永安山区铁路地质灾害分析及治理技术

永安山区铁路地质灾害分析及治理技术
摘要：兴泉铁路工程建设受地质影响特别大，因此在项目施工过程中进行地质
灾害分析是非常重要的.通过对新建兴国至泉州永安段项目建设用地的地质环境条件、地质灾害以及建设工程本身特点的分析，对工程建设过程中可能引发、加剧
或遭受地质灾害的危险性作出评估，提出地质灾害治理措施，达到有效保护建设
项目顺利实施、安全运行的目的，尽最大可能地避免和减轻地质灾害造成的损失，还可以指导同类型地质山区的工程设计及施工。

关键词：山区铁路工程；地质灾害；分析及治理
1地貌及地质特点
兴泉铁路圳投洋站场位于福建省三明市永安市内，线路与原鹰厦线并行，穿行于丘陵地区，丘槽相间，地形波状起伏。

沟谷内多被辟为水田，山岭多呈狭长形，地面高程一般
140～800m，相对高差一般 50～400m，地形相对较平缓，间夹小型盆地。

东南沿海区大面积出露晚侏罗世早白垩世陆相火山岩系。

全线第四系松散层主要分布于
丘间沟槽中，斜坡地带零星覆盖少量坡、残积层，在部分陡崖下堆积崩、坡积体、滑坡堆积体。

本区地质构造演化经历了多旋回、多阶段的发展，构造行迹呈现多种形式，相互掺杂其中。

构造运动引起的深大断裂在区内形成相互交汇、迁就、切割，包容等复合形式。

2地质分析及灾害
2.1 不整合接触带
（1）不整合接触带位置及岩性
不整合接触带位于圳投洋车站D1K247+475（既有线为K399+640），与线路夹角为38°，倾向大里程及线路左侧，真倾角约26°～29°，上覆岩性为白垩系沙县组（Ks）含砾砂岩夹泥岩，下伏岩性为侏罗世古竹超单元（J3GZ）花岗岩，其间局部夹有震旦系变质砂岩。

（2）对铁路存在的灾害
不整合接触带位置路堑高边坡为七级高边坡，高边坡路堑开挖后，在风化裂隙带、厚层
砂岩出露泉点，一般流量 0.2～10L/s。

在构造裂隙带中，裂隙水主要存在于断层破碎带、花
岗岩与变质砂岩接触带等储水构造中。

具较好的地下水储存及运动条件，局部富集区水量较大，为强富水带。

区内地下水动态具季节性变化特征，其水量、水位在枯、丰水期的差值较大。

在枯水期施工时地下水出漏不明显，不能准确分析处理将会在丰水期地下水出漏，造成
积水长期浸泡基床，从而造成基床软化，在列车频繁动荷载作用下出现路基翻浆冒泥病害，
影响列车的安全运营。

图1 围岩接触带地下水
2.2 顺层
（1）顺层位置及岩性
位于新线D1K247+924～D1K248+028及D1K248+725～D1K248+836（既有线K400+891～
K401+002）处，中心最大挖高约40m；岩层均为白垩系沙县组（Ks）含砾砂岩夹泥岩，岩层
产状为N46°E/29°S，与线路夹角为28°，横断面视倾角为26°，倾向线路左侧。

设计二级边坡，边坡坡率1：1.25。

（2）对铁路造成的灾害
滑坡多发生在稳定性差的斜坡堆积层地段及岩质软、风化破碎的板岩、千枚岩顺层地段，路基边坡滑坡直接影响着列车的安全运营。

2.3全风化花岗岩地下饱和水
（1）地下饱和水地层分析
线路穿行于丘陵地区，丘槽相间，地形波状起伏。

圳投洋车站多为路堑，支挡工程挖孔
桩挖深约12米～20米，开挖揭示出花岗岩全风化带与强风化带的接触带，这些面带存在裂
隙水，具有承压性。

（2）对支挡工程造成的灾害
全风化花岗岩带W4呈砂土状，强风化花岗岩带W3为软岩。

全风化带与强风化带接触
带处存在基岩裂隙水，基岩裂隙水较发育。

高路堑支挡主要以桩板墙为主，桩基开挖穿越全
风化带与强风化带接触带时，出现流沙、涌水现象，容易出现塌孔，影响挖孔桩施工安全及
桩身砼质量问题。

挖孔桩开挖需严格按照方案隔桩施工，否则会出现串孔塌方现象。

3预防治理措施
3.1 围岩不整合接触带位置地质灾害治理措施
路堑基床底层围岩不整合接触带主要采取防水、截水、排水等措施。

（1）截水、排水措施
根据围岩不整合接触带方向或地下水出漏点设置盲沟。

盲沟设置于侧沟或排水沟下，地
下水出漏点位于线路中心线处时，在侧沟下设置盲沟起到截水排水作用。

盲沟内埋设PVC带
孔波纹管，排水管上侧回填洁净的碎石并用透水土工布包裹，两侧均铺设无纺土工布袋装砂
砾石反滤层。

图2 盲沟断面图
（2）防水措施
在基床表层底部设置防水层，防水层采用两层中粗砂垫层加一层复合土工膜，底层中粗
砂厚度0.05m，顶层中粗砂0.1m，中粗砂摊平采用人工，以确保施工质量，复合土工膜沿线
路纵向铺设，搭接时线路中线位置的铺设在侧沟处土工膜上侧。

严禁大型机械在砂垫层行走，不得采用推土机推平。

基床表层A料施工时从一端向另一端逐步推进施工，基床表层A料第
一层摊铺采用挖机摊铺，自卸车及挖机行走在已铺设完成的A料上。

3.2顺层地质灾害治理措施
（1）顺层滑坡治理措施
顺层边坡认识不到位或角度判断不正确，开挖坡率大于顺层清方或按照一般地段边坡坡
率开挖会发生岩体顺层滑移。

施工时要准确分析，严格按照设计坡率刷坡。

施工首先做好堑
顶截水沟施工，截水沟要沿边坡顺接至坡脚，引入排水系统。

天沟沟顶与原地面平齐，采用
人工开挖沟槽，严禁挖机开挖沟槽，因堑顶坡陡，挖机作业时容易造成沟壁顶出现二次边坡。

坡率未考虑顺层影响、防护不及时雨水下渗造成边坡失稳（见图3），边坡开挖后及时进行
防护，做到开挖一级防护一级。

边坡滑塌后，设计单位重新对顺层地质自然边坡比拟及边坡稳定性检算，后采用三级坡，以1：2.1坡率刷坡，锚杆框架梁防护，边坡稳定（见图4）。

图4 边坡坡率未考虑顺层影响、防护不及时失稳滑坡
（2）顺层球状风化体治理措施
白垩系泥岩顺层地段一般全风化带（W4）局部夹直径1米～3米弱风化（W2）球体
（见图5），对下部对下部施工安全及支护结构都有影响，需要设计单位设计安全措施及支
护结构。

开挖方法宜采用履带式液压单头岩石破碎机开挖，不宜采用爆破施工。

做好开挖一
级防护一级，严禁上级边坡开挖后不支护开挖下级。

图5 弱风化（W2）球体
3.3全风化花岗岩地下饱和水灾害治理措施
全风化花岗岩带地下裂隙水主要影响着支挡工程施工，尤其是挖孔桩。

挖孔桩开挖时，
根据设计图纸提前分析接触带位置。

开挖时采用“短进尺、强支护、快封闭”措施，四周采用
Φ25锚杆超前支护，间距20cm，每层开挖深度不得超过40cm。

在接近全风化带与强风化带
交界处时，上一循环开挖完成后，在四周人工打入Φ25钢筋，钢筋长度宜为80cm，深入地
下40cm，外漏40cm，外漏钢筋采用环向钢筋连接，然后安装模板浇筑护壁砼。

下一循环开
挖时先开挖四周，后开挖中心土体。

每侧开挖后及时采用竹篱笆或钢丝网在钢筋后面进行挡护，阻止流沙涌入基坑，依次完成四周的支护。

再按照上一循环进行四周超前支护，最后挖
出中心预留土体浇筑护壁。

挖孔桩灌注时，因上下两节护壁接缝处可能会存在渗水现象，因此挖孔桩灌注时宜为采
用水下砼，准确计算砼灌注至渗水处以上时需要的砼，提前组织好车辆。

采用串通进行灌注砼，砼灌注应连续并灌至渗水处以上时再进行振捣。

在渗水处以下灌注振捣时会造成中途等待，四周裂隙水渗入而无法排除时降低砼强度及出现已浇筑砼离析断桩现象。

4结语
地质灾害在铁路工程施工中直接关系着生命安全和工程质量，在铁路施工中存在众多因
素影响着工程质量，能够提前准确判断存在的地质灾害，就可以提前预防，既确保了工程质
量安全，有减少了经济损失。

山区铁路因地形的波状起伏及地质成因不同，造成的地质灾害
不一，对于不同地区地质灾害存在的同一性，因此在不同地区研究地质的灾害及处置技术措施，可以优化本地区的工程设计及施工。

参考文献
[1] 《铁路工程地质手册》（铁道部第一勘测设计院、中国铁道出版社 1999 年 11 月第二版）；
[2] 《铁路工程不良地质勘察规程》（TB 10027—2012/J 1407—2012）；
[3] 《铁路工程岩土分类标准》（TB 10077—2001/J 123—2001）。