浅谈铁路路基下沉病害及解决措施

浅谈铁路路基下沉病害及解决措施

摘要：铁路路基基床是轨道结构的基础承受列车和轨道荷载，固此必须具有足够的强度和稳定性基床出现病害，将影响线路质量、行车速度，增加轨道养护工作量、给运输能力带来很大影响，严重的将危及行车安全，为此，铁路部门每年都投入了大量资金整治基床病害。

关键词：铁路路基; 下沉病害;加固；土工固格网

以前的整治措施在既有线上应用，旋工周期长，对运营干扰大，刚性或半刚性封闭层，强度不易控制，因此效果欠佳，故而探索研究新的整治方法显得十分必要。

一、铁路路基下沉的原因

1、路基基床土质不良。产生路基基床病害的地段路基土多数为两岩风化后形成的粘土粪土甚至膨胀土。

2、排水不畅。由于地表地下排水没施不足，道床污染严重，持剐近几年来工务部门为了增加路基宽度便于养护维修，在路肩两侧作了浆砌或干砌条石路肩，增大了路基基床压应力，堵塞了路基面的排水通道，使路基基床产生翻浆冒泥与道渣陷槽而酿成基床土的承载能力不足则发生下沉和从基床两侧隆起。

3、基底软弱。据调查，修建复线时，路堤基底和老路基边坡未作任何处理。原地表土质松软，强度不足，路堤稳定性差，承载力低。

4、水浸路基。上行线旁靠近路堤有一稻田灌溉用水渠，种植季节，部分地段的渠水漫流至上行线旁的取土坑内和低洼处，地表水排水不畅，路堤边坡及基底长期被水浸泡，使基床及地基软化，强度降低。在列车动荷载作用下，产生线路下沉，道碴上鼓、轨枕位移和翻浆冒泥等病害。

5、列车动荷载的影响。路基基床是轨道结构的基础，不但承受着线路上部建筑的静载而且承受着列车循环作用的动载，翻浆冒泥等浅层病害和下沉挤出变形等较深层的病害，均与路基基床动应力有关。当基面动载超过基床土体的承载能力时，随着列车荷载的作用，道床会不断地“切入”基床土体内，导致线路持续下沉。

二、路基加固

路基加固有两种方案，一种为搅拌桩加固，另一种方案为冲击挤密复合桩加固。从工程造价、加固效果和施工难易程度比较分析，第二种方案经济合理、操作简单以及加固效果良好，被推荐为施工方案。

冲击挤密复合桩有两种：一种为挤密桩，另一种为封水桩。两种桩所起作用不同，桩长、所用材料也不同，各种材料的比例应根据土的含水量和地下水位高度确定，具体特征见表2。

表2

挤密桩的主要作用是加固、疏干路基，从而提高路基土体承载力。封水桩的主要作用是切断路基坡脚积水对路基的侵蚀，保证挤密桩的疏干效果，并加强路基侧限，提高承载能力。为加固均匀，避免造成线路左右股钢轨下的路基软硬不均，复合桩平面采用梅花型布置。由于钢轨接头冲击力比其他位置大，钢轨接头处挤密桩需要加密。

施工操作注意事项

（1）清除钻孔处道床表层碎石，防止冲击过程中碎石飞起伤人。

（2）冲击3~4次，冲击孔深度约在1m左右时，向冲击孔内浇水，并用黄泥封住孔沿，以免碎石落入孔中夹锤。

（3）夹锤时，要及时向冲击孔中加入水和水泥，加强润滑。

（4）每次向冲击孔中填入混合料不能超过400mm。

（5）由于挤密桩形成并发生化学反应后，线路将被顶起20~30mm，每天施工结束前要及时抬道顺坡。

（6）冲击成孔顺序：先打封水桩，后打挤密桩；挤密桩先钢轨内侧，后钢轨外侧，并保持左右股进度相同；封水桩要间隔成孔。

（7）准确确定路肩上的电缆和光缆，防止被砸断。

三、土工固格网介绍

土工聚合物具有材质轻、耐磨、强度高、韧性好等多种特性，可弥补岩土挣}生的不足，延长维修周期，旌工方便，因此较原来沿用的一些措施有更突出的优越性，基床病害整治措旋中已大量采用。土工固格网(Geoweb)是目前国外较为流行的一种高强度新型工程材料，我国处在试用阶段。

1、土工固格网的设计、施工

采用土工固格阿整治基床土的设想是基于：基床土在列车动载作用下沉降的

同时将向两侧扩张，并伴随有路肩的隆起，因此在基床面下方存在一个拉伸变形区域，如果将土工格网布置在这个区域，利用固格网具有较高的抗拉强度．可改善这部分基床土的受力性状，同时利用固格网的垫层作用，扩散及均布固格网下基床土受到的动应力，从而提高整个基床土的承载力，消除基床病害。

整治用土工固格冈试验段里程为Kl95+l30～Kl95+190，总长60m，其中K195+130～K195-F170铺O.15m厚土工固格网，长度40m，K195-F170～K195+190铺0.1Om厚土工固搭网，长度20米土工固格网宽度4．0米设置于基床顶都是基面设4％排水坡，先铺l0cm厚砂垫层.以利于排水，其上再铺固格网,路肩用于砌片石垛加固。为研究比较用砂垫层的效果，K195+190～K195+208采用换砂法，厚0.55 m。采用封锁线路或不中断行车，慢行15～25km/h 条件下扣轨施工，张拉土工固格网须用铁钎或木桩在周边固定，使土工固格网尽量成方形，固格网中填中粗砂．使土工固格网有个预拉力。

2、采用土工固格网的作用

采用土工固格网加固砂垫层的方法，不但提高了本身被加固的砂垫层的承载力，而且也使加固砂垫层下的基床土的动应力得到改善，这样基床软弱层只需挖去相当于固格阿深度的部分和增加其下5～10cm的排水砂垫层．与传统的换砂厚度0.5米相比，使置换厚度减少0.2～0.3 m左右，而且土工固格网质量轻，运输方便，强度高，特别是能在狭小的空间里可操作，减少了换砂法由于置换深度大，劳动强度大，施工难度大的问题．可以缩短工期和干扰行车的时间。

参考文献：

[1]王炳龙、周文杰、陈龙安土工固格网整治铁路基基床下沉病害的研究.[J] 工程力学2004.12

[2] 胡锦军、王炳龙淮南线膨胀土路基基床下沉病害的整治研究.[J] 土工基础2007.08

作者简介

姓名：张利伟性别：男出生年月：1986.1 学历：大学本科职称:助理工程师