浅谈铁路路基基床病害与新建铁路路基基床施工技术

浅谈铁路路基基床病害与新建铁路路基基床施工技术
【摘要】结合新建铁路路基基床施工的经验，总结了路基基床施工技术特点，针对性地分析了路基施工技术及质量控制的关键因素、常见问题，结合对铁路路基基床病害机理分析，提出相应的解决措施，保证施工进度和质量。

【关键词】铁路路基；施工技术；病害；措施
1、引言
我国经济快速发展需要不断加快铁路建设，据统计，新线铁路路基长度约占全线长度的三分之一，路基基床施工的好坏对于整条线建成投运后的运输质量十分重要。

为提高路基施工质量，减少因路基病害造成后期维护对运输的干扰，需结合路基特点，根据地形地貌状况及水文地质情况，对施工技术及措施进行综合分析。

2、铁路路基的基本特点
铁路路基位于线路下方，作为承受轨道和列车荷载的基础，承担保障线路稳定及列车正常运行的重要功能。

要求有足够的基床强度和经受列车重复荷载的疲劳强度，有较小的路基弹性变形和累计塑性变形，有合理的刚度和保持适当的弹性。

为确保路基具有前述各项功能指标，需要从其特征方面进行分析。

2.1路基基床强度
基床强度需能够承受列车重复荷载产生动应力的作用。

列车轮轨振动加速度和对轨道的冲击与速度平方成正比，随着列车车速提高，路基承担的动荷载及其作用次数将明显增加。

为保证行车条件下路基的稳定，路基必须具有足够的强度，承受列车动荷载对基床的强度需求。

此外，还要考虑由于动荷载的作用次数增加，路基土体的疲劳作用加强，土的强度将有一定程度下降的因素，为保证路基在重复荷载作用下的稳定，基床应有经受重复荷载的疲劳强度。

2.2路基基床刚度
基床刚度要求在列车荷载作用下，弹性变形和累计塑性变形要小。

同时，还应具备一定的弹性以减弱轮轨动力作用。

路基按强度破坏条件进行设计，由于在轮轨动力作用下，如果轨道几何尺寸不能保持，弹性变形和累计塑性变形将会明显增加，需控制达到强度破坏前可能出现的过大变形。

另外，合理基床刚度能影响车轮荷载分配，使轨面最大支承力减少一半以上，能够改善基床动应力分布，减弱重复荷载的动力作用，减少列车
荷载对线路的不良影响。

3、基床病害的发生机理
3.1路基基床病害概述
铁路路基是带状结构工程，沿线地质差异较大，不良地质条件众多，受到地理、水文、气候环境常年变化影响，以及设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等人文因素制约，导致铁路基床病害成为一种分布广、发性强的病害。

西南铁路基床病害主要表现形式为基床翻浆冒泥、路基沉陷、挤出变形、水浸路基等病害。

3.2路基基床病害形式及机理
铁路路基基床塑性变形超过一定范围时，将导致各种形式的病害发生。

一是基床翻浆冒泥。

路基强度因含水过多而急剧下降，在列车作用下发生翻浆冒泥。

一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床，降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段；二是路基下沉。

由于路基土密实度不足或地基松软，在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。

一般经过列车运行一段时间后，下沉会趋于缓解。

但有时因荷重增加或水的作用使沉降速率加大。

局部下沉也会造成陷槽使线路不平顺。

下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉；三是挤出变形。

基床内土体强度不足而产生剪切破坏或塑性流动，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，出现路肩隆起、侧沟路肩外挤和边缘外膨。

3.3路基基床病害发生因素
铁路路基基床质量病害的发生因素可以简单地概括为自然因素和人文因素两个方面。

其中自然因素主要是指病害发生的地理、水文、气候环境条件，具有客观性，不可控性。

人文因素是指设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等条件，具有可控性，两者共同作用，形成路基病害。

因此，可以分析自然因素，控制人文因素，达到减少路基病害的目的。

一是核定通道运量及运营速度。

铁路路基的质量问题出现的频繁度和严重程度与通道运量密切相关，同时，由于行车速度的提高，路基振动及所受动荷载增大，促使基床强度降低和变形发展。

需准确预测客货运量，为路基设计提供依据。

二是优化设计标准，对填筑参数、边坡处理、基底处理、排水系统、断面尺寸等重要的设计参数进行优化，加强路基基底设计处理，减少地表水对基床的渗透停留，完善排水系统，降低毛细水及地下水位；三是提高施工工艺水平和施工质量。

严格按照设计施工，规范填筑工艺，保证路基填筑质量，尤其是基床表层及底层的填筑工艺，配套完善路基附属工程；四是强化维管工作。

由于行车密度大，养护维修的作业时间受到限制，需制定科学的维修周期，降低病害发生概率。

4、新建铁路路基基床病害的防治措施
4.1施工措施概述
首先要选择合理的施工方案和施工技术手段，优化设计方案，提高施工的效率，加快工程的进度。

在施工的过程中，要针对不同的填土材料和含水率选择合适的碾压方法和工具，以保证路基的土质的密度和强度。

其次，按照严格的施工程序来执行相关的技术路线。

在施工之前就要做好施工组织设计工作，协调好各工序间相互关系，尽可能将路基填筑安排在非雨天时段进行施工，做好人员培训，以及监督管理工作，对整个工程的施工程序进行全程监督和指导，根据现场需要，动态调整技术路线和施工顺序。

最后就是要严把路基基床材料的质量关，一是基床底层填料应选用A、B组填料或改良土。

当选用碎石类作为基床底层填料时，应级配良好，其粒径不应大于10cm。

二是基床表层填料基床表层填料采用级配碎石。

碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的有关规定，杜绝出现使用质量不合格的回填材料。

4.2具体的施工措施
4.2.1基床施工工艺
4.2.1.1路堑基床施工，须在开挖接近堑底时，鉴别核对土石，然后按基床设计断面测量放线，开挖修整；按设计采取压实、换填、改良土质、排水等措施。

采用爆破法开挖的路堑，钻爆最后一层路基面岩石时，沿路面标高打平眼，控制用药量进行光面爆破。