铁路路基病害产生机理和治理方法

铁路路基病害产生机理和治理方法　　【摘要】随着我国公路事业的发展，铁路在国民经济中占着越来越重要的地位，铁路交通的安全性也越来越被人们所关注。我国的铁路建设在过去的几十年中得到了飞速的发展，但是随之而来的也有铁路的质量弊端。铁路路基病害是对铁路危害最大的病害之一。我国国域辽阔，地理情况复杂，铁路施工中难免有没有考虑到的安全因素。本文主要讲述了铁路路基病害的产生机理，结合京承线双怀段案例，提出了有效解决此类病害的方法。【关键词】铁路路基病害、病害机理、路基病害治理方法【Abstract】Withthedevelopmentofhighwayinourcountry,railwaysoccupymoreandmoreimportantpositioninnationaleconomy,thesafetyoftherailwaytrafficisbecomingmoreandmoreattentionbypeople.Therailwayconstructionofourcountrygotrapiddevelopmentoverthepastfewdecades,butthesubsequentalsohasthequalityoftherailway.Railwayroadbeddiseaseisoneofthemostharmfuldiseasesofrailway.Vastcountriesdomaininourcountry,thegeographicalconditionis8 complex,unavoidablyhavegivensafetyfactorinrailwayconstruction.Thisarticlemainlytellsthestoryofthegeneratingmechanismofrailwayroadbeddiseases,combinedwiththedoublearmsbearinglinesection,putsforwardtheeffectivewaystosolvethiskindofdisease.【Keywords】therailwayroadbeddisease,diseasemechanism,roadbeddiseasegovernanceapproach中图分类号：U213文献标识码：A文章编号：前言铁路建设为线型工程，在施工过程中，施工工作范围成线形蜿蜒前行，一条铁路线路往往越数个省市，路基环境因此变化多样。我国不少地区都存在膨胀土、红粘土、软岩风化残积土等不同工程性质不良的土，并且气候环境常年变化，铁路建设成了一项重要的技术难题。除了自然因素以外，还有相关施工因素。我国铁路建设大多由企业承担，相关单位在进行建设时通常采用较低的技术标准，施工质量要求不严，再加上施工现场条件恶劣，从而导致了铁路路基病害成为一中分布广、治理难、多发性强的病害。铁路路基病害严重影响铁路交通的正常健康运行，因此研究路基病害和治理病害成了一项极为重要的工作。8 路基病害特征路基在使用过程中，时刻受到铁路质量和自身重力的影响，同时还受到行车荷载及多种外力作用，路基部位很容易受到侵害，在我国现有的铁路运输系统中，路基病害按路基断面形式可分为路堤病害和路堑病害；按发生部位可以分为基床病害、路基本体病害和地基病害三种；按表现形式主要分为：翻浆冒泡、下沉、挤出变形和冻害四种形式。2.1翻浆冒泥路基主要承担的是列车的动力荷载，在设计中要求有极高的强度和相关物理性质。在一定的条件下，如果基床表层土含粘粒、粉粒，基床在水和列车荷载的反复震动作用下，就会发生软化、液化、形成泥浆。当有列车通过时，轨枕就会上下起伏，使泥浆受挤压抽吸而通过道床空隙向上翻冒，造成道碴脏污、板结进而使道床降低或丧失弹性、轨道几何尺寸变化，危及行车安全。翻浆冒泥主要分为土质基床翻浆、分化石质基床翻浆和裂隙泉眼翻浆。2.2路基下沉8 路基下沉主要原因是路基土质密实度不足或地基松软，在水、荷载、自重及震动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。当铁路正式运行应一段时间后，下沉会趋于缓解，但是有时会因为偶然荷载或者外界自然荷载会使下沉速率加快，局部的下沉可能造成里线路不平顺缺陷。下沉主要分为基床下沉、堤体下沉和基地下沉。2.3挤出变形基床内的土经常性处于软塑状态。在列车荷载作用下，基床发生剪切破坏，发生外挤变形。外挤主要因为基床强度不足引起，在基床内影响深度较大。外挤变形分为路肩隆起、路肩外挤和边缘外膨。2.4冻害冻害主要发生在严寒地区，如路基为透水性较差的细粒土，当含水量较高或基面积水，在冻结过程中，途中水重新分布和聚集形成冰块，又引起不均匀的冻胀现象。路基病害产生机理路基病害的发生原因比较复杂，每一种病害都有其特殊的破坏特征和破坏机理，但是归纳起来，主要的病害机理可以分为地理环境等自然因素和列车荷载因素。自然因素主要指铁路所在的特定的地理环境，这也是路基病害产生的内因。在铁路使用过程中，由于路基的固定性和不可动性，路基的土质性质经常受到气候变化和影响，如冻土伤害，这对铁路路基病害是灾难性的，一旦路基由于自然因素而产生松动，该路段便会在列车经过时产生振动或者下陷，日积月累之后，路基便会被破坏，严重影响其使用功能。8 列车荷载因素主要指列车的振动荷载。有资料表明，在列车轮轴荷载的重复作用下，路基主要表现为较大的塑性变形，这种塑性变形会使路基填土产生塑性流动，并产生病害。路基病害有效治理理论及措施引起铁路路基病害往往是多方面原因的结合，因此在铁路使用中，要进行实时的监控和检测，一旦发现有类似的病害机理出现，相关人员应立即对铁路进行检测，及时发现及时治理，确保铁路的稳定运行。治理路基病害是一件多方面协同工作的工程。一方面施工方在施工过程中要采取积极的态度进行科学施工；另一方面，在路基的养护和维修过程中要因地制宜采取合理的方法进行治理。施工中产生的问题，可以通过控制施工质量来进行优化工作。施工当局要根据铁路的使用环境进行合理的施工组织设计，在施工时选择恰当的施工方法，针对不同的地理环境和交通条件，进行合理的路基施工规划；施工过程中，施工现场管理人员要严格做好施工组织设计，协调好现场可能出现的任何影响路基使用的外部因素，做好路基使用环境的后续工作；施工后期回填土方时，施工方要切实落实相关政策管理，杜绝不合规定的土料进入施工现场，同时保证合格土料回填工作的质量。8 在路基的治理后期治理过程中，主要使用的方法有换填法、水泥土挤密桩加固法、压力灌浆法、化学加固法和人工合成材料法。换填法主要适用于容易发生下沉外挤或深陷槽病害的软弱地基。换填法操作步骤主要是将原来的土层置换成级配优良的碎石土或中粗砂，这样以来，不但增强了原有路基的稳定性，还可以有效的治理翻浆冒泥病害。但是由于施工时多采取封锁线路或揭盖施工，且施工速度较慢，对行车有较大的影响。　　水泥土挤密桩加固法是加固粘土的一种新方法，作用机理是采用水泥等材料作为塑化剂，利用相关材料的物理性质，使路基土质变成有一定坚固度的水泥加固土，这样不但提高了原有路基的稳定性，还增强了路基与整个使用环境的整体性。压力灌浆法就是利用钻机和注浆设备，分层均匀地将浆液注入到路基土体中，以填充、密集和渗透的当时排除土颗粒间的水和空气，并占据原有的空隙，提高路基强度。压力灌浆法不需要大量的土方工作，同时施工时占用场地较小，工期较快，经济适中。化学加固法主要是通过加入固体材料使原有土质发生一系列的物理化学变化，从而改变土质性质，化学加固法针对性强，处理效果好，但是其工艺复杂，现场操作时需要注意的事项较多，造价也较其他方法高。8 土工合成法具有原材料丰富、质轻、强度高等优点，对基床水源多为大气降雨的病害有宜采用不透水的土工防水模板，可有效防止水浸入基床土。在一些特定地理环境的铁路段中，采取此方法可以取得良好的效果。值得思考的问题的，任何方法都有局限性，针对不同的病害，要根据具体的病害环境和病害机理进行针对性的治理。京承线双怀段案例分析京承线双怀段实际情况如下：顺义车间管界—京承24-64km上下行，其中47-49km上下行；路基高度1m左右（47.4-47.7km路基高度4m），黄土质路基，雨后翻浆冒泥严重，冬季有轻微冻害。京承双怀段铁路路基的病害主要是雨后翻浆冒泥和冬季轻微冻害。雨后翻浆冒泥说明该路段中黄土土质较差，可以通过提高路基的防渗防水浸来控制翻浆冒泥状况，比如使用压力灌浆法和换填法。冻害问题主要是因为土质渗水性差。在治理过程中可以通过控制土层的渗水性来控制冻害的产生，比如加设复合人工膜封闭层或者土工布反滤隔离层。综合以上相关分析，在京承双怀段内，可以采用压力灌浆法进行治理。一方面采用此方法可以有效的减小土体间的空隙、增加其强度和整体性、减轻翻浆冒泥的危害；另一方面还可以通过强化土质，提高防渗能力，有效的控制冻害。总结8 铁路交通关系着我过国民经济的发展，只有保证了铁路交通的安全和稳定，才能为我国社会主义现代化建设做出更多的贡献。【参考文献】[1]胡全力．铁路路基病害的产生机理与防治措施[J]．科技与企业，2012(5）:160-160[2]李魏志刚.浅析铁路路基病害的预防与治理措施[J]．城市建设：下旬，2011(3）:390-391[3]王永春.铁路路基病害的整治和预防[J]．民营科技，2010（11）：255-255[4]王永鑫.铁路路基病害与检测技术的探讨[J].科技咨询，2013，（2）:50-518