某铁路路基边坡病害原因分析及整治措施研究 龙飞

某铁路路基边坡病害原因分析及整治措施研究龙飞

摘要：依托于某铁路线路坡体病害防治工程，对研究区段铁路边坡病害及防治

措施进行研究，基于大量野外地质勘查、监测及高密度电法测量数据，详细阐述

了病害的种类及其特点，分析了其形成原因并给出整治措施。结果表明：研究区

段病害主要为边坡产生滑移变形及溶岩陷穴，最大下错位移量180 mm，最大裂

缝宽度240 mm，边坡欠稳定；病害形成的主要因素为采煤等工程活动，其次为

地质构造条件；采用“注浆+预应力锚索+截水沟”方案对病害体进行综合处治，该

治理方案安全性和经济性良好。

关键词：铁路路基；坡体病害；滑移变形；治理方案

引言

铁路边坡病害一直是危及铁路运营安全的主要问题之一，随着我国铁路事业

的高速发展，铁路线路已经遍布我国各个区域，而与之相伴的则是日益突出的各

种路基病害问题。近年来我国许多学者就诸多铁路路基病害进行了相应的研究，

并取得了一定的成果[1~3]。基于现有研究理论，通过工程地质勘察、监测及高密

度电法对某铁路线路边坡病害进行研究，该病害主要包括边坡错位滑移及岩溶陷穴，具有一定的代表性。通过对该病害区的地质条件、病害特征、形成因素以及

防治措施进行深入分析，旨在为类似铁路边坡病害防治提供科学性参考，具有重

要的工程实践价值。

1 病害区地质结构特征分析

病害区位于安徽省南部池州与黄山接壤地带的地区，总趋势西南高东北低。

病害区处于安徽省南部北西向变形带，为北西向延伸的大型变形带。带长约

150km，宽约20～50 km。受强烈的构造挤压作用影响，当地岩层产状变化较大。病害区位于沟谷(背斜)西翼，岩层反倾，倾向西。

病害区上覆为第四系残坡积层棕褐色碎石块土，厚1～3 m，碎石含量70%，

呈次棱角状，粒径2～30cm。下伏三叠系上统(T3)泥岩、砂岩及三叠系中统关岭

组(T2g)灰岩，泥岩呈棕黄色，风化严重，呈土状，厚度3～4m，主要分布在病害

坡体后缘陡坎后方的缓坡平台上，覆盖在灰岩上部；砂岩呈棕红、棕黄色，岩层

产状N75°W/SW50°，节理裂隙发育主要分布在坡前沟谷谷坡下部地带，呈带状连

续分布;灰岩以灰白、青灰色为主，局部发育有溶洞或溶坑，构成山坡的主体，地

层深度大于30m，岩层产状为NW55°/SW21°，与坡面呈反倾关系。坡体内发育四

组极为不利的顺倾结构面组合，节理极发育，贯通程度较好，控制了病害体的变

形后缘；几组结构面相互交割，将岩体切割成块状，加之地下水下渗后，岩体易

风化，从而使得下覆基岩破碎，风化深度较深。

2 边坡稳定性验算

选取该病害体典型的工程地质断面，运用极限平衡法进行分析。计算参数的

选取原则如下[5]:

结合室内试验及经验数值，容重γ取25kN/m3。根据滑坡的地质环境条件和

室内岩土试验指标及经验值，选取滑动带的粘聚力c、内摩擦角φ以及后缘滑带

的内摩擦角φ;根据滑坡的性质、目前所处的稳定状态(蠕动变形阶段)，综合判断

其稳定度(K取0.96)，通过给定力学参数，反算主滑带内摩擦角φ。

依据相关规范，该病害体边坡稳定性计算工况及相应的稳定系数如表1所示。

根据稳定性验算结果：自然工况，Fs=1.06～1.07，路基边坡处于基本稳定状态；降雨工

况，Fs=1.04～1.05，路基边坡处于蠕动挤压变形状态，边坡欠稳定。要保证坡体的稳定，使

坡体不至于对铁路产生危害，必须采取抗滑支挡措施予以防治。

3 病害整治

3.1 注浆加固溶岩陷穴

对岩溶异常的位置采用M10水泥砂浆注浆加固，之后根据高密度电法层析成像剖面图像

的分析，前期确认的岩溶异常位置在加固施工后，地层情况发生了改变，已不存在明显的低

阻异常带。注浆加固施工局部改善了路基下软弱地层的条件，有效地治理了岩溶病害。

3.2 预应力锚索加固边坡

在路基河侧坡面上施作三级预应力锚索工程，选用地梁结构作为预应力锚索的反力结构，施工布置图见图2。

图1 治理工程断面图

第一、二、三级预应力锚索地梁均采用C25钢筋混凝土结构，截面尺寸分别为

0.65m×0.65m、0.65m×0.75m、0.65m×0.75m，地梁横向间距5m，分别设计布置18、18、20

根地梁，每根地梁上设置2孔预应力锚索，单孔长分别为23～24.5m、24.5～26.5m、27.0～29.5m，锚索下倾25°，每束锚索由8～10根ΦS15.2钢绞线组成。锚索钻孔分别采用130mm、150mm、150mm，锚索设计荷载分别为960kN、1200kN、1200kN。

4 结论

（1）该段路基边坡病害主要包括岩溶陷穴及可能形成滑坡的错滑变形体，错滑变形体其

下错位移最大值为180mm，在坡体上形成的纵向裂缝最大宽度为240mm，横向裂缝最大宽

度为50mm，对铁路的安全运营有着严重威胁。

（2）采用“注浆+三级预应力锚索+截水沟”对该病害进行综合治理，治理后的路基边坡稳

定性较高，治理方案安全性及经济性良好，具有实际工程应用价值。

参考文献（References）：

[1]彭华,张鸿儒.铁路路基病害类型､机理及检测与整治技术[J].工程地质学

报,2005,13(2):195~199.

[2]马立峰,刘建坤,李庆武.既有东北铁路多年冻土区路基病害整治效果研究[J].工程地质学报,2009,31(3):475~479.

[3]张宗堂,沈华.包西线K564边坡病害原因分析及整治措施研究[J].铁道工程学

报,2013,(4):41~45,85.

[4]李好.高密度电法和瞬态瑞利波法在长江沿岸滑坡探测中的综合应用[J].工程勘

察,2015,43(5):83~90.

[5]柳建新,曹创华,郭荣文等.不同装置下的高密度电法测深试验研究[J].工程勘

察,2013,41(4):85~89.