吳增艷 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司安全監(jiān)察室

1 緒論

翻漿冒泥是基床土受地表水或地下水的浸濕軟化或液化后形成泥漿，在列車動(dòng)力作用下擠入道床或通過道床向外竄出的一種現(xiàn)象，是分布范圍最廣、最為突出的病害。翻漿冒泥常常發(fā)生于基床土質(zhì)不滿足工程要求的區(qū)位，以細(xì)粒土作路基填料、風(fēng)化石質(zhì)作基床尤為明顯，降雨量大的路塹和路堤地段為病害多發(fā)地段。一定條件的含粉粒、粘粒的基床表層土和在列車反復(fù)振動(dòng)的作用下，發(fā)生觸變或軟化、液化，形成泥漿。列車通過時(shí)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，造成道碴板結(jié)、臟污進(jìn)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。翻漿冒泥分為風(fēng)化石質(zhì)基床翻漿、土質(zhì)基床翻漿和裂隙泉眼翻漿。

路基翻漿冒泥影響道床剛度，泥漿與道碴混為一體，造成道床強(qiáng)度不一，軌枕受力不均，易斷裂，同時(shí)鋼軌磨耗大。冬季，泥漿干后，道床整體上板結(jié)堅(jiān)硬，失去了彈性，列車動(dòng)荷載隨之增大，使得基床應(yīng)力增加，進(jìn)而基床持力層被破壞，給來年雨季時(shí)路基產(chǎn)生病害埋下隱患。

2 路基翻漿冒泥分類

2.1 土質(zhì)基面翻漿

多發(fā)于無地下水或地下水不甚發(fā)達(dá)的路堤和土質(zhì)路塹。由于基層是由粘土、粉質(zhì)粘土等密實(shí)度差的不良土質(zhì)組成，在降雨和活載作用下它們會(huì)翻漿冒泥進(jìn)入道床。這種現(xiàn)象常見于雨季或春融，旱季少見?；娉两祰?yán)重時(shí)會(huì)造成安全事故。

2.2 巖質(zhì)基面翻漿

由泥質(zhì)軟巖構(gòu)成的基床，在雨水、活載和道床研磨作用下翻漿，泥漿主要來自基面，軟化層較薄僅能形成淺碴囊，下部巖層仍很堅(jiān)硬。多見于雨季翻漿，旱季停止。

2.3 裂隙泉眼翻漿

常見于山區(qū)和丘陵區(qū)的路塹處或隧道內(nèi)，地下水較發(fā)達(dá)地段。泥漿內(nèi)裂隙水和軟巖風(fēng)化物在抽吸作用下形成，由壓力水帶至基面污染道床。翻漿常年不斷，雨季更為嚴(yán)重。

2.4 下沉擠出

基床土質(zhì)呈軟塑狀態(tài)。向邊坡或側(cè)溝擠壓。土體隆起，影響道床排水，造成翻漿冒泥。

3 翻漿冒泥病害形成原因

基床產(chǎn)生翻漿冒泥的前提條件是土、石地質(zhì)狀況?；卜瓭{冒泥的土質(zhì)中，根據(jù)以往的研究表明，由于含有易軟化的物質(zhì)，如綠泥石、蒙脫石等物質(zhì)，這些是引起路基翻漿冒泥的最直接的原因，另外土質(zhì)具有親水性強(qiáng)、透水性差、顆粒細(xì)小、脫水收縮龜裂、遇水軟化膨脹等特性，也是發(fā)生翻漿冒泥的前提條件。

水是構(gòu)成路基翻漿冒泥的必要因素。沒有水的存在也就沒有翻漿冒泥的產(chǎn)生，水在路基中遷移、相變的過程本質(zhì)上就是路基的翻漿冒泥過程。在水的作用下，土體中易軟化的物質(zhì)劇增；伴隨著水的侵入，土體軟化膨脹，道碴被壓入填土層，形成道碴陷槽；在水作用下，填土軟化范圍逐步增大，當(dāng)施加列車荷裁時(shí)，泥漿將被吸入或擠出道床。綜上可知，水是路基發(fā)生翻漿冒泥病害中必不可少的因素。

列車動(dòng)力作用是加劇路基翻漿冒泥的重要條件。通過行車荷載的作用路基翻漿冒泥才能最后形成并且暴露出來的。在重復(fù)荷載下，不斷積累的路基土的塑性變形最終造成了基床變形和破壞，列車所產(chǎn)生的高速重載會(huì)加速這種塑性破壞。在其它條件相同的條件下，當(dāng)處于翻漿季節(jié)時(shí)，路基翻漿現(xiàn)象會(huì)隨著運(yùn)輸量及車輛的增加而越發(fā)嚴(yán)重。

道床厚度不足。當(dāng)?shù)来埠穸炔粷M足要求時(shí)，道床彈性會(huì)變差、路基受力將會(huì)不均勻分布、壓強(qiáng)變大；道床石碴及路拱的砂子將分別侵入路拱和基床，導(dǎo)致路拱變薄，排水效果隨之降低，道心積水；或致使道床和路基產(chǎn)生塑性變形，形成軌道空板。最終飽和的淤泥在重復(fù)車載對(duì)道床和路基反沖擊和吸附作用下，將穿過道床翻上線路。

路拱因翻漿冒泥而被瓦解。翻漿冒泥使路拱瓦解消失，無法將路基面以上的水排出線路，水滲入路基后，由于列車的重復(fù)動(dòng)載，進(jìn)而形成更嚴(yán)重的翻漿。

4 整治方法

對(duì)于路基的翻漿冒泥采用人工清挖或使用大機(jī)清篩全拋臟污道床換填清碴作業(yè)并不能根本有效的進(jìn)行治理。近年來徐州工務(wù)段不斷的總結(jié)路基翻漿整治工藝，形成了一套行之有效的路基翻漿病害整治辦法。采用小型挖掘機(jī)清挖道床，回填黃沙、清碴，再使用老K車卸碴配合大機(jī)搗固作業(yè)，確保了施工質(zhì)量、安全控制且病害得到相對(duì)徹底處理。以隴海線上行線K296+155-K296+352道床路基大修作業(yè)為例。

4.1 原因分析

隴海線上行線K296+155-K296+352道床路基較高，道砟飽滿，線下排水設(shè)施完善，但依然存在連片的翻漿冒泥病害，漿液冒出軌枕面,經(jīng)人工清篩后保持時(shí)間不長,特別是雨后翻漿冒泥很快就重新出現(xiàn),翻漿冒泥范圍內(nèi)線路幾何尺寸變化較快,工區(qū)養(yǎng)護(hù)困難,極大地影響了線路動(dòng)靜態(tài)質(zhì)量，存在安全隱患,需進(jìn)行路基大修處理。經(jīng)現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，隴海線上行線K296+155-K296+352路基翻漿主要形成原因在于，土體中易軟化的物質(zhì)，伴隨著水的侵入劇增，土體軟化膨脹，基床土質(zhì)呈軟塑狀態(tài)。在列車荷載作用下向邊坡或側(cè)溝擠壓，道碴被壓入填土層，形成道碴陷槽，邊坡下土體隆起，影響道床排水，水排不出去積存在道床內(nèi)，在水作用下，填土軟化范圍繼續(xù)增大，再不斷的施加列車荷裁，泥漿就被吸入或擠出道床，造成連片的翻漿冒泥如圖1所示。

圖1 道床邊坡隆起的黃土

4.2 施工前準(zhǔn)備

4.2.1 設(shè)置施工作業(yè)中的控制點(diǎn)

標(biāo)高控制點(diǎn)：在施工地段起撥道器放置位置做好標(biāo)記（5m間隔），并使用水準(zhǔn)儀精確測量施工前鋼軌頂面標(biāo)高并做好記錄，以此為基準(zhǔn)控制施工中挖掘機(jī)的清挖深度、枕下墊石碴袋時(shí)的起道量以及施工中軌面標(biāo)高的控制。

線間距控制點(diǎn)：在標(biāo)高控制點(diǎn)處量出兩線間距離,并用油漆標(biāo)注于鄰線鋼軌外側(cè)上,用于施工中線路方向的控制。

水泥枕間隔控制點(diǎn)：按照標(biāo)準(zhǔn)軌枕間隔將水泥枕螺栓桿位置標(biāo)注于雙股鋼軌內(nèi)外側(cè)軌腰上，用于挖掘機(jī)推枕時(shí)能夠迅速精準(zhǔn)到位。

4.2.2 材料準(zhǔn)備

按設(shè)計(jì)數(shù)量將黃砂裝袋并提前卸到施工現(xiàn)場堆碼,不影響挖掘機(jī)作業(yè),并確保砂袋不侵限。施工點(diǎn)前將線路兩側(cè)干凈的浮碴裝袋堆碼在線路兩側(cè)，不影響挖掘機(jī)作業(yè),并確保碴袋不侵限如圖2所示。

圖2 砂袋及碴袋堆碼

4.2.3 挖掘機(jī)作業(yè)計(jì)劃

施工作業(yè)方向自小里程向大里程進(jìn)行施工，本次施工點(diǎn)內(nèi)日計(jì)劃作業(yè)完成70m，1#挖掘機(jī)、2#挖掘機(jī)計(jì)劃完成25 m，3#挖掘機(jī)計(jì)劃完成20 m，3#挖掘機(jī)自K296+175開始作業(yè)至K296+155。1#挖掘機(jī)自K296+200開始作業(yè)至K296+175，2#挖掘機(jī)自K296+200開始作業(yè)至K296+225。

4.3 施工中作業(yè)質(zhì)量控制

施工封鎖命令下達(dá)后，在施工地段的兩線間拉設(shè)警戒繩并固定好,在接觸網(wǎng)立柱上設(shè)置明顯警示標(biāo)記,防止挖機(jī)碰撞立柱。利用頂鎬配合人工從將3#挖掘機(jī)作業(yè)區(qū)段分段起點(diǎn)K296+175連續(xù)抽出3根軌枕抬運(yùn)至分段終點(diǎn)K296+155，將1#挖掘機(jī)、2#挖掘機(jī)作業(yè)區(qū)段分段起點(diǎn)K296+200連續(xù)抽出6根軌枕分別抬運(yùn)至分段終點(diǎn)K296+175、K296+225，松開扣件至彈條無扣壓力。軌枕抽完后3臺(tái)挖掘機(jī)在線路上從抽枕處空檔開始分別進(jìn)行開挖,由于本施工地段造成翻漿的主要原因在于邊坡下土體隆起，影響道床排水，所以在清挖枕下污砟的同時(shí)要將邊坡隆起的土體清挖出去，使得水能夠順利的從邊坡流出。表層清潔道碴收集放在兩邊，挖出的棄碴、棄土直接丟棄到路肩網(wǎng)外。用水準(zhǔn)儀測量控制清挖深度、墊砂厚度。開挖達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將基底找平并預(yù)留4%橫向排水坡，人工回填250 mm厚中粗砂并扒平夯實(shí)，阻隔路基土體中易軟化的物質(zhì)向上發(fā)展的通道。而后挖掘機(jī)將水泥枕平推到位，后退重復(fù)挖掘作業(yè)。人工方正水泥枕至標(biāo)記點(diǎn)，擰緊螺栓，在起道器放置點(diǎn)墊枕木頭，搭井字架放置起道器進(jìn)行起道，用水準(zhǔn)儀測量控制軌面高度，計(jì)劃比原軌面高100 mm，而后在水泥枕下兩頭對(duì)稱墊6個(gè)碴袋，以此類推直至分段終點(diǎn)。人工穿入之前抽出的軌枕合龍門，緊扣件，挖掘機(jī)將回收的表層清潔道碴進(jìn)行回填，檢查施工地段線路并粗整至滿足放行軌道車條件。軌道車牽引老K車開至施工地點(diǎn)以不大于5 km/h的速度進(jìn)行卸碴，嚴(yán)格控制卸碴量，不能過多、過猛，防止石碴堆積過高影響卸碴車走行。由于中部無法卸碴，第一次卸后，由挖掘機(jī)將兩側(cè)道碴挖到道心內(nèi)，K車再進(jìn)行第二次卸碴。在老K車卸碴后，由人工配合挖掘機(jī)將原路肩上堆放的石碴及老K車卸的石碴向鋼軌底、道心處上碴，確保有足夠的石碴搗固、粗起道。同時(shí)用小耙子將鋼軌附近的石碴扒出，以露出軌腰為準(zhǔn)，便于起道搗固。使用水準(zhǔn)儀利用已布設(shè)的水準(zhǔn)觀測點(diǎn)控制起道量,使用小型液圧起道機(jī)起道搗固（預(yù)留20 mm的沉降量）,用內(nèi)燃搗固機(jī)進(jìn)行全面搗固；根據(jù)測量的兩線間距離撥道、調(diào)整線路平面位置,直至滿足開通條件 。挖掘機(jī)轉(zhuǎn)入線下清除棄碴、疏通排水等 ,開通前根據(jù)現(xiàn)場條件停放在安全不侵限地點(diǎn)并做好停放，以備下次施工再用全面檢査線路,配合単位檢査各自設(shè)備狀況,確保滿足開通條件。

5 結(jié)束語

分析路基翻漿冒泥病害產(chǎn)生的原因，有針對(duì)性的制定施工整治方案是病害處理的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的人工清挖處理基床病害施工相比，挖掘機(jī)配合路基大修具有可靠性及勞動(dòng)效率高，作業(yè)質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行好，節(jié)約勞動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，并且有效的保證了施工作業(yè)的正點(diǎn)開通。