻，邊坡緩者用護坡。⑤改線繞避上述措施不能奏效時，應考慮改線繞避。

養(yǎng)護維修要點①崩塌落石地段應進行定期檢查、經常檢查和雨季汛期檢查。所謂定期檢查是指春檢和秋檢，對崩塌落石地段及其防護建筑物進行全面地檢查。春檢時發(fā)現(xiàn)隱患，采取防范措施安全渡汛；秋檢時是檢查汛期過后崩塌落石處所的變化情況及防護建筑物的破損情況，分輕重緩急，安排路基大、維修計劃。巡山工和重點病害看守工對所管責任地段或處所，應經常巡視檢查，監(jiān)視危巖落石的發(fā)展動向，防患于未然。雨季汛期應加強檢查力度，執(zhí)行雨前、雨中、雨后檢查制度，是防止崩塌落石事故的有效措施。②及時清理被攔截的崩塌墜落土石，修理被破壞的建筑物及排水設備。③對范圍大、數(shù)最多、危石分散、清除整治困難的崩塌落石地段，應設置報警裝置，以防發(fā)生事故。

3.基床翻漿冒泥、下沉外擠的防治

基床翻漿冒泥、下沉外擠是路基本體變形而引起的病害。一般發(fā)生在基床為黏土類的路基地段，排水不良的路塹和站場比較多見。翻漿冒泥和基床下沉外擠病害，是基床變形不同階段的表征，翻漿冒泥導致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的發(fā)展使基床抗剪強度下降，導致路肩隆起或邊坡外擠。基床翻漿冒泥引起的軌道不平順，惡化了列車運行條件，但變形發(fā)展緩慢，對行車安全影響不大。而基床下沉外擠，則可能造成行車中斷甚至列車顛覆，嚴重危及行車安全。

病害成因基床排水不良承載力不足或受水浸承載力進一步下降的土質基床在列車荷載反復作用下，將逐漸形成基床翻漿冒泥下沉外擠的病害。水若源于降雨，翻漿冒泥表現(xiàn)為季節(jié)性，即雨季發(fā)生，旱季不發(fā)生；水若源于地下水，則翻漿冒泥表現(xiàn)為常年性，但雨季比較嚴重?；餐劣鏊休d力下降，原因比較復雜，如基床土為膨脹土未更換或改良；排水系統(tǒng)不完善；基床未作砂墊層或厚度不足；填土密實度未按規(guī)定控制；軌道狀態(tài)不良；速度、軸重增加而軌道與之不相匹配等，都將使基床強度與行車條件不相匹配，以致產生基床病害。防治原則“預防為主，治早治小”。應在基床變形的初始階段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外擠再整治，這樣做可事半功倍。

防治措施應視病害性質，產生原因，地段長短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實效。①排水。適用于排水不良而導致的基床病害，如路塹和站場。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng)；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水

溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。以消除或減小地表水和地下水對路基基床的侵害，使基床土經常保持疏干狀態(tài)。②提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土（二合土或三合土）及換砂。換填深度應以滿足承載力要求為原則。③使基面應力

降低或均勻分布。④土工膜（板）封閉層或無紡土工纖維滲濾層。這是近年廣泛應用的防治基床病害的新工藝，它有隔離地表水、過濾基面水和均布基面應力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。作為隔斷排水層的材料，它能滲水，又能隔斷粘土細粒，具有足夠的強度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但這種材料造價較高，使用壽命尚有待測試。

4.路基陷穴的防治

路基陷穴是路基下面隱伏的洞穴頂部塌陷引起的一種路基病害。塌陷有時能使軌道懸空，給行車安全帶來嚴重后果，這些洞穴有三類，一是石灰?guī)r地區(qū)的巖溶洞穴；二是黃土地區(qū)的黃土陷穴；三是人工遺留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遺棄的坑道等。有些洞穴，修建鐵路時未發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)未作處理，有些黃土陷穴是在鐵路建成后，因路基排水不良，水流集中潛蝕而成。石灰?guī)r溶洞主要分布在中國南方廣西、貴州和云南東部，湖南、湖北西部及廣東的西部和北部也很發(fā)育，北方主要分布在山西與河北的太行山、太岳山、呂梁山和燕山一帶。黃土陷穴主要分布在西北和華北地區(qū)，尤其是黃河中游地區(qū)。

形成原因：造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動荷載的反復作用下，洞頂?shù)膸r土結構逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。

預防措施：預防洞頂塌陷，必須預先弄清楚影響路基穩(wěn)定范圍內，隱伏洞穴的分布情況、形狀大小、埋藏深度、頂部厚度、洞穴處工程地質和水文地質情況，以及洞穴的發(fā)展趨勢等，而后采取工程措施，預防洞穴塌陷。但要做到這一點，只有在新線勘測設計或施工階段才有可能。通車后在運營條件下，很難做到。黃土路基，只要做好路基排水，就能預防新生陷穴的發(fā)生。

整治措施：陷穴發(fā)生后，首先應根據(jù)陷穴發(fā)生的部位、規(guī)模、對路基穩(wěn)定性或行車安全的危害程度，進行評估，確定是否緊急處理。發(fā)生在軌道下面的陷穴，對行車安全危害較大，應采取緊急措施，如填實陷坑，整修線路，扣軌慢行，派人看守,情況危急時，應封鎖線路。其次應做細致調查，查清塌陷洞穴的成因，形狀大小，平面位置，埋藏深度，工程地質和水文地質特征及可能的發(fā)展趨勢，為徹底整治提供依據(jù)。常用措施有：①開挖回填。如暫不危及行車安全，此措施應作為首選，它能確保質量，不留后患。③塌陷洞穴在軌道下方，無法開挖，可鉆孔灌砂、灌注泥漿、砂漿或混凝土漿。④規(guī)模較大或與暗河相通的溶洞塌陷，可采用網格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他類梁跨越等。無論采用何種措施，都要做好排水，尤其是黃土陷穴，排水設施有效、完善與否是整治成敗的的關鍵。

5.路基沖刷的防治

位于河流岸邊、河灘或水庫岸邊的路基，因常年或季節(jié)性水流沖刷、波浪和滲流的作用，往往造成路基沖空、邊坡滑坍等病害。防治這類病害，必須掌握水流性質、變化規(guī)律及可能

對岸邊或路基造成危害的性質和嚴重程度，使防治措施準確到位。為此，應細致地調查勘測、精心分析，提出符合實際的科學結論。

防護工程分直接防護和間接防護兩類。直接防護是對路基本體加固，以抵御水流的沖刷；間接防護是借導流或挑流工程，改變水流性質，間接達到避免或減輕水流對路基沖刷的目的。

直接防護方式①干砌石護坡。適用于不受主流沖刷的路堤邊坡。②漿砌片護坡。適用于主流沖刷及波浪作用強烈的路堤邊坡。③拋石。適用于水流方向平順，無嚴重局部沖刷，已被水浸的路堤邊坡。④石籠。適用于既受洪水沖刷又缺少大石料的區(qū)段。⑤擋水墻。適用于峽谷急流和水流沖刷嚴重地段。

直接防護與鋪草皮護坡、拋石護坡、片石護坡、石籠護坡。但每一種方式都有自己的局限性，有的造價太高，有的年限較短，采用直接防護要因地制宜，對經濟和質量優(yōu)化，間接防護①挑水壩。適用于河床較寬，沖刷和淤積大致平衡。水流性質較易改變的河段，有的地主可以順河勢布置向導流建筑物。防護地段較長，更宜采用。②順壩。適置橫向導流建筑物。防護地段較長，更宜采用。③潛壩。適用于河不太寬，洪水時流速較大河水深較的河段，侵占河槽較少又能減輕對路堤的沖刷，但宜和加固路堤邊坡配合使用。④防水林帶。適用于路基外側河灘季節(jié)性洪水沖刷地段。但導流建筑物的修建是一項技術復雜、工程浩大的措施。

間接防護成敗的關鍵是導流建筑物的正確選擇和布置，因此應切實依據(jù)天然河道的特性確定導治線、導治水位和選擇導流建筑物的類型。

上述防護工程措施，既可單獨使用，也可綜合使用，應根據(jù)河流形態(tài)，地質情況和水流特性合理選用。如山區(qū)河流，由于河道窄、縱坡陡，防護工程應盡量順乎自然，宜選用直接防護措施，若以挑水壩等導流措施防護，往往失敗的多，收獲的少。

防護設施養(yǎng)護要點①經常檢查，特別是洪水期間和洪水過后，應進行全面檢查，范圍不大的損毀，應及時修補；范圍較大的損毀，應充分調查，分析原因，而后制定整治措施。②調查重點應放在水下部位。特別是直接防護工程的水下部位，基礎沖空往往是導致路堤突然坍滑的主要原因

。③水毀設施的修復，應充分考慮原設計意圖，以防新增設施造成新的不良后果。④損毀情況然及行車安全時，應采取緊急措施，護住坡腳，通常拋石或拋石籠緊急防護。

所以我們在新建線路時，線路選線時應盡可能避免與河流爭地。為了防止河岸路基遭受沖刷，可修各種路基擋土墻和圬工護坡，并將基礎埋置于淘刷線以下?；A埋深不足時應按不同河床堆積物的情況在腳墻外修較寬的沉排、石籠，或堆壘大量漂礫或混凝土塊體，或砌筑圬工護墻；也可用改河和導流的辦法避免路基直接受激流沖刷。

6.路基凍害的防治

中國東北地區(qū)及西北高原地區(qū)，多為季節(jié)性凍土地區(qū)，地表土層一般冬季凍結，春季開始融化，夏季除永凍層外將全部融化。這類地區(qū)的路基，在土、水、溫度的共同影響下，路基面將發(fā)生不同程度的凍脹，春夏又發(fā)生融化下沉，使軌面高低、水平產生不均勻變形，嚴

重地段往往伴生翻漿冒泥，道碴陷槽，基床外擠等病害。

凍害發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或路基面積水，在凍結過程中。土中水重新分布和聚集形成冰塊，又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。凍脹是由于路基下部的水向上集聚并凍結成冰所致，過大的凍脹可使柔性路面鼓包，開裂，使剛性路面錯縫、折斷，凍脹是翻漿過程的一個階段同時也是一種單獨的路基病害。

凍脹原因及影響因素由于土中的水在凍結過程中有向凍結鋒面遷移的特征，并不斷析出冰層，且體積增大9%這一物理力學現(xiàn)象造成。所以，凍結過程中土中水的遷移機理，是產生路基凍害的基本原因。影響因素：①溫度的影響。當土層溫度處于負溫相轉換區(qū)，且凍結速率較低時，土水中遷移最活躍，以致形成較大的凍脹。②土質的影響。由粒徑大于0.1mm的粗顆粗組成的土質，無凍脹或凍脹較小，如砂、礫石、碎石等；由粒徑小于0.1mm細顆粒組成的土質，如砂黏土、黏土等，有較大凍脹性，尤其是黏粒含量大于15%，密度較小的粉粒土凍脹最強烈。③水分的影響。土的天然含水量越大，凍脹性也越大，特別是有地下水補給時，會發(fā)生強烈的凍脹。

凍害的表現(xiàn)形態(tài)：①從軌面前后高低變形看，分為凍峰（臌包）、凍谷（凹槽）、凍階（臺階）。②從軌面水平變形看，分為單股凍起、雙股凍起、交錯凍起。③從凍脹部位看，分為道床凍脹、基床表層凍脹、基床深層凍脹。④從凍起高度看，凍起高度小于25mm，為一般凍害，凍起高度25～50mm，為較大凍害，凍起高度大于50mm，稱為大凍害。

預防措施：①保持道床清潔，防止泥土混入，及時清除土垅，以利排水。②路肩和邊坡保持平整，無坑洼、裂縫、防止積水下滲。③側溝、天溝等地表排水設施及滲溝、暗溝等地下排水設施應保持工況完好，暢通無阻，防止或減少水對路基的補給。

整治措施凍害發(fā)生后，首先應認真進行調查，弄清凍脹發(fā)生部位、形狀、高度、起落及發(fā)展過程，弄清凍脹土層的性質被、結構及水文地質條件，以便分析凍脹產生的原因和變化規(guī)律，然后提出相應的整治措施。常用的整治措施有∶①修建減少路基基床含水量的排水設施。如修建具有抗凍防滲能力的地表排水設施，以防治因地表水節(jié)而引起的凍脹；修建滲溝、暗溝、截水溝等，截斷、疏導地下水或降低地下水位，以防治因地下水補給而引起凍脹。②挖除凍害地段的基床土，換填無凍脹或凍脹很小的碎石、河沙、砂類土等。換土深度應主凍結試之下，換土寬度應包括路肩在內的整斷面更換。③在基床表層鋪設保溫層，改善基床溫度環(huán)境，使表層下的基床土不凍結或減小凍結深度。保溫材料一般用爐渣，其導熱系數(shù)小、，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保溫材料。國外經驗表明，用泥炭或冷壓泥炭磚作保溫材料，效果良好，使用時間長。濕度大的泥炭在水分凍結時，會釋放大量潛熱，能防止泥炭進一步凍結。④人工鹽化基床土。用氯鹽（NaCl）整治路基凍害，費工較多。效果雖明顯，但有效時間短，一般只用于基床表層凍脹地段。選擇上述措施時，應注意總體效果，考慮相互配合，以期達到根除凍害的目的。

7.路基雪害的防治

中國黑龍江、吉林、內蒙古等省區(qū)，屬寒溫帶大陸性季風氣候，全年降雪天數(shù)190～200d,積雪天數(shù)160～180d，最大積雪深度200～1000mm。年平均風速4.4m/s，最大風速40m/s。這些地區(qū)的鐵路線路，冬季常被雪埋，嚴重影響行車安全。

易于積雪地段由于鐵路線路的地形、地貌及其與主風向的夾角各不相同，線路積雪的程度也不一樣。經驗表明，下列地段易于積雪：①車站站場；②路塹與路堤交界處；③深2m以下的淺路塹；④高1.2m以下的矮路堤；⑤復線并行不等高的高差大于0.3m地段。

防治措施積雪掩埋線路危及行車安全。積雪融化后，增加路基含水量，降低中期承載能力，形成路基翻漿冒泥和陷槽等病害。易被雪地埋錢，必須那瓣治馳。最經濟有效，且一勞永逸的防治措施是營造防護林帶（參見線路維修管理之鐵路沿線造林綠化）。它不僅可以防止雪害，而且還可以改造生態(tài)環(huán)境。防雪林帶的布設位置、型式、樹種，應根據(jù)地理、氣候、土壤條件,風速、風向、積雪程度等

情況選定。在無營造防雪林條件或防雪林尚未發(fā)揮作用之前，也可修建一些臨時防雪設備，如移防防雪柵、防雪堤垣、防雪堤垣、導風擋板等。冬季有時會發(fā)生預計不到的暴風雪，在不積雪地段，也會嚴重積雪而影響行車。為預防不設，應在適當區(qū)段，儲備一些除雪機，以備急需。

路基沙害的防治通過沙漠（包括沙質荒漠、戈壁及沙地）地區(qū)的鐵路，如包蘭線、蘭新線、集二線、京通線、青藏線、南疆線、烏吉線及隴海線經黃河故道地段等，在風的作用下，移動沙流經常給鐵路造成不同程度的危害，有時甚至掩埋線路，危及行車安全。

沙害形態(tài)風沙對線路的危害主要表現(xiàn)在流沙在線路上的堆積，以及流沙對路堤邊坡的吹蝕和對道床的掏空。線路上堆積的沙，掩埋枕面以上，以稱一級沙害，掩埋面以上至軌面以下，稱二級沙害；掩埋枕面以下，稱三級沙害。

防治原則和措施沙害的防治原則是因害設防，因地制宜和就地取材。沙害防治措施，分為植物固沙和工程固沙兩類。植物固沙是治本良策，既可阻截沙流，防止風蝕，又可調節(jié)小氣候，改善生態(tài)環(huán)境和改良土壤。

植物固沙以營造林帶為本。林帶采用植物混種、均勻透風類型。迎風林帶先矮后高，即先灌木，后喬木；背風側則先高后矮，有效防護寬度一般為樹高的15～25倍。沙害嚴重地段，迎風側可營造多條林帶。防沙林應根據(jù)沙漠性質、水文地質條件、氣候特征力求所選樹種生長快、固沙、防風能力強、不怕沙埋。常被選用的植物首沙棗、胡楊、小葉楊、文冠果、花棒、沙蒿、胡枝子、楊柴等十幾種（參見線路維修管理之鐵路沿線造林綠化）。

工程固沙一般用在沒有植物生長條件的地段，或作為植物固沙初期的輔助措施。常用以下幾種形式：①路基本體護。對路基或路塹本體用不同的材料進行覆蓋，如干砌片石（或預制水泥板）、栽砌或散鋪卵礫石。路基兩側防護。在路基兩側一定范圍內修筑一些阻沙、固沙及導沙設施，保護線路不被流沙掩埋。阻沙設施包括防沙柵欄、防沙溝堤、防沙擋墻等；固沙措施包括麥草沙障、土埂沙障、化學乳劑固沙、鋪設卵石或黏土覆蓋沙面等。導沙設施包括用卵石鋪砌而成表面光滑的輸沙平臺、在路基迎風側修建導沙堤等。

第四篇：鐵路路基病害綜合整治與防護

鐵路路基病害綜合整治與防護 鐵路路基病害綜合整治與防護

路基是條帶狀結構工程，沿線經過的地質條件差別較大，填料也不均勻，而不少地區(qū)都存在膨脹土、紅黏土、軟巖風化殘積土等各種工程性質不良的土，并且受到地理和氣候環(huán)境常年變化影響，加之由于技術水平、經濟條件以及施工機械設備方面的原因,我國的鐵路路基設計通常采用較低的技術標準，施工質量往往要求不嚴，從而導致各種鐵路基床病害成為一種分布廣、治理難、多發(fā)性強的病害，加之近年來隨著重載及提速列車的大量開行．路基內應力水平、分布狀態(tài)和作用方式顯著改變．由于既有鐵路線路基設計承載力偏小，在列車提速后荷載引起的動應力之下，導致各種病害的產生，或使已存在的病害更加嚴重而嚴重影響著列車的安全運行。所以了解病害的類型及其發(fā)生機理，并對其進行實用的檢測,對路基的防護和治理是非常重。

一、鐵路路基病害類型

１．１鐵路路基病害類型及原因分析

鐵路路基病害按表現(xiàn)形式可分為翻漿冒泥、路基下沉、擠出變形、邊坡坍方、邊坡沖刷、陷穴、滑坡、水侵路基、凍害等。

１．１．１翻漿冒泥

路基強度因含水過多而急劇下降，在行車作用下發(fā)生裂縫、鼓包、冒泥等現(xiàn)象，稱之為翻漿。

翻漿冒泥一般易發(fā)生于基床土質不符合要求的部位，特別是以細粒土作路基填料、風化石質作基床，降雨量大的路堤和路塹地段為病害多發(fā)地段一定條件的含粘粒、粉粒的基床表層土在和列車反復振動的作用下，發(fā)生軟化或觸變、液化，形成泥漿。列車通過時軌枕上下起伏使泥漿受擠壓抽吸而通過道床孔隙向上翻冒，造成道碴臟污、板結進而使道床降低或喪失彈性。軌道幾何尺寸變化．危及行車安全。翻漿冒泥分為土質基床翻漿、風化石質基床翻漿和裂隙泉眼翻漿。

１．１．２路基下沉

路基下沉主要是路基填筑密度不夠和強度不足所致，表現(xiàn)形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋。填方路基下沉導致斷面尺寸改變的病害現(xiàn)象，為路堤沉陷。由于路基土密實度不足或地基松軟。在水、荷重、自重及振動作用下發(fā)生局部或較大面積的豎向變形。一般經過列車運行一段時間后。下沉會趨于緩解。但有時岡荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也會造成陷槽使線路不平順。下沉分為基床下沉、堤體下沉和基底下沉

１．１．３擠出變形

表現(xiàn)形式有路肩隆起、側溝被擠，路肩外擠和邊緣外膨。主要是由于土體強度不足而產生的剪切破壞或塑性流動，基床內的土經常處于軟塑狀態(tài)，在基床內的影響深度較大，在列車荷載的作用下，基床上發(fā)生剪切破壞，發(fā)乍外擠變形。外擠是因為基床強度不足引起，外擠分為路肩隆起、。

１．１．４邊坡坍方

坍方的表現(xiàn)形式有剝落、碎落、滑坍和崩坍。剝落、碎落、滑坍主要發(fā)生在路塹邊坡。剝落是指邊坡表層土壤，巖石風化成零碎薄片，從坡面上脫落下來的現(xiàn)象，剝落碎屑的堆積。會堵塞邊溝，影響路基穩(wěn)定。

碎落是巖石碎塊的一種剝落現(xiàn)象．落石產生的沖擊力可使路基、路面遭到破壞，威脅行人及車輛的安全。崩坍是大量土石脫離坡面翻滾于邊坡下部形成倒石堆或巖堆的現(xiàn)象。

崩坍的土石方往往造成交通中斷，也是危害最大的路基病害。崩坍的發(fā)生主要是路塹的開挖使原有自然坡面失去平衡所致。滑塌是指邊坡上的大量土石沿著一定滑動面整體向下滑移的現(xiàn)象。

１．１．5邊坡沖刷

邊坡沖刷指較高大的土質路塹、路堤邊坡、岸坡（濱河、河灘、海灘和水庫（塘）的路堤邊坡）或嚴重風化的軟質巖石邊坡受到水流的沖蝕、沖刷作邊坡沖刷用向形成沖溝或沖坑為邊坡沖劇。邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。

１．１．6陷穴

陷穴指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落．軌道懸宅，中斷行車，甚事造成列車顛覆。陷穴病害分為黃土陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞等。

１．１．7 滑坡

滑坡指影響路基穩(wěn)定的土（巖）體滑動。分為邊坡的深層滑動、路基滑移及山體滑坡。

１．１．8 水浸路基

水浸路基指實際浸水超過設計水位的路基．被水浸或淹沒，引起一定的沉降或局部坍塌，當路堤缺乏足夠的防護和加固設備時，導致路基穩(wěn)定性受到影響或破壞。

１．１．9 凍害

凍害發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或基面積水，在凍結過程中，土中水重新分布和聚集形成冰塊。又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。１．2．0 砂害

在我國北方地區(qū)，由于地理條件原因，經常出現(xiàn)風沙經常掩埋鐵路。盡管路基病害表現(xiàn)形式多樣，但產生路基病害的原因則主要是土質不良，壓實密度不足和排水不暢等。

二、鐵路路基病害產生的機理

路基病害的產生和發(fā)展與路基填料的工程性質、地表水與地下水、列車振動荷載、土的動力強度特性和溫度及其變化有關。主要是路基填料、水、列車荷載和溫度變化等各項因素綜合作用的結果，各種因素之問又相互關聯(lián)，鐵路路基病害發(fā)生的原因非常復雜，并且每一種病害都有自己特殊的病理。但歸納起來主要有兩個方面：（１）病害的發(fā)生取決于特定的地質環(huán)境；

（２）病害的發(fā)生與相應的氣候變化和列車振動荷載息息相關。前者是病害發(fā)生的內因。后者是病害發(fā)生的外因。對某一具體的線路來講，其地質條件是客觀存在，雖然它也在不斷地發(fā)生變化，但基本上是一種較為穩(wěn)定的量，因此，在一定程度上路基病害的發(fā)生頻率和程度將取決于氣象水文條件和列車長期重復振動荷載的影響，路基病害的產生和發(fā)展是各項因素綜合作用的結果。觀測表明，在列車輪軸荷載的重復作用下，路基的漸進破壞主要表現(xiàn)為過大的塑性變形，這種塑性變形累積到一定程度將會使路基填土產生塑性流動，并產生路基病害。研究表明：產生這些病害（破壞）的原因在很大程度上依賴于路基土在循環(huán)荷載作用下的抗剪強度特性，而后者與土的飽和度密切相關。隨著飽和度的增大，土的動強度（即經過若干次循環(huán)加載后仍處于穩(wěn)定狀態(tài)的最大偏應力比）將顯著降低。處于軌道下方的路基土因反復受到擠壓和固結而產生過大的累積塑性變形，從而形成所謂的道碴坑以及枕木下方的積水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量達到飽和狀態(tài)，動強度顯著減小，從而使道床工作性能急劇下降，甚至會導致線路產生嚴重的不平順而影響行車安全。

三、鐵路路基病害檢測

為了對路基病害進行合理整治，必須準確檢測病害狀況，分析病害成因。

根據(jù)鐵路既有線的特點，路基檢測應不干擾行車或少干擾行車，為此需采用的檢測手段應力求準確、可靠、快速，從而為將來的整治工作提供準確可靠的信息?？刹捎幂p型動力觸探、地質雷達、瞬態(tài)面波法和取土試驗等多種手段對線路進行試驗檢測，具體步驟和方法如下：

１）典型地段開挖橫溝，了解路基的幾何特性。

２）采用探地雷達法和瞬態(tài)面波法對試驗區(qū)段內的路基進行大面積的掃描檢測。

探地雷達法具有直觀反映道床幾何形態(tài)、表層分辨率高的優(yōu)點，可以探明路基結構的分層；探測路基病害類型、程度和具體位置，用于分析道床、路基各個土層的地質情況；探地雷達測出的結果是基床的電性參數(shù)，而無法給出路基的力學特性。而瞬態(tài)面波法表層狀況由于石碴的散射和高頻信號的限制不能精確的反映，探地雷達方法可彌補瞬態(tài)面波法的不足。瞬態(tài)面波方法對在土中頻散曲線比較平滑，能夠準確反映路基土的力學參數(shù)隨深度的變化，測試的深度也比較深，也正好彌補了探地雷達方法不能反映路基土的力學參數(shù)和測試深度淺的不足。在路基病害測試中，最關心的是路基表層和其下路基土的承載能力，所以兩種方法結合，優(yōu)勢互補，正好能夠達到路基的測試目的。

３）對路基強度、剛度等參數(shù)方面的分析。重型動力觸探主要反映路基土的力學性能，是以擊數(shù)×10cm-1來反映路基各個位置的力學性能指標，擊數(shù)越高說明土質性能越好，強度也越高，可以從不同深度位置來測試出不同深度下土的力學性能以分析路基狀況。輕型動力觸探與重型動力觸探原理相似，只是后者以擊數(shù)×10cm-1來反映路基各個位置的力學性能指標。

針對既有線路的特點，對既有路基測試應遵循原位（動力觸探）和區(qū)段測試（地質雷達、瞬態(tài)面波法）相結合的測試方法，這樣可對既有路基的狀況做出一個綜合的評價，為路基病害的處理提供基礎資料。

四、病害的預防與整治

路基病害的預防和整治，應貫徹“預防為主、綜合治理”的原則，首先弄清發(fā)生病害的原因，經過綜合分析。因地制宜地采取整治的措施。

4．１病害的預防

病害預防包括以下內容：①資料收集包括線路的設計、施工資料及線路區(qū)域的氣候、水文、工程地質等情況，并了解其變化規(guī)律,為防治病害提供第一手資料；②根據(jù)線路當前的狀態(tài)及運營情況，應每3--5行一次線路的普查，評估線路的安全狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)病害趨勢并進行相應的處置。調查的方法除了傳統(tǒng)的人工調查、軌檢車檢測外，鐵道部目前正在推廣鐵路路基快速物探檢測系統(tǒng)，檢測深度達軌面下2.5m度可達80km/h入路基和路基積水，保持路基面排水坡度。

4．２病害的整治

路基病害的整治應從路基填料（改變其填料類型、改變填料的成分）防止水侵入（改善路基結構設計）、提高路基強度和剛度（改善路基結構設計）入手，路基的整治流程見圖

1、前期準備→總體方案→檢測路基→細化方案→治理施工→效果評價

2、路基的整治流程圖

處理路基病害基本按以下步驟進行。①需要檢測路基病害，判斷路基病害的類型、發(fā)生的部位及規(guī)模大小、嚴重程度；②對產生病害的主要原因進行分析：一般為填料、水分侵入、強度不足等方面的問題；③擬采取的措施：應采用技術上可行（控制病害產生原因）、經濟上合理的治理方法。

3、.路基滑坡的防治

對滑坡這一常見的路基病害的預防及治理。中國鐵路有些區(qū)段滑坡病害較為密集，平均每百公里分布高達20～30處，多為山區(qū)鐵路。發(fā)生滑坡常常中斷行車，甚至使列車顛覆，給運輸安全帶來嚴重危害。斜坡上的巖土沿坡內的軟弱帶或軟弱面向前和向下發(fā)生整體移動的現(xiàn)象，稱為滑坡。發(fā)生滑坡的軟弱帶又稱滑動帶?；瑒訋г谥亓ψ饔孟?，或在其他外力作用下使其剪切應力大于強度，或因震動液化、溶蝕潛蝕、自燃、人為開采等因素的作用下，使其結構破壞和巖土性質改變而喪失強度，就會引起滑動帶上覆巖體或土體發(fā)生滑動?；乱话銖牡乇砩铣尸F(xiàn)的裂縫等跡象的變化可大致劃分出蠕動、擠壓、微動、滑動、大動和滑帶固結六個階段。在發(fā)生滑坡的地方，常出現(xiàn)環(huán)狀后緣、月牙形凹地、滑坡臺階和垅狀前垣等獨特的地貌景觀。但巖體滑坡由于其界面的生成多依附于巖體內既有的構造裂面，因此其后緣和分塊裂縫一般呈直線或折線狀。

滑坡按其特點可進行各種不同的分類。中國鐵路按滑體的物質組成及其成因，把滑坡分為粘性土滑坡、黃土滑坡、堆填土滑坡、堆積土滑坡、破碎巖石滑坡和巖體滑坡等六類。

產生滑坡的原因有內在因素，也有外在因素。內在因素是形成滑坡的先決條件，它包括巖土性質、地質構造、地形地貌等。外因通過內因對滑坡起著促進作用，它包括水的作用、地震和人為因素等。所以，滑坡是內外各因素綜合作用的結果。

防治滑坡的原則①預防。對有可能新生滑坡的地段或可能復活的古滑坡，應采取必要的工程措施，以防止產生新的滑坡或古滑坡的復活。②治早?；碌陌l(fā)生與發(fā)展，是有一個過程的，早期整治，能收到事半功倍的效果。③一次根治與分期整治相結合?；乱话銘淮螐氐赘危涣艉蠡?。但對規(guī)模較大、性質復雜、變形緩慢，一時尚不致造成重大災害的滑坡，也可在全面規(guī)劃下，分期整治。同時注意觀測每期工程效果，為確定下期工程提供依據(jù)。

防治滑坡的措施應在弄清滑坡成因的基礎上，對誘發(fā)滑坡的各種因素，分清主次，采取相應的工程措施。常用的防治對策有排水、減重、支擋、改善土體物理力學性質等。

（1）排水措施滑坡的發(fā)生和發(fā)展都與水的作用有關，排水是防治各類滑坡之本。但應根據(jù)具體情況，采用切合實際的排水方式。對滑坡體以外的地表水，應加以攔截和引出，在滑坡可能發(fā)展的邊界5m以外修建一條或多條環(huán)形截水溝；對滑坡體以外的地下水，應修建截水盲溝；對滑坡體內的地下水，應疏干和引出，淺層地下水采用支撐盲溝，深層地下水采用泄水隧洞，亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水；對滑體范圍內的地表水，應盡快匯集引出以防下滲，在充分利用天然溝谷的基礎上，修建排水系統(tǒng)。

（2）減重措施當滑動面不深，且滑體呈上陡下緩狀，滑坡范圍外有穩(wěn)定的山坡，滑坡不可能向上發(fā)展時，在滑坡上部減重，以減小滑坡的下滑力，是一種操作簡單、經濟實惠的防治措施。將減重的土體堆在坡腳反壓，以增加抗滑力，效果更好。（3）支擋措施根據(jù)滑體推力的大小，可以選用適當?shù)闹踅Y構防滑。

①抗滑擋墻。它是廣泛應用的一種防治滑坡措施。它施工方便，穩(wěn)定滑坡收效快?？够瑩鯄Χ酁橹亓κ剑?，也有用混凝土或鋼筋混凝土的。

②抗滑樁。它是利用樁在穩(wěn)定巖土中的嵌固力支擋滑體的建筑物。它具有對滑體擾動少，操作簡便，工期短，收效快，對行車干擾小，安全可靠等優(yōu)點?？够瑯抖酁橥诳谆蜚@孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成?？够瑯对诨瑒用嬉韵碌腻^固深度，應根據(jù)滑體作用在樁上的主動土壓力、樁前的被動土壓力、巖土性質等來確定。

③錨桿擋墻。是一種新型支擋結構，由錨桿、肋柱和擋板三部分組成，用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長滑面較陡的滑坡。具結構輕盈，節(jié)約材料，適宜機械化施工，提高生產效率等優(yōu)點。

④抗滑明洞。若滑動面的下緣處在邊坡上的較高位置，可視地基情況設置坑滑明洞，洞頂回填土石支撐滑體，或滑體越過洞頂落在線路之外。但這一措施對行車干擾大，施工困難，造價昂貴，只有在其他措施難以奏效時采用。

（4）改善滑坡土體的物理力學性質用物理化學方法，加固和穩(wěn)定滑坡。方法很多，如焙燒、成漿、加灰土樁、硅化、電滲、離子交換等。這些方法，由于工序復雜，成本較高，目前中國鐵路僅小規(guī)模試用，尚未廣泛采用。（5）改線繞避上述整治措施難以奏效時，在經濟技術合理情況下，可以考慮改線繞避。養(yǎng)護維修要點：

①滑坡區(qū)的地表排水設備，如截水溝、排水溝、吊溝等應做到無淤積、無漏水、無沖刷、排水暢通、溝涵相通。對失效損壞處所，應及時修補，確保狀態(tài)良好。

②滑坡區(qū)的地下排水設備，如支承滲溝、暗溝、隧洞、滲井、滲管等，應定期檢查，及時清理和疏通。對失效或損壞處所，應及時修補或整治。地下排水設施，一般每年在春融之后和冰凍之前，在雨季開始之前和暴雨之后，必須仔細觀測其流量，掌握其變化規(guī)律和排水效果，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。

③滑坡區(qū)的防護和加固建筑物，應保持完整無損，如有開裂、滑移，必須認真查明原因，采取治理措施，不可麻痹大意，要防患于未然。④對規(guī)模大，情況復雜的大滑坡，雖經模治仍在緩慢變形或間歇變形，應對其認真觀測，實行動態(tài)監(jiān)控，掌握變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，以便及時采取有效措施。

⑤保護好山坡植被，搞好水土保持，也是滑坡區(qū)養(yǎng)護維修的重要任務。

2.路基崩塌落石的防治

崩塌落石是塹坡或其上山坡的巖塊土石發(fā)生崩塌或墜落造成危害的地質現(xiàn)象。具有突然、快速和較難預測的特點，是地形、地質比較復雜的山區(qū)鐵路十分常見的路基病害，對鐵路行車安全危害甚大，經常導致中斷行車，甚至列車顛覆。形成崩塌的原因： ①陡峭高峻的邊坡或山體斜坡，坡度大于45°、高度大于30m，特別是坡度在55°～75°的斜坡，是崩塌多發(fā)地段。②由風化的堅硬巖層組成的又高又陡的斜坡，如互層砂巖，穩(wěn)定性更差，容易形成崩塌。

③受地質構造影響嚴重，有很多結構面將巖體切割成不連續(xù)體的斜坡，特別是有兩組結構面傾向線路，其中一組傾角較緩時，容易向線路崩塌。

④水的作用是產生崩塌的重要因素。絕大多數(shù)的崩塌發(fā)生在雨季或暴雨之后，因為水的滲入，對巖石產生軟化、潤滑和動水壓力作用，使巖體強度降低，內摩擦力減小，促使崩塌發(fā)生。⑤其他如地震、爆破、人工開挖斜坡及列車震動等，都是誘發(fā)崩塌的因素。防治原則以預防為主，制早治小，一次根治，不留后患為原則。

①新建鐵路應加強工程地質工作，對崩塌落石地段，嚴重者應予以繞避，不能繞避時，應修建必要的預防性工程，防患于未然。②養(yǎng)護維修應對可能發(fā)生崩塌落石地段，加強檢查巡視，發(fā)現(xiàn)變形失穩(wěn)征兆，應及時采取措施，治早治小，防止因病害擴大而導致災害的發(fā)生。

③病害發(fā)生后，整治工作要堅持一次根治、不留后患。否則，往往會招致大的災害。

防治措施應根據(jù)病害性質、規(guī)模及所處地形、地質情況，因地制宜地選擇。常用的防治措施有如下類型。

①攔截類適用于小規(guī)模、小塊體的崩塌落石。攔截構造有落石平臺、落石坑、落石溝、攔石墻、鋼軌柵欄及柔性攔石網等。

②遮欄類應用于規(guī)模較大的崩塌落石，遮欄建筑有各種明洞和棚洞。修建明洞、棚洞，既可遮擋崩塌落石，又可對邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用。

③支擋加固類適用于不宜或難于消除的大危巖或不穩(wěn)定的大孤石。支擋建筑有支頂墻、支護墻、明洞式支墻、支柱、支撐等。④護坡、護墻適用于易風化剝落的邊坡。邊坡陡者用護墻，邊坡緩者用護坡。⑤改線繞避上述措施不能奏效時，應考慮改線繞避。養(yǎng)護維修要點：

①崩塌落石地段應進行定期檢查、經常檢查和雨季汛期檢查。所謂定期檢查是指春檢和秋檢，對崩塌落石地段及其防護建筑物進行全面地檢查。春檢時發(fā)現(xiàn)隱患，采取防范措施安全渡汛；秋檢時是檢查汛期過后崩塌落石處所的變化情況及防護建筑物的破損情況，分輕重緩急，安排路基大、維修計劃。巡山工和重點病害看守工對所管責任地段或處所，應經常巡視檢查，監(jiān)視危巖落石的發(fā)展動向，防患于未然。雨季汛期應加強檢查力度，執(zhí)行雨前、雨中、雨后檢查制度，是防止崩塌落石事故的有效措施。②及時清理被攔截的崩塌墜落土石，修理被破壞的建筑物及排水設備。

③對范圍大、數(shù)最多、危石分散、清除整治困難的崩塌落石地段，應設置報警裝置，以防發(fā)生事故。

3.基床翻漿冒泥、下沉外擠的防治

基床翻漿冒泥、下沉外擠是路基本體變形而引起的病害。一般發(fā)生在基床為黏土類的路基地段，排水不良的路塹和站場比較多見。翻漿冒泥和基床下沉外擠病害，是基床變形不同階段的表征，翻漿冒泥導致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的發(fā)展使基床抗剪強度下降，導致路肩隆起或邊坡外擠。基床翻漿冒泥引起的軌道不平順，惡化了列車運行條件，但變形發(fā)展緩慢，對行車安全影響不大。而基床下沉外擠，則可能造成行車中斷甚至列車顛覆，嚴重危及行車安全。

病害成因基床排水不良承載力不足或受水浸承載力進一步下降的土質基床在列車荷載反復作用下，將逐漸形成基床翻漿冒泥下沉外擠的病害。水若源于降雨，翻漿冒泥表現(xiàn)為季節(jié)性，即雨季發(fā)生，旱季不發(fā)生；水若源于地下水，則翻漿冒泥表現(xiàn)為常年性，但雨季比較嚴重。基床土遇水承載力下降，原因比較復雜，如基床土為膨脹土未更換或改良；排水系統(tǒng)不完善；基床未作砂墊層或厚度不足；填土密實度未按規(guī)定控制；軌道狀態(tài)不良；速度、軸重增加而軌道與之不相匹配等，都將使基床強度與行車條件不相匹配，以致產生基床病害。防治原則“預防為主，治早治小”。應在基床變形的初始階段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外擠再整治，這樣做可事半功倍。防治措施應視病害性質，產生原因，地段長短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實效。

①排水。適用于排水不良而導致的基床病害，如路塹和站場。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng)；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。以消除或減小地表水和地下水對路基基床的侵害，使基床土經常保持疏干狀態(tài)。

②提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土（二合土或三合土）及換砂。換填深度應以滿足承載力要求為原則。③使基面應力降低或均勻分布。

④土工膜（板）封閉層或無紡土工纖維滲濾層。這是近年廣泛應用的防治基床病害的新工藝，它有隔離地表水、過濾基面水和均布基面應力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。作為隔斷排水層的材料，它能滲水，又能隔斷粘土細粒，具有足夠的強度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但這種材料造價較高，使用壽命尚有待測試。

4.路基陷穴的防治

路基陷穴是路基下面隱伏的洞穴頂部塌陷引起的一種路基病害。塌陷有時能使軌道懸空，給行車安全帶來嚴重后果，這些洞穴有三類，一是石灰?guī)r地區(qū)的巖溶洞穴；二是黃土地區(qū)的黃土陷穴；三是人工遺留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遺棄的坑道等。有些洞穴，修建鐵路時未發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)未作處理，有些黃土陷穴是在鐵路建成后，因路基排水不良，水流集中潛蝕而成。石灰?guī)r溶洞主要分布在中國南方廣西、貴州和云南東部，湖南、湖北西部及廣東的西部和北部也很發(fā)育，北方主要分布在山西與河北的太行山、太岳山、呂梁山和燕山一帶。黃土陷穴主要分布在西北和華北地區(qū)，尤其是黃河中游地區(qū)。

形成原因：造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動荷載的反復作用下，洞頂?shù)膸r土結構逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。

預防措施：預防洞頂塌陷，必須預先弄清楚影響路基穩(wěn)定范圍內，隱伏洞穴的分布情況、形狀大小、埋藏深度、頂部厚度、洞穴處工程地質和水文地質情況，以及洞穴的發(fā)展趨勢等，而后采取工程措施，預防洞穴塌陷。但要做到這一點，只有在新線勘測設計或施工階段才有可能。通車后在運營條件下，很難做到。黃土路基，只要做好路基排水，就能預防新生陷穴的發(fā)生。

整治措施：陷穴發(fā)生后，首先應根據(jù)陷穴發(fā)生的部位、規(guī)模、對路基穩(wěn)定性或行車安全的危害程度，進行評估，確定是否緊急處理。發(fā)生在軌道下面的陷穴，對行車安全危害較大，應采取緊急措施，如填實陷坑，整修線路，扣軌慢行，派人看守,情況危急時，應封鎖線路。其次應做細致調查，查清塌陷洞穴的成因，形狀大小，平面位置，埋藏深度，工程地質和水文地質特征及可能的發(fā)展趨勢，為徹底整治提供依據(jù)。常用措施有：①開挖回填。如暫不危及行車安全，此措施應作為首選，它能確保質量，不留后患。③塌陷洞穴在軌道下方，無法開挖，可鉆孔灌砂、灌注泥漿、砂漿或混凝土漿。④規(guī)模較大或與暗河相通的溶洞塌陷，可采用網格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他類梁跨越等。無論采用何種措施，都要做好排水，尤其是黃土陷穴，排水設施有效、完善與否是整治成敗的的關鍵。

5.路基沖刷的防治

位于河流岸邊、河灘或水庫岸邊的路基，因常年或季節(jié)性水流沖刷、波浪和滲流的作用，往往造成路基沖空、邊坡滑坍等病害。防治這類病害，必須掌握水流性質、變化規(guī)律及可能對岸邊或路基造成危害的性質和嚴重程度，使防治措施準確到位。為此，應細致地調查勘測、精心分析，提出符合實際的科學結論。

防護工程分直接防護和間接防護兩類。直接防護是對路基本體加固，以抵御水流的沖刷；間接防護是借導流或挑流工程，改變水流性質，間接達到避免或減輕水流對路基沖刷的目的。直接防護方式

①

干砌石護坡。適用于不受主流沖刷的路堤邊坡。

②

漿砌片護坡。適用于主流沖刷及波浪作用強烈的路堤邊坡。

③

拋石。適用于水流方向平順，無嚴重局部沖刷，已被水浸的路堤邊坡。④

石籠。適用于既受洪水沖刷又缺少大石料的區(qū)段。⑤

擋水墻。適用于峽谷急流和水流沖刷嚴重地段。

直接防護與鋪草皮護坡、拋石護坡、片石護坡、石籠護坡。但每一種方式都有自己的局限性，有的造價太高，有的年限較短，采用直接防護要因地制宜，對經濟和質量優(yōu)化，間接防護

①挑水壩。適用于河床較寬，沖刷和淤積大致平衡。水流性質較易改變的河段，有的地主可以順河勢布置向導流建筑物。防護地段較長，更宜采用。

②順壩。適置橫向導流建筑物。防護地段較長，更宜采用。

③潛壩。適用于河不太寬，洪水時流速較大河水深較的河段，侵占河槽較少又能減輕對路堤的沖刷，但宜和加固路堤邊坡配合使用。④防水林帶。適用于路基外側河灘季節(jié)性洪水沖刷地段。但導流建筑物的修建是一項技術復雜、工程浩大的措施。

間接防護成敗的關鍵是導流建筑物的正確選擇和布置，因此應切實依據(jù)天然河道的特性確定導治線、導治水位和選擇導流建筑物的類型。

上述防護工程措施，既可單獨使用，也可綜合使用，應根據(jù)河流形態(tài)，地質情況和水流特性合理選用。如山區(qū)河流，由于河道窄、縱坡陡，防護工程應盡量順乎自然，宜選用直接防護措施，若以挑水壩等導流措施防護，往往失敗的多，收獲的少。防護設施養(yǎng)護要點：

①經常檢查，特別是洪水期間和洪水過后，應進行全面檢查，范圍不大的損毀，應及時修補；范圍較大的損毀，應充分調查，分析原因，而后制定整治措施。

②調查重點應放在水下部位。特別是直接防護工程的水下部位，基礎沖空往往是導致路堤突然坍滑的主要原因。③水毀設施的修復，應充分考慮原設計意圖，以防新增設施造成新的不良后果。

④損毀情況然及行車安全時，應采取緊急措施，護住坡腳，通常拋石或拋石籠緊急防護。

所以我們在新建線路時，線路選線時應盡可能避免與河流爭地。為了防止河岸路基遭受沖刷，可修各種路基擋土墻和圬工護坡，并將基礎埋置于淘刷線以下?；A埋深不足時應按不同河床堆積物的情況在腳墻外修較寬的沉排、石籠，或堆壘大量漂礫或混凝土塊體，或砌筑圬工護墻；也可用改河和導流的辦法避免路基直接受激流沖刷。

6.路基凍害的防治

中國東北地區(qū)及西北高原地區(qū)，多為季節(jié)性凍土地區(qū)，地表土層一般冬季凍結，春季開始融化，夏季除永凍層外將全部融化。這類地區(qū)的路基，在土、水、溫度的共同影響下，路基面將發(fā)生不同程度的凍脹，春夏又發(fā)生融化下沉，使軌面高低、水平產生不均勻變形，嚴重地段往往伴生翻漿冒泥，道碴陷槽，基床外擠等病害。

凍害發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或路基面積水，在凍結過程中。土中水重新分布和聚集形成冰塊，又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。凍脹是由于路基下部的水向上集聚并凍結成冰所致，過大的凍脹可使柔性路面鼓包，開裂，使剛性路面錯縫、折斷，凍脹是翻漿過程的一個階段同時也是一種單獨的路基病害。

凍脹原因及影響因素由于土中的水在凍結過程中有向凍結鋒面遷移的特征，并不斷析出冰層，且體積增大9%這一物理力學現(xiàn)象造成。所以，凍結過程中土中水的遷移機理，是產生路基凍害的基本原因。影響因素：

①溫度的影響。當土層溫度處于負溫相轉換區(qū)，且凍結速率較低時，土水中遷移最活躍，以致形成較大的凍脹。

②土質的影響。由粒徑大于0.1mm的粗顆粗組成的土質，無凍脹或凍脹較小，如砂、礫石、碎石等；由粒徑小于0.1mm細顆粒組成的土質，如砂黏土、黏土等，有較大凍脹性，尤其是黏粒含量大于15%，密度較小的粉粒土凍脹最強烈。③水分的影響。土的天然含水量越大，凍脹性也越大，特別是有地下水補給時，會發(fā)生強烈的凍脹。凍害的表現(xiàn)形態(tài)：

①

從軌面前后高低變形看，分為凍峰（臌包）、凍谷（凹槽）、凍階（臺階）。②

從軌面水平變形看，分為單股凍起、雙股凍起、交錯凍起。③

從凍脹部位看，分為道床凍脹、基床表層凍脹、基床深層凍脹。

④

從凍起高度看，凍起高度小于25mm，為一般凍害，凍起高度25～50mm，為較大凍害，凍起高度大于50mm，稱為大凍害。預防措施：

①

保持道床清潔，防止泥土混入，及時清除土垅，以利排水。②

路肩和邊坡保持平整，無坑洼、裂縫、防止積水下滲。

③

側溝、天溝等地表排水設施及滲溝、暗溝等地下排水設施應保持工況完好，暢通無阻，防止或減少水對路基的補給。整治措施凍害發(fā)生后，首先應認真進行調查，弄清凍脹發(fā)生部位、形狀、高度、起落及發(fā)展過程，弄清凍脹土層的性質被、結構及水文地質條件，以便分析凍脹產生的原因和變化規(guī)律，然后提出相應的整治措施。常用的整治措施有∶

①修建減少路基基床含水量的排水設施。如修建具有抗凍防滲能力的地表排水設施，以防治因地表水節(jié)而引起的凍脹；修建滲溝、暗溝、截水溝等，截斷、疏導地下水或降低地下水位，以防治因地下水補給而引起凍脹。

②挖除凍害地段的基床土，換填無凍脹或凍脹很小的碎石、河沙、砂類土等。換土深度應主凍結試之下，換土寬度應包括路肩在內的整斷面更換。

③在基床表層鋪設保溫層，改善基床溫度環(huán)境，使表層下的基床土不凍結或減小凍結深度。保溫材料一般用爐渣，其導熱系數(shù)小、，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保溫材料。國外經驗表明，用泥炭或冷壓泥炭磚作保溫材料，效果良好，使用時間長。濕度大的泥炭在水分凍結時，會釋放大量潛熱，能防止泥炭進一步凍結。

④人工鹽化基床土。用氯鹽（NaCl）整治路基凍害，費工較多。效果雖明顯，但有效時間短，一般只用于基床表層凍脹地段。選擇上述措施時，應注意總體效果，考慮相互配合，以期達到根除凍害的目的。

7.路基雪害的防治

中國黑龍江、吉林、內蒙古等省區(qū)，屬寒溫帶大陸性季風氣候，全年降雪天數(shù)190～200d,積雪天數(shù)160～180d，最大積雪深度200～1000mm。年平均風速4.4m/s，最大風速40m/s。這些地區(qū)的鐵路線路，冬季常被雪埋，嚴重影響行車安全。

易于積雪地段由于鐵路線路的地形、地貌及其與主風向的夾角各不相同，線路積雪的程度也不一樣。經驗表明，下列地段易于積雪： ①

車站站場；

②

路塹與路堤交界處； ③

深2m以下的淺路塹； ④

高1.2m以下的矮路堤；

⑤

復線并行不等高的高差大于0.3m地段。

防治措施積雪掩埋線路危及行車安全。積雪融化后，增加路基含水量，降低中期承載能力，形成路基翻漿冒泥和陷槽等病害。易被雪地埋錢，必須那瓣治馳。最經濟有效，且一勞永逸的防治措施是營造防護林帶（參見線路維修管理之鐵路沿線造林綠化）。它不僅可以防止雪害，而且還可以改造生態(tài)環(huán)境。防雪林帶的布設位置、型式、樹種，應根據(jù)地理、氣候、土壤條件,風速、風向、積雪程度等情況選定。在無營造防雪林條件或防雪林尚未發(fā)揮作用之前，也可修建一些臨時防雪設備，如移防防雪柵、防雪堤垣、防雪堤垣、導風擋板等。冬季有時會發(fā)生預計不到的暴風雪，在不積雪地段，也會嚴重積雪而影響行車。為預防不設，應在適當區(qū)段，儲備一些除雪機，以備急需。

路基沙害的防治通過沙漠（包括沙質荒漠、戈壁及沙地）地區(qū)的鐵路，如包蘭線、蘭新線、集二線、京通線、青藏線、南疆線、烏吉線及隴海線經黃河故道地段等，在風的作用下，移動沙流經常給鐵路造成不同程度的危害，有時甚至掩埋線路，危及行車安全。

沙害形態(tài)風沙對線路的危害主要表現(xiàn)在流沙在線路上的堆積，以及流沙對路堤邊坡的吹蝕和對道床的掏空。線路上堆積的沙，掩埋枕面以上，以稱一級沙害，掩埋面以上至軌面以下，稱二級沙害；掩埋枕面以下，稱三級沙害。

防治原則和措施沙害的防治原則是因害設防，因地制宜和就地取材。沙害防治措施，分為植物固沙和工程固沙兩類。植物固沙是治本良策，既可阻截沙流，防止風蝕，又可調節(jié)小氣候，改善生態(tài)環(huán)境和改良土壤。

植物固沙以營造林帶為本。林帶采用植物混種、均勻透風類型。迎風林帶先矮后高，即先灌木，后喬木；背風側則先高后矮，有效防護寬度一般為樹高的15～25倍。沙害嚴重地段，迎風側可營造多條林帶。防沙林應根據(jù)沙漠性質、水文地質條件、氣候特征力求所選樹種生長快、固沙、防風能力強、不怕沙埋。常被選用的植物首沙棗、胡楊、小葉楊、文冠果、花棒、沙蒿、胡枝子、楊柴等十幾種（參見線路維修管理之鐵路沿線造林綠化）。

工程固沙一般用在沒有植物生長條件的地段，或作為植物固沙初期的輔助措施。常用以下幾種形式：

①路基本體護。對路基或路塹本體用不同的材料進行覆蓋，如干砌片石（或預制水泥板）、栽砌或散鋪卵礫石。路基兩側防護。在路基兩側一定范圍內修筑一些阻沙、固沙及導沙設施，保護線路不被流沙掩埋。阻沙設施包括防沙柵欄、防沙溝堤、防沙擋墻等；固沙措施包括麥草沙障、土埂沙障、化學乳劑固沙、鋪設卵石或黏土覆蓋沙面等。導沙設施包括用卵石鋪砌而成表面光滑的輸沙平臺、在路基迎風側修建導沙堤等。

第五篇：既有鐵路路基路基基床病害類型、成因及整治方法

鐵路路基病害主要類型、成因分析及整治方法

鐵路路基是為滿足軌道鋪設和運營條件而修筑的土工構筑物，與橋梁、隧道、涵洞和上部軌道結構一起構成鐵道線路的整體。由于路基本體或路基附屬設備在列車荷載的作用、自然營力的侵襲和各種不良地質條件以及人為因素的影響下，降低或破壞了原有的設計標準，出現(xiàn)了非正常的變形狀態(tài)甚至導致其使用功能的喪失，鐵路路基不可避免會發(fā)生程度不同的變形與病害，且在不間斷運營的條件下，路基病害的出現(xiàn)往往是多種類型并存，并相互引發(fā)。病害的發(fā)生與發(fā)展必然以不同的形式削弱路基原有的強度并直接影響路基的穩(wěn)定性，從而不同程度地威脅著鐵路的行車安全。1.1 鐵路路基病害主要類型

既有鐵路路基病害多種多樣、病害程度輕重不一，為了較客觀地認識各種病害的成因與規(guī)律，更好地采取相應的積極防治措施，通過對既有鐵路產生路基病害的現(xiàn)場調查分析，對鐵路路基病害仍沿用鐵路系統(tǒng)的習慣分類，即按鐵路路基結構的基本部位分為路基基床及本體、路橋（涵、隧）過渡段、路基邊坡、路基基底及路基排水設施等五大類，按其病害特征可細分為18種類型。

（1）基床下沉外擠：基床土被水浸濕軟化，基床面下沉形成道砟囊，并越來越深，或軟弱層發(fā)生剪切滑動，致使道床下沉、路肩隆起、邊坡或側溝外擠等現(xiàn)象。

（2）基床翻漿冒泥：基床土體或風化巖被水浸蝕軟化，在列車動力作用下液化成泥漿擠壓冒出的現(xiàn)象。

（3）路基過渡段病害：在既有線路基連接處路堤與橋臺、路堤與橫向結構物（路堤與路塹、路塹與隧道等連接路段），由于以往建設標準較低，未有設置過渡段的結構要求，因結構的特殊性引發(fā)的病害造成連接部位兩端的剛度突變，與沉降不一致，導致軌面不平順，影響線路結構的穩(wěn)定。

（4）邊坡溜坍：黏土質土（如黃土質砂黏土、砂黏土、黏土等），干燥時易崩裂，長期陰雨或暴雨后，雨水沿裂隙下滲，使表層飽和，失去穩(wěn)定造成溜坍；或傾斜及基巖面上有黏土質覆蓋層，受地表水下滲或地下水影響，造成覆蓋層沿基巖面溜坍。

（5）邊坡坍塌：一般發(fā)生在路塹中的某一部分，節(jié)理較發(fā)育，巖層較破碎，風化較嚴重，穩(wěn)定性較差，路塹邊坡坡度陡于其天然休止角，稍有外界影響（如與水等）就發(fā)生坍塌，坍塌前頂部先發(fā)生裂縫，當邊坡坡度與天然休止角相適應時，可以穩(wěn)定。

（6）風化剝落：整個邊坡基本穩(wěn)定，但由于巖層本身易受風化（如綠泥生巖、頁

巖、千枚巖、云母生巖、滑石片等）作用時，風化碎屑向下滾落的現(xiàn)象。

（7）坡面沖刷：較高的土質邊坡或嚴重風化的軟質巖邊坡，坡面由于地表徑流的沖蝕、沖刷作用，坡沖成雞爪溝或沖坑等。

（8）河岸沖刷：指在河灘或岸邊的鐵路路基，由于河流流向的天然演變，河岸和河床都經常地或周期性地受到水流沖刷作用，已危及或造成路基喪失穩(wěn)定的現(xiàn)象。

（9）水浸路基：指在濱河、河灘、海灘和水庫、湖泊、水塘或洼地路段修建的鐵路路基，因一側或兩側邊坡長年或季節(jié)性受水浸潤，受到水位變化（包括浮力、滲透動水壓力）的影響和水流、波浪的沖擊作用下而威脅到路基的穩(wěn)定性現(xiàn)象。

（10）沙害：指風沙流的堆積、吹蝕(掏蝕)作用對鐵路線路設備的破壞或流沙上道影響行車的現(xiàn)象。

（11）雪害：指因降雪或積雪被風吹移至路基上堆積、埋沒線路的現(xiàn)象稱為雪害。（12）滑坡：一般系指山體滑坡，指在一定地形地質條件下，由于多年自然或人為因素的影響，引起山體內部平衡力的破壞，局部不穩(wěn)定巖（土）體沿著山體內部某一軟弱面或軟弱帶發(fā)生整體、緩慢或急速滑動的變形現(xiàn)象。對于路堤段，當坡體發(fā)生較深層滑動或沿傾斜基底滑動時，由于其成因和特性和山體滑坡有某些相似之處，也可列入本類。

（13）崩塌落石：在地勢陡峻、地質條件復雜的山坡上，因長期受風化浸蝕或其它外力的影響，巖體或土體突然脫離母體，在自重的作用下，發(fā)生急劇地向下傾倒、崩落。翻滾和跳躍等現(xiàn)象，稱為崩塌；落石系指個別巖塊從懸崖陡坡上突然墜落的現(xiàn)象。

（14）泥石流：泥石流是由于降水、融雪、冰川運動而形成的含有大量泥、砂、石塊的固體物質的來勢兇猛和破壞性大的特殊洪流。

（15）陷穴：指路基或附近地面突然塌陷成洞穴或凹陷的現(xiàn)象，如巖溶塌陷、黃土塌陷，礦區(qū)采空、古墓、古窖、窖洞、蟻穴以及由大氣降水、過量抽取地下水誘發(fā)的路基突然塌陷、沉落。

（16）凍害：指路基內的水在凍結或融沉時造成路基不均衡的凍脹或承載力不足的現(xiàn)象。

（17）排水不良：指因地表或地下水系統(tǒng)的設備狀態(tài)（如排水設備不足或損壞、堵塞等）不能滿足過水需要的現(xiàn)象。

（18）地基變形：主要包括以下三個方面：

①地基承載力不足：即在上部荷載的作用下地基承載力不能滿足要求時，地基產生2

變形，建（構）筑物產生的水平位移及沉降超過相應的允許值。其中以不均勻沉降的危害性較大。

②地下滲流：在砂層地基（主要細砂、粉砂），由于地下水滲透流動，當?shù)鼗臐B流量或水力比降超過允許值時，會發(fā)生潛蝕、管涌，使地基失穩(wěn)，路基整體下沉。

③軟弱地基：除了承載力不足之外，還由于地下水位下降引起軟弱地基固結，造成路基沉降。

上述統(tǒng)計的路基病害分類基本涵蓋了目前既有鐵路路基的病害類型，但尚有一些發(fā)生頻率較低或對路基結構危害較輕的病害，如路基面寬度不足、路肩局部破損或未硬化等。

由于鐵路路基病害類型種類繁多，產生病害的成因、機理復雜多樣，其中路基基床病害是路基病害發(fā)生頻率高且直接影響到線路行車運營安全，為此本課題重點總結路基基床病害發(fā)生的成因、機理、表現(xiàn)形式、區(qū)域特點以及整治處理措施的設計方法、施工工藝、質量控制標準等。

1.2 路基基床常見病害成因分析與治理

路基基床常見的病害有基床下沉外擠、基床翻漿冒泥。1.2.1 基床下沉外擠

基床下沉病害表現(xiàn)形態(tài)為沉落、道砟囊、道砟陷槽，多發(fā)生基床土中存在中、高塑性的黏性土（包括膨脹土）、淤泥、泥炭風化殘積土等土或基床填筑密實度不足或運營條件改變（如動荷載影響加大）。當基床部位由于地表水的嚴重滲入或路塹地段由于地下水位較高，基床土處于經常飽和狀態(tài)時，往往會導致基床土極度軟化（Kv＜1×10-5cm/s，qu＜0.1MPa），基床在列車動荷載作用下發(fā)生下沉病害。另外，特殊土基床（如凍土、濕陷性黃土、鹽漬土等），由于其土質的特性，在一定條件下極易發(fā)生道砟陷槽、基床沉落、沉陷變形等病害。

基床外擠病害一般的表現(xiàn)形態(tài)分為隆起和擠出，在上述土質基床中，當軟臥層厚度約0.4~1.5m，下有剛臥層或密實土層，當軟臥層與剛臥層（密實土層）接觸面有水侵入，或道砟囊（道砟陷槽）積水使軟臥層處于飽和狀態(tài)時，在列車動荷載作用下，即會在剛臥層上形成剪切滑動或塑性流動面，基床向一側擠出并隆起的現(xiàn)象。當軟弱層很薄（厚度小于0.5m），剛臥層接近水平時，可發(fā)生向兩側同時擠出。當軟弱層厚度大于1.5m時，不易發(fā)生擠出，道砟囊（道砟陷槽）深度則根據(jù)土質條件繼續(xù)發(fā)展?；餐鈹D地段，軌道會出現(xiàn)較嚴重的連續(xù)下沉或急劇下沉，幾何狀態(tài)難以保持；側溝呈濕潤狀態(tài)或明顯

見地下水從溝邊或溝底滲出，嚴重時為泥漿冒出。

對于容易發(fā)生下沉外擠的軟弱基床，常采用線路抬道、基床表層補強、基床表層換填、基床樁體加固與注漿等處理方法。

1.2.2 基床翻漿冒泥

既有鐵路基床翻漿冒泥按基床土性可分為：土質基床翻漿冒泥、風化巖質基床翻漿冒泥和裂隙泉眼翻漿冒泥。多發(fā)生在基床排水不良或地下水發(fā)育地段，且基床土質為較密實的黏性土或風化嚴重的軟質巖地段，病害的特征為軟化層較薄，下臥層強度較高。

基床翻漿冒泥必須同時具備有一定特征的基床土、水、動荷載等三個主要因素。其中基床土質不良是翻漿冒泥病害的主要內因；水（包括地表水和地下水）是重要誘發(fā)因素，尤其在降雨量大的南方地區(qū)；列車的動荷載的作用是主要外因。對于最易發(fā)生翻漿冒泥的土質基床均為新生代細粒（小于0.075mm的顆粒質量達50%以上）的沉積土層，礦物成分以伊利石、蒙脫石為主，干縮濕漲、親水性強；對于巖質基床中多為沉積巖中的泥質巖（如泥巖、頁巖、泥灰?guī)r）、變質巖（如片巖、千枚巖）等，成巖作用差，節(jié)理發(fā)育，多含泥質礦物，故風化嚴重。由于地表排水不良或地下水發(fā)育，土質基床面濕化后其原有的物理力學性質將被破壞，基面土質軟化或液化成泥漿，在通過列車的反復沖擊、擠壓作用下循環(huán)產生正、負彎矩，導致基床面強度降低和基面翻漿體擠入道床甚至翻出軌枕面；或軟質巖石基床的裂隙（泉眼）在列車活載作用下沿巖層中的縫隙滲至基面，與基面風化物混合成泥漿。此外，基床的設計標準、施工質量、養(yǎng)修方法等也是不可忽視的影響因素。

基床翻漿冒泥常用的加固方法有：線路抬道、基床面封閉、基床設置排水砂溝、基床表層換填、基床表層補強、基床樁體加固及注漿等方法。1.3 路基過渡段常見病害成因分析與治理

路基過渡段主要包括路堤與橋臺、路堤與橫向結構物、路堤與路塹以及路塹與隧道的連接地段。既有鐵路受以往建設標準較低基本未設過渡段，但因其所處結構部位的特殊性，一方面由于連接部位兩端的剛度差別大而引起軌道剛度的突變，另一方面由于兩端的沉降不一致，導致軌面不平順，影響線路結構的穩(wěn)定。

在路堤與橋臺的連接處，由于路堤填料和混凝土橋臺的彈性模量與力學指標差別較大，且兩者的地基基礎沉降量亦不相同，動力特征的急劇變化容易導致橋臺后路堤部位與橋梁部位的軌道出現(xiàn)不均勻沉降；若臺后路堤遇軟弱地基，則會在較長時間內持續(xù)緩慢的工后沉降，或出現(xiàn)路基深層滑動的破壞現(xiàn)象。

路堤與橫向結構物的連接處，由于鐵路修建時橫向結構物一般先于路基施工，故該部位的地基沉降先于路基部位地基的沉降完成；另橫向結構物為剛性結構，上覆填土薄于路堤本體部位，故二者的剛度亦有差異，造成軟硬不均。

路堤與路塹的連接處，路堤端填料性質、規(guī)格及其壓實標準、填土高度以及填筑施工質量等決定著其剛度與強度；路塹端系在土質或巖質山體中開挖形成的，路基面以下天然地基的工程地質和水文地質條件決定著其剛度與強度；且堤、塹本體多呈斜坡連接，因此連接處兩端的強度存在一定差異，導致縱向剛度的不均勻變化。

路塹與隧道的連接處，由柔性天然地基與剛性的混凝土基礎相接，基床的剛度變化太大，易發(fā)生病害。

路基連接處的病害整治，在列車運營條件的制約下，通常采用基床表層補強、表層換填或樁體加固；對基床底層及路基本體部位采用注漿、旋噴樁等處理方法以提高路基連接處的強度與剛度。