浅谈埃塞俄比亚铁路盐渍土路基处理

摘 要：盐渍土是埃塞俄比亚Mieso-Dawanle铁路项目中的特殊岩土之一，盐渍土对铁路路基的安全及稳定性有较大的影响，应对它采取相应的处理措施。本文针对此铁路项目中的盐渍土路基并结合国内的相关经验，提出对该工程盐渍土地区路基的工程防护措施，以期为今后类似的工程提供借鉴。

关键词：盐渍土；非洲铁路；特殊岩土；稳定性

Abstract：Salinized soil is one of the special rock and soil in Ethiopia Mieso-DawanleRailway Project. Salinized soil have a big impact on the security and stability of subgrade，it should take appropriate measures to deal with. This paper proposed some engineering measures of protection for railway project in salinized soil combing the related domestic project experience. And it is expected to be a lesson for the future projects.

Key words：Salinized soil；Track in the Africa；Special rock and soil；Stability

盐渍土在铁路行业中定义[1～2]是：凡地表1m厚度内，易溶盐的平均含量大于0.5%的土层，即成为盐渍土。盐渍土具有吸湿、膨胀、淋溶、沉陷等特性，影响路基的稳定性，并有腐蚀建筑物等不良作用。因此盐渍土地区的路基如若未经处理或处理不当，就容易导致路基边坡失稳坍塌、路肩泥宁不堪、路基下沉、翻浆冒泥、路堤内有大小不一的空洞等工程地质灾害。

盐渍土路基国内已有了相对详细的研究，不同规范也针对盐渍土地段的工程给出了解决方法。但由于埃塞俄比亚地处东非，其气候及地质条件与国内相差较大，国内盐渍土所采用的工程措施不一定适用于埃塞俄比亚，因此针对东非盐渍土地区的路基的工程措施进行研究就有一定的必要性。

1 盐渍土的工程性质及设计原则

1.1 盐渍土的工程性质

盐渍土主要分为氯盐渍土、硫酸盐渍土及碳酸盐渍土[1～3]。

氯盐渍土具有以下特征：1）氯盐渍土的液限与塑限随含盐量的增加而减小，这使得氯盐渍土的可塑性增强但是同时遇水也容易形成流塑，强度降低；2）氯盐的溶解度较大，这使得在降雨量大的地区容易形成塌陷，降雨量小的地区，用氯盐渍土填筑的路堤容易形成小冲沟；3）氯盐渍土在干燥地区的强度比一般土要大，但是遇水强度降低较快；4）对砖、钢铁与塑胶都具有腐蚀性。

硫酸盐渍土具有以下特征：1）硫酸盐遇水或者温度变化较大时具有一定的盐涨性，这使得硫酸盐渍土容易产生开裂；2）硫酸盐渍土的塑限与液限随含盐量的增大而增大；3）含水量大时土体的抗剪强度急剧下降；4）硫酸盐对混凝土、砖、钢铁与塑胶都具有较大的腐蚀性。

碳酸盐渍土具有以下特征：1）碳酸盐遇水后产生膨胀，当碳酸盐含量超过一定量时，其膨胀量便显著地增大；2）碳酸盐渍土的液、塑限随含盐量的增加而提高；3）含水量大时土体的抗剪强度急剧下降；4）碳酸盐对沥青、水泥、砖、钢铁与塑胶等材料均具有不同的腐蚀性。

1.2 设计原则

为了减少盐渍土对路堤的病害，应该要保证盐渍土的含水率，并且防止次生盐滞化的产生（毛细水上升导致盐分进入路堤填土内）。因此，铁路应以路堤形式通过。路堤填土高度应尽量大于《铁路特殊路基设计规范》[4]中6.2.1条规定的最低值且不应小于2.5m。若小于这两个值，则应采取以下防护措施：

1.2.1 毛细水隔断层

毛细水隔断层应设置在路堤底部，主要是因为若设置在路堤中部，虽然可节省材料，但是隔断层以下部分仍受到次生鹽滞化的影响，并且路堤填土两侧的沉降量低于填土中间的沉降量，因此易形成水囊（铁路工程设计技术手册）[1]。

隔断层有两种防护形式：第一种是采用0.15m反滤层+渗水土+0.1cm中粗砂垫层，如图1所示。其中渗水土的厚度不应小于0.5m，除此之外，对于长期受水浸泡或者受洪水影响的路堤，渗水土厚度还应考虑这两个因素的影响，如图2所示。此毛细水隔断层中，砂垫层与反滤层的设置应是考虑到路堤填料或者下方非渗水土，易参杂进渗水土隔断层中，导致透水性降低，从而导致次生盐滞化的产生。

第二种毛细水隔断层是0.1m中粗砂+复合土工膜+01m中粗砂进行基底防护，如图3所示。值得一提的是毛细水隔断层上方应保证一定的覆土厚度（《铁路工程设计技术手册》提供的参考值为1.5m）。

1.2.2 路堤两侧加宽0.5m

盐渍土地段路堤加宽可不与大于4m的沉降加宽相叠加。盐渍土地段的路堤加宽主要是为了防止次生盐滞化发生后路堤的沉降（不论路堤是否采用盐渍土填筑）。

1.2.3 抬高式护道

在地下水较高且毛细水强烈上升的地区，在路堤两侧设置抬高式护道，抬高式护道的高度应等于毛细水上升的高度。其原因笔者猜想应该是1）毛细水两侧上升得较快，中间上升得较慢，因此利用抬高式护道降低次生盐滞化对路堤沉降的影响；2）利用抬高式护道可以起到稳定路堤坡脚的作用。

1.2.4 路堤式路堑

如果地基表层盐渍土的含盐量大于其容许含盐量（《铁路特殊路基设计规范》表6.2.3），按规范要求应挖除，并分层回填则可不设毛细水隔断层。

根据《铁路工程设计技术手册》，对于含盐量大于其容许含盐量或者基底潮湿松软，其厚度在1m以内的应予以铲除，并换填渗水土，若换填渗水土的厚度不能阻止毛细水上升的还应加设毛细水隔断层。

2 实例分析

埃塞俄比亚地处非洲东部，境内多高原。Mieso-Dawanle鐵路项目线位所在地气候温和，米埃索的年平均气温为20.6℃，德雷达瓦的年平均气温为23.3℃；一般3～5月气温最高，11～1月气温较低。大部分地区10～5月为旱季。年均降雨量高原区为1000～1500mm，低地和谷地为250～500mm。德雷达瓦近几年来的年平均降雨量变化不大，基本在500mm左右， 阿伊沙近三年来的年平均降雨量小于300mm。从线位的小里程往大里程方向的年平均降雨量呈逐渐减少的趋势。

线位所在地沿线地表水主要为沟谷水、河道水，但全线基本没有常年有水的河流，地表水不发育。地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，孔隙潜水主要贮藏于平原区的砂类土、砾类土、碎石土中，主要受大气降水补给，向河流和地下径流侧向排泄，基岩裂隙水主要贮藏在丘陵区的基岩裂隙中，地下水位受季节影响较大，雨季地下水水位埋深较小，旱季地下水位埋深较大，地下水位埋深变化从地下数米到超过100米。

线位所在地的盐渍土主要分布于平原区低洼段，大部分为硫酸盐渍土，主要因为沿线局部地段分布有第三系泥岩，其硫酸根离子含量较高，通过地表水的迁移，使易溶盐聚集于地势低洼处。针对盐渍土的吸湿、膨胀、淋溶、沉陷及腐蚀等特性，并结合埃塞俄比亚的气候、地形地势及地质特性等实际情况，确保路基的稳定性，本线的盐渍土路基处理措施如下图4所示，采用的是：0.1m中粗砂+复合土工膜+0.1m中粗砂的毛细水隔断层进行基地处理，且路堤两侧各加宽0.5m，路堤基床底层采用合格的[5]非盐渍土填料填筑。

3 结语

本文首先介绍了各种盐渍土的特征，然后结合国内对盐渍土路基的防护形式及设计原则对埃塞俄比亚Mieso-Dawanle铁路项目中盐渍土路基的防护措施进行介绍，以期为以后类似工程提供实践经验。

参考文献：

[1]李毓林.铁路工程设计技术手册——路基[M].北京：中国铁道出版社，1995.

[2]铁路工程地质手册 [M].北京：中国铁道出版社，2015.

[3]张有良.工程地质手册[M].中国知识出版社，2006.

[4]铁路特殊路基设计规范 [M].中国铁道出版社，2010.

[5]铁路路基设计规范 [M].中国铁道出版社，2012.

作者简介：李芳慧（1986-），女，助理工程师，研究方向：主要从事路基设计方面的工作。