岳海潮
摘 要:鐵路作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線正面臨著前所未有的挑戰(zhàn),隨著經(jīng)濟(jì)增長速度的加快,重載鐵路所發(fā)揮的作用也越來越顯著。目前,我國重載鐵路因運輸量大、載荷大等原因造成其路基出現(xiàn)一些病害,不僅影響了運輸速度,還增加了發(fā)生交通事故的風(fēng)險。因此,簡要概述了重載鐵路路基的常見病害,并提出了有針對性的整治措施,從而推動我國鐵路運輸領(lǐng)域提升至新的高度。
關(guān)鍵詞:重載鐵路;路基病害;翻漿冒泥;路基下沉
中圖分類號:U216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.131
1 重載鐵路路基常見病害
重載運輸是指擴(kuò)大列車編組長度,大幅提高列車質(zhì)量,以達(dá)到提高運輸能力的目的的一種運輸方式。重載列車運送大宗貨物是鐵路的一個長處,隨著鐵路運量的增加、軸重的增大,路基的負(fù)荷也增加。重載鐵路路基的病害主要有翻漿冒泥、路基下沉和路肩沖刷等,需提出相應(yīng)的防治措施,確保運輸安全。目前,我國重載鐵路路基的常見病害有翻漿冒泥、路基下沉、路肩沖刷、邊坡坍塌與滑坍等。
2 重載鐵路路基病害的整治措施
2.1 翻漿冒泥的整治
發(fā)生在重載鐵路路基中最為常見的病害便是翻漿冒泥。翻漿冒泥主要是指積水日益侵蝕土質(zhì)基面,造成基床在列車外力的作用下出現(xiàn)液化,進(jìn)而形成泥漿并冒出,導(dǎo)致其失去彈性的同時也發(fā)生形變,最終破壞基床結(jié)構(gòu)。其中,排水堵塞、基床臟污以及土質(zhì)軟化是引發(fā)基床冒泥的主要因素。因此,應(yīng)實施“防治與預(yù)防”相結(jié)合的整治策略,根據(jù)不同的原因采用有針對性的解決方案。對于翻漿冒泥的路基病害,主要有以下幾種防治措施:①填料的特性應(yīng)是設(shè)計階段考慮的首要因素,并將排水設(shè)施的設(shè)計作為重點關(guān)注事項;②及時安排道床的清污作業(yè),以免路基出現(xiàn)翻漿冒泥;③為使路基保持干燥狀態(tài)以及確保排水暢通,及時清理排水溝污物;④如果外側(cè)路面高于路基坡角,應(yīng)將排水溝與坡角間的區(qū)域設(shè)置一定的坡度;⑤如果出現(xiàn)翻漿冒泥的區(qū)段下部土質(zhì)仍可以使用的情況,則只需要使用比道砟直徑更細(xì)的石砟置換上層土即可。
2.2 路基下沉的整治
路基中填料的等級、壓實標(biāo)準(zhǔn)與工程質(zhì)量直接影響了路基的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)而關(guān)系到路基的下沉與松軟病害的發(fā)生概率。如果出現(xiàn)此類現(xiàn)象,通??刹扇∫韵麓胧?。
2.2.1 置換法
置換法主要有以下3種形式:①換土墊層法。將出現(xiàn)松軟的土層挖出,并回填一定深度的壓縮性小且抗剪強(qiáng)度大的新土至路基處。②擠淤置換法。為加固路基土層,使用拋石或夯擊回墊碎石將淤泥置換出來。③碎石樁置換法。為增強(qiáng)路基的承受載荷能力,并用砂、碎石等材料置換同體積的黏性土,與未加固部分形成復(fù)合路基,通常需使用沉管法在軟黏性土路基中建立有一定密實度的碎石樁或砂樁。此外,石灰樁法、強(qiáng)夯置換法和振沖置換法也是常用的置換形式。
2.2.2 排水固結(jié)法
排水固結(jié)法的常用形式有以下2種:①加載預(yù)壓法。如果路堤填筑在天然地基上,為確保土體不發(fā)生沉降,可使用袋裝砂井、塑料排水板在基床中設(shè)置豎向排水通道。此外,待路基達(dá)到圖紙要求的標(biāo)高后,將列車荷載與軌道荷載換算成預(yù)壓荷載,從而在路堤中預(yù)載。在預(yù)載與沉降力相適應(yīng)后將其卸載,而后便可將軌道鋪設(shè)其上。②真空預(yù)壓法。將砂墊層與豎向排水通道設(shè)置在飽和軟黏土地基中,并將不透氣的密封膜覆蓋其上。為使內(nèi)部變成負(fù)氣壓,可使用排水管不間斷地抽水和排氣,加快軟黏土層排水固結(jié)。通常負(fù)氣壓形成的預(yù)壓載荷為85 kPa。此外,真空預(yù)壓法和超載預(yù)壓法也是較常用的排水固結(jié)法。
2.2.3 灌入固化物
通常,為灌入固化物,可使用深層攪拌法,即利用深層攪拌機(jī)將水泥或石灰和地基土原位攪拌形成圓柱狀、格柵狀或連續(xù)墻水泥土增強(qiáng)體,形成復(fù)合地基,以提高地基承載力。此外,滲入性灌漿法也是灌入固化物的常用方法。該方法主要是指在一定的壓力作用下,將漿液灌入路基中,從而將其中的縫隙填滿,以便土體本身的力學(xué)性能得到加強(qiáng)。
2.2.4 振密擠密法
振密擠密法常用作業(yè)方式有以下2種:①強(qiáng)夯法。為降低沉降量,提升路基抗載荷能力,從高處下落300 kN左右的夯錘至地基處,通過夯錘傳遞出的振動力和沖擊力使其密實。②振沖密實法。飽和砂層在振沖器的強(qiáng)力振動下會出現(xiàn)液化,從而
降低孔隙出現(xiàn)的概率。此外,砂層在振沖器的水平振動力作用下會使其中的回填料擠密,進(jìn)而在提升路基土體的抗液化能力的同時降低沉降發(fā)生的概率。
2.3 路肩沖刷的整治
雨水較多的地區(qū)容易發(fā)生路肩沖刷的情況。雨水會因為路肩排水設(shè)施設(shè)計的不合理而囤積與積聚,從而使路肩土因雨水的沖刷而被帶走。這樣,在增加維護(hù)作業(yè)難度的同時也使路基的整體穩(wěn)定性下降。鑒于此,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠晁闆r適當(dāng)調(diào)整路肩的寬度與填料的特性,并確保壓實度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),將排水設(shè)施設(shè)計得更為合理。
2.4 崩塌的整治
崩塌指的是破碎巖土組成的坡面出現(xiàn)形變而發(fā)生脫落現(xiàn)象,從而造成其上部支撐的巖體出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象。此外,巖體下方的軟巖斜坡出現(xiàn)形變后極易引發(fā)上層巖體出現(xiàn)崩塌的現(xiàn)象??梢?,崩塌現(xiàn)象具有瞬時性和突然性。為此,崩塌的防治應(yīng)遵從以下所述內(nèi)容,即鐵路應(yīng)盡量避讓開有可能發(fā)生崩塌現(xiàn)象的路段。如果條件不允許,則需要對山坡按照工程地質(zhì)比擬原理進(jìn)行減重和刷坡。此外,對于中部不穩(wěn)定的巖體和巖塊結(jié)構(gòu),需要使用金屬錨索或金屬錨桿進(jìn)行錨固作業(yè)。
2.5 岸邊沖刷的整治
河流、湖泊和水庫對岸邊路基造成的淘底、沖刷邊坡和地下水位上壅等危害稱“岸邊沖刷”,其危害程度因水面寬、水深、流速、流向、旋流、水流含泥量等的不同而異,并與岸邊巖土的抗沖能力有關(guān)。岸邊沖刷的防治措施主要是:線路選線時,應(yīng)盡可能地避免與河流爭地。為了防止河岸路基遭受沖刷,要將基礎(chǔ)埋置于淘刷線以下?;A(chǔ)埋深不足時,可以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(hù)墻;也可以用改河和導(dǎo)流的辦法避免路基直接受激流沖刷。
3 結(jié)束語
綜上所述,重載鐵路基床病害的主要原因是先天不足且后天失調(diào),整治方法除按常規(guī)清篩道床、處理翻漿冒泥外,還應(yīng)優(yōu)先考慮使用級配鋼渣,并適時選用新材料及新工藝,確保鐵路線路、設(shè)備良好,保證列車按規(guī)定的最大載重、最高速度安全、平穩(wěn)和不間斷地運行。
參考文獻(xiàn)
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〔編輯:劉曉芳〕