浅析铁路路基病害的整治

窦金连

摘 要：随着我国经济的飞速发展，铁路交通网的长度以及密度越来越大，这对铁路线路的质量也提出了更高的要求。在这种背景下，文章首先探讨了铁路路基的常见病害，并进而分析了铁路路基病害整治的一般工法应用，最后基于EPS材料应用，分析了铁路路基病害整治策略。

关键词：铁路；路基；病害；整治

1 铁路路基的常见病害

一是路基下沉。路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致，表现形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋。二是边坡坍方。坍方的表现形式有剥落、碎落、滑坍和崩坍。剥落、碎落、滑坍主要发生在路堑边坡。三是边坡冲刷。边坡冲刷指较高大的土质路堑、路堤边坡、岸坡（滨河、河滩、海滩和水库的路堤边坡）或严重风化的软质岩石边坡受到水流的冲蚀，边坡冲刷分为边坡淘刷和边坡冲沟。四是陷穴。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，轨道悬空，中断行车，列车颠覆等。陷穴病害分为黄土陷穴、岩溶洞穴、盐蚀溶洞和墓穴兽洞及废弃窑洞等。五是滑坡。滑坡指影响路基稳定的土（岩）体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡。

2 铁路路基病害整治的一般工法应用

近年来有许多改善路基工程性质的新技术，依性质不同可分为下列三类：路基土壤改良；路床填方改良施工法；路基挡土施工法。

第一，路基的土壤改良。道路工程上路基土壤稳定与否，直接影响路基的破坏与否，路基土壤的不稳定是主要原因。故纵有较好的路基而无稳定的路基，最后也将导致低质量。若路基土壤不符合标准，则施工前需将土壤加以改良。目前国内、外稳定土壤的方法有很多，依性质不同可分为三类。一是机械稳定，主要是指夯实而言。在路基工程中，夯实为最常见的土壤改良方法，虽然滚压对土壤密度的增加不是很大，但对土壤的强度及其工程性质改善效果显著。二是化学稳定，是指利用混合或灌注化学物质于土壤中的稳定方法。较常用的方法有下列几种：（1）水泥稳定法。对砂质土壤之稳定较具效果，其作用为稳定土壤的颗粒及增强颗粒间的黏结力。（2）石灰稳定法。对黏性土壤较为适用，石灰稳定后的土壤可大量降低塑性指数、减低收缩及膨胀性、增加承载力且具有防水性。（3）沥青稳定法。与砂质土壤较能均匀拌和，以期达到理想的效果。以沥青为黏结材料，且利用其防水的特性改善工程性质。（4）其他：如氯化钙、氯化钠等化学质物稳定及飞灰稳定等。三是物理稳定，是指以预压、祛水或热电稳定等方式增加路基稳定的工程性质。例如，凝聚性土壤由于受水影响很大，想要取得良好的稳定性，必须减轻水份对土壤的影响，故利用砂桩及预载的方式使土壤加速压密沉陷，以改善路基土壤的工程性质。

第二，路床填方改良施工法。路床填方改良施工法类似上节所述的路基土壤改良施工法，另外还可利用土壤加劲施工法。路基加劲的主要观念乃是在路基中埋入施工合成材料，借由施工合成材料受力变形时会负担部分荷重，来减少路基受力后所产生的变形，进而达到加劲的效果。在提高路基承载力方面，路基土壤使用加劲片可以得到良好的效果，其原理为：（1）增加土壤的剪力强度；（2）土壤与加劲材料界面间摩擦力所产生的剪力阻抗。目前大部分加劲土的设计仅应用于排水良好的粒状土壤，以避免孔隙水在凝聚性土壤造成不良影响而降低剪力强度。另外，路基土壤因受力而变形，夹于其中的加劲材料也随之变形，这一变形将吸收部分的能量，因而减少向下传递的应力，达到加劲的效果。

第三，路基挡土施工法。路基应尽量配合自然环境避免大挖大填，不论其为填方边坡还是挖方边坡均须稳定，才不致发生坍方。由于边坡处理及崩坍的预防为道路工程的重要项目，因此道路施工前应先作边坡稳定分析，若有崩坍的可能性，应根据实地情况选择适当的施工技术处理。边坡崩坍的防止，主要在于降低其滑动的驱动力及增加其抗滑力，选择防治方法应视其崩坍路段的地势、地质、水的来源、经济等方面详加考虑比较，再定应采取的施工法。在降低其滑动驱动力方面可以用加强边坡排水及减缓坡角的方式解决，而增加邊坡抗滑力则常用挡土设施及地（岩）锚等方式处理。

3 基于EPS材料应用的铁路路基病害整治策略

3.1 环境调查

EPS工法适用于软弱地层，但由于有浸水上浮的现象，所以必须详查地质条件以及周边环境的情况，项目包括地质（土层构成、软弱土层深度及压密特性）、地下水位、雨季最高水位、排水状况、地面高程及公共管道。

3.2 考虑项目与条件

一是荷重条件。荷重考虑项目有土压、水压、浮力、土层自重、路基上净载重、EPS自重及侧压、地震力等。二是软弱土层安定性检核。（1）置换后EPS承载力是否满足。例如单位重为25kg/m3的EPS容许压缩应力σa=0.7kgf/cm2。（2）滞留水上浮力分析，浮力对结构体的安全系数Fs>1.2。（3）软弱土层的沉陷量是否在容许沉陷值Sa内（Sa？芨10cm）。（4）稳定性分析，安全系数Fs？芏1.2。三是路堤安定性检查。（1）承受应力检核：上部的静载重及活载重加总应小于EPS容许承载力。（2）上浮力校核：考虑地下水上升所造成上浮力的影响，上浮力应小于面版重，安全系数规定值FS>1.2。（3）沉陷量检核：计算下方软弱土层受路堤载重后所造成的沉陷，沉陷量应小于容许沉陷量Sa（Sa=10cm）。

3.3 施工阶段

（1）施工步骤：含施工前材料准备及现址的基盘处理后，将EPS铺设成路基，接著铺筑RC面版等工程。（2）施工项目概述：一是准备工作，包括控制桩、水准基点、中心桩、边桩、纵横断面等方面的检测。基础地质调查。运输道路整理。准备施工机械。材料准备。安全设施。二是排水与基础开挖，包括侧面排水沟围堵抽水。原路堤开挖。三是基盘处理，包括浇置混凝土底板。底板刮设小排水沟。铺设排水管。铺设不织布及PC不透水布。四是壁体工程，包括型钢底座开挖，检测高程。置入型钢。型钢底座混凝土打设。混凝土版钢筋与型钢焊接。侧壁钢版与型钢焊接。五是铺设第一层EPS块体铺设，包括紧临块体设置。块体间以连结器或树脂胶合。第二层以上的EPS块体铺设。至预定高程后进行不织布及PE布的回包作业。

4 结束语

通过上文分析，可归纳得到如下结论：一是铁路路基土层的功用是承载路基所传递下来的荷重，其性质最好为非塑性土壤，以防止水的入侵造成强度下降、承载力不足的情形；铁路路基也应注意排水问题，可加铺排水层或施工织物以利排水。二是EPS轻质材料具有质量轻、施工迅速等优点，在处理软弱地基方面，若在适当环境下经妥善的处理，是良好的路基材料，但在地下水位高的位置则需考虑上浮力的影响。三是道路若通过易崩塌的区域，施工前应先作边坡稳定分析，尽量配合自然环境避免大挖大填；若有崩塌危险，应采用适当的施工技术处理以稳定边坡，避免因滑动造成道路损坏。四是为改善路基土壤的工程性质，可用土壤改良方式处理，例如：机械式稳定处理（压实）或化学式稳定处理（在路基土壤中混合或灌注水泥、石灰或沥青等化学物质）；若遇高压缩性土壤则可以砂桩、排水带与预载的方式加速土壤的压密沉陷。

参考文献

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