浅谈既有铁路路基边坡防护与加固设计

谢继龙

摘 要：铁路路基是轨道的基础，由于铁路路基大多暴露于露天中，受自然因素如降雨、降雪、地下水侵蚀、风化等作用，路基工程可能会产生各种形态的破坏，如边坡溜坍、坍塌等，为维护正常的铁路运输，减少路基灾害，保证行车安全，对既有铁路路基边坡进行及时有效的防护具有重要意义。本文结合新兖线路基大修设计实例，依次对外业计划制定、病害状况、病害原因进行了阐述，进而详述了设计整治方案的制定以及相关的技术要求。

关键词：路基边坡；边坡防护；边坡加固

1 外业计划

根据既有铁路的天窗作业时间，合理安排外业计划，带齐所需测量工具，对既有设备路基状况进行详细调查，确定既有路基病害起止区段以及具体的病害情况，找出病害原因，测量设计所需的路基以及轨道的详细参数。

1.1保证测量精度

外業调查是路基大修设计的基础，详细而又精准的调查数据是做好设计的基础和前提。因此外业勘察数据必须要保证精度，完整度，避免发生错勘和漏勘现象。在设计过程中， 如果对个别位置的数据存有疑问，须到现场进行复测，对外业数据进行核实，同时要注意留存好调查资料原件。

1.2 确认路基情况

经现场实际调查，确定设计起终点新兖线下行K164+085-K164+864左侧，该段路基为区间双线绕行路堤，路基半宽3.3m～4.2m，路基边坡坡长7.1m～13.6m，边坡坡度1：1.5左右，K164+214～K164+864线路位于R-1092m的曲线内侧，剩余线路小部分为直线。

2 病害简介

济南局集团公司管内新兖线为客货共用的铁路干线，经长时间的运营，该段路基出现边坡松散，下滑溜坍，路肩宽度不足，道砟撒落于边坡等问题，对铁路路基的稳定性产生了影响，同时也对给铁路设备检查、养护、维修带来了不便。

3 原因简析

路基边坡滑坍是路基工程常见的破坏现象之一，影响路基边坡稳定性的因素很多。根据土力学原理，路基边坡滑坍是由于边坡土体中剪应力过大，超过了其抗剪强度，从而产生剪切破坏。因此，一些能够导致土体剪应力增加或导致土体抗剪强度降低的因素，都有可能引起边坡滑坍。

该段既有路基本身设计宽度较小，自运营以来，经过长时间的雨水冲刷以及温度、湿度的变化，以及边坡表面的风化剥落的演变等因素，路基土严重流失，造成土体抗剪强度降低，路肩、边坡溜坍，道砟坍落。

4 设计整治方案

4.1常用边坡加固形式以及设计选用

（1）浆砌片石或水泥混凝土骨架植草护坡适用于缓于 1：0.75 的土质和全风化岩

石边坡上，当坡面受到雨水冲刷或者潮湿时，坡度应缓于1：1，应根据边坡坡度、边坡土质和当地实际情况确定骨架的形式，并与周围景观相协调。框架内一般种植根系较为发达的绿色植物。

（2）多边形水泥混凝土空心块植物护坡适用于坡度缓于1：0.75的土质边坡和全风化、强风化的岩石路重边坡，并视需要设置浆砌片石或混凝土骨架。多边形空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。

（3）锚杆混凝土框架植物防护

适用于土质边坡和坡体中元不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆，错杆间距、长度应根据边坡地质情况确定。锚杆保护层厚度不应小于20mm。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C25，框架几何尺寸应根据边坡高度和地层情况等确定，框架内宜植草。

根据路基边坡状况以及现场实际路基测量数据，本次设计选用浆砌片石骨架植草木护坡。在路基下部设护道，骨架内种植灌木，护道外侧设重力式混凝土挡土墙，防止路基滑塌，提高路基稳定性以及抗冲刷能力。

4.2路基面形状和宽度

路基面形状设计为梯形，自道床坡脚向外做成4%的横向排水坡。考虑路基帮宽宽度不宜小于1.0m，本次路基面半宽设计为4.6m，路肩宽度不小于1.0m。

4.3边坡加固设计

路基边坡坡度设计为1：1.5。骨架采用M10浆砌片石，厚0.6m，宽0.6m，拱圈直径5.0m。下部设1.0m浆砌片石基础，提高路基抗冲刷能力。每17.42m设置砂浆沉降缝，缝宽2cm。为便于养护，在适当位置设宽0.5m，单阶高0.2m的台阶形踏步。

砌筑所用片石应符合规范要求，在砌筑之前，应清除干净表面污渍。较大的石料以大面朝下为底，较宽的砌缝用小石块填塞。片石浆砌采用坐浆法分层、分段砌筑，分段的位置设置在沉降缝处。

按设计放线，路肩纵向取平，路肩边缘呈直线或圆顺曲线。检查路肩标高坡度是否符合设计。为确保混凝土空心砖护坡设置在稳定的边坡上，帮宽时，沿既有路基坡面向里挖成横向不小于1m的台阶，分层夯实，每层厚度不超过20cm。路基边坡夯填填料采用山皮土。浆砌片石基坑回填利用既有填土。基床以下路堤填料的压实控制指标应符合下列规定：

（1）细粒土、砂类土、砾石类土、碎石类土、块石类土等应采用压实系数和地基系数作为控制指标。

（2）改良土应采用压实系数和7d饱和无侧限抗压强度作为控制指标。

4.4植物防护

植物防护包括在骨架内：种草、植树、植灌木、喷播植草等。在拱形骨架内种植植物，能够稳固表层土体保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及温度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化，碎裂、剥蚀演变进程，保护路基边坡的整体稳定性，同时在一定程度上绿化路容，协调环境。

目前铁路既有路基植被防护以紫树槐居多，此类植被虽然具有易于成活，生长迅速的特点，但是植被繁茂且生长高度过高，有倾限以及火灾隐患，此类植物也为设备管理单位修剪及清理工作增加了成本。

综上，本次设计采用根系发达、易于成活但生长较为缓慢的低矮型灌木对边坡表面进行防护，种植标准为5颗/㎡。

4.5 挡土墙

挡土墙是用来支撑陡坡以保持土体稳定性的一种建筑物。在铁路路基工程中，挡土墙被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等，主要作用为承受土体侧向土压力。

按结构形式可将挡土墙分为重力式挡土墙和轻型挡土墙。由于本次病害地段附近地区石料来源丰富，就地取材方便，施工方法简单，根据现场实际情况，设置重力式挡土墙。在侧向压力作用下，重力式挡土墙的稳定主要靠墙身的自重来维持。

本次设计中墙顶宽0.5m，墙高2～3m，墙面坡度1：0.3，底部考虑0.3m宽工作面，按1：1比例放坡，基底必须夯实，回填土方密实。挡墙埋深不小于1m。路堤挡土墙基坑采用钢板桩支护。

5 作业程序

安清工地及备料——测量放线——打钢板桩——挖基坑——检查基坑——夯填垫层——浇筑片石混凝土挡土墙——养护片石混凝土挡土墙——回填基坑、拔钢板桩——打挡土板——挖台阶——夯填土方——拆挡土板——细整坡面——测量放线——挖骨架槽——砌筑骨架护坡——种植灌木——清理场地

6 结束语

既有铁路的路基边坡防护与加固设计是铁路路基大修中极为重要的一环，边坡防护加固与防护方法众多，在进行设计时要根据现场实际情况，采用相对合理的防护措施。有时在单一防护不满足治理要求时，可以考虑多种防护相结合的方法综合整治，相对单一防护会有更好的效果，在本次路基边坡设计中，就采取了工程防护与植物防护以及挡土墙相结合的方法，在改善既有路基边坡上取得了好的效果。

参考文献

[1]国家铁路局.TB10001—2016 铁路路基设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2018.

[2]滕建平.铁路路基边坡技术分析[J].建筑技术开发，2017（18）

[3]姜永伟.既有铁路路基边坡防护技术[J].资源信息与工程，2017（05）