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摘 要:本文简要的阐述了一些常遇见的病害种类,也介绍了产生路基病害的原因以及相对应的治理与防害维护方法。路基在工作工程中,经常承担着来自土体的自重,来往车辆的荷载以及各种各样的自然环境因素的影响,这些情况使路基的每个部位都有可能产生变形,而变形将会带来标高和外形以及坡度的改变,最严重的情况会使土体发生偏移,危害到整个路基的平稳性与连续性,使路基遭受到严重的损害。顾名思义,路基就是整个道路的基础部分,是维持一条道路平稳最重要的部分,产生危害的原因不单单和设计以及施工情况有关,更有甚者与地质,后期养护和治理息息相关。所以为了规避这些危害,我们需要抓住每一个小环节,仔细对待,并实施相对应的治理方法,预防产生路基病害。
关键词:铁路的路基;产生机理;病害与防治
中图分类号:U216 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)12-0108-02
前 言
由于地基暴露在空气中,经常收到各种损害,从而导致各种可恢复或者不可恢复的变形,在铁路工作过程中,不仅遇到过各种繁杂多样的地形与地质,还时常遭到各种恶劣的自然天气危害,导致各种不良后果,如边坡倒塌,风沙埋路基,翻浆冒泥等各种病害。因此,了解自然环境以及天气因素对于路基的建设是非常重要的,我们需要充分详细的调查,对各种病害有非常全面的认识以及克服病害的能力,这些对铁路工作来说是非常重要的。
1 路基危害的产生机制
路基危害产生的原因是非常复杂繁琐的,而且每一个危害都有属于它本身的病理。总而言之最核心的两个地方分别是产生病害跟地质环境有关与产生病害取决于天气变幻以及行车荷载。前面一个是产生病害的内在因素,后面一个是产生病害的外在因素。对于一条具体可知道的线路来说,地质条件是一个非常客观的因素,虽然线路是每时每刻都在改变,但是一般来说都是维持在一个平稳的状态,所以,产生病害的原因大多数是由于它的外在因素行车荷载、气象水文条件以及产生病害的周期引起的。据观察得知,由于列车荷载的周期重复性,路基的病害表现为不可恢复变形,这种变形达到某一定标准就会破坏路基填土,从而产生塑性的流动,发生病害。科学研究发现,产生这种病害最主要的原因是它对路基土在周期荷载的情况下的抗剪强度性有很大的依赖性,而后面一个则取决于土的饱和度。当饱和度逐渐增大时,土的动强度将逐渐下调。使在轨道下面的路基土因为受到挤压和凝固而发生很强烈的不可恢复变形,从而产生了道茬坑和积水坑。特别是在下雨天,基床上的填土所含的水量达到一个充满水平,动强度反而会下降,因此道床的性能显著下调,严重情况会使道路不平从而导致行车不安全。
2 铁路路基的病害检查与测试
(1)典型的是从地段挖出一条横沟,从而观测到路基的性质。
(2)运用探地雷达与瞬态面波法对路基开展大范围的检查与测量。探地雷法又称地质雷达,是用频率介于106~109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种方法.它可用于检测各种材料,如岩石、泥土、砾石,以及人造材料如混凝土、砖、沥青等的组成.雷达可确定金属或非金属管道、下水道、缆线、缆线管道、孔洞、基础层、混凝土中的钢筋及其它地下埋件的位置.它还可检测不同岩层的深度和厚度,并常用于地面作业开工前对地面作一个广泛的调查.而瞬态面波法对由短脉冲产生的瞬态物种(激发态分子或活泼中间体)进行谱学观测的一种技术,是一种新的工程物探技术,利用面波的四种特性,可以解决工程地质中的岩土层分层、厚度、粘土层承载力、地基土抗震设计参数及软弱层、地下洞室、岩溶塌陷等不良地质问题,为工程地质和环境地质勘察提供了新的勘探方法技術。因此这两种办法可以相互结合,互相弥补,以此达到测试的目的。
(3)对路基各个参数部分的具体分析。重型的动力触探体现了铁路基土关于力学的性能,基数×10cm-1越高就反映了土质越好,相对的强度也更强,因此我们可以根据不同深度下土的力学性能来观测路基的状况。同理可得,轻型的动力触探与重型类似,不同的是轻型以击数×10cm-1来体现路基的力学性能指标。针对线路的特点,对不仅有动力触探和地质雷达相配合的方法测试,这样可以对路基做出一个客观的评价,为处理铁路病害打好基础。
3 病害的整治与防护
3.1 病害预防整治的主要内容
一方面是收集各类资料,其中包含有设计线路,施工人员以及施地的气候与自然环境等条件。另一方面是对线路的情况和运营做多次检查,并对安全状态做出合理的判断,提早一步发现病害的产生并得出合理的解决办法。调查的办法不仅有人工调查,轨道检测车检测,还有路基快速物体检测系统。路基的整治流程先进行前期的准备然后制定总的方案,再对路基进行检测,然后简化方案,再进行施工治理,最后进行效果的评价。处理病害的流程是首先先对路基进行病害检测,知道路基病害是哪一种类别,以及在何处产生和严重程度的深浅。其次是对发生病害的具体部位进行研究,通常情况下是由于填料不足与过于湿润引起的。最后是拟定将要采取的办法,严格杜绝病害产生,并且耗费过多的财力人力物力,经济方面可行,安全性能保证到位。
3.2 滑坡的防治
在中国的某些地段,有滑坡集中地,称为山区铁路,它们平均每隔100km将会出现20~30个滑坡。一般情况下,常用的防治方法有排,减,支,改终止行驶的列车,这样会导致列车颠簸严重,为安全埋下隐患。斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷,地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象称为滑坡。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,土壤结构疏松,易积水,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件,滑坡灾害相当频繁。从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大,能够经受较大的剪切力而不变形滑动。但是如果岩体中存在着滑动面,特别是在暴雨之后,由于水在滑动面上的浸泡,使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。因此对于有可能产生新的滑坡与再次滑坡的地段,我们需要采取一些工程举措,来杜绝危害的产生。因此针对西南地区的滑坡问题,我们具体的对策有以下三种:①先排水。修筑截止,导引,使水位下降的盲沟和截止水流的沟,侧沟,排水沟等。以此来消减地表水和地下的水对路基的损害,使基床保持疏干状态。②升高基床的表层强度,换一个深度满足承载力的基床,让基面应力均匀分布。③添加一个土工膜封闭层,这是最近几年流行的防治滑坡的新方法,它是一种隔断排水层的材料,拥有渗透水和间断粘土细小颗粒的功能,同时具备足够的强度,是整治滑坡的好材料,但价格比较昂贵,使用寿命还不确定。同时我们还需要治早,在滑坡的最早期间,进行防害,这样会到达一个事半功倍的功效。我们还必须有一次整治和分期根治相配合的过程,通常情况下,滑坡是一次全部解决问题,但在滑坡情况比较严重且受害范围比较大的时候,一次根治不能解决问题,需要我们进行全面的观察与规划,分期整治。与此同时观察每一个工程效果,为下一步工程打下良好的基石。对于发生滑坡的原因,我们要明白主要因素与次要因素,并制定相关的方法治理。
3.3 路基的养护维修
①滑坡地段的排水设备需要达到没有污泥堆积,不漏水,通水顺畅的水准,发现有破损的地方应当及时维护,保证不发生意外情况。②下排水设备应当定期检测,尤其春天冰雪融化之后和冬天冰冻结冰之前,下雨前和后做好防护,认真严谨的观察流水的流量,了解规律,一旦发现异常可以及时处理。③滑坡区的防护加固建筑需要维持在完整无破损的水平,不可疏忽,否则会造成很严重的后果,保护好山坡的树木植被,保持水土,这也是防护的重要步骤。针对西南地区的路基养护,我们主要采取以下措施:①在洪水前后做好检查,及时修补破损范围小的地方,对于范围大的地方需要分析具体原因,制定整治方法。②把调查的重心放在水下的部位,尤其是直接防护工程这块的水下部位,基础被冲垮一般是导致路堤塌的主要原因。③修复水毁设备,破坏的地方影响行车安全,需要采取紧急办法,保住坡脚。
3.4 路基崩塌落石头的防害
以预防为主要,趁早,一次完全解决,不留下任何疏忽。在新建铁路时,施工人员应当重视工程的地质工作,对崩塌易发生路段,可以适当绕过,实在不能绕避的,必须要做好加固动工作,平时加强巡视工作,及时发现变形地段。对于西南地区的落石破坏,我们需要采取这些措施:①加强地质工作。②加强检查巡视。③病害发生后一次根治不留后患。
4 结束语
近年来随着我们国家列车的大量通行,路基作用方式发生了巨大的改变,所以我们了解病害的种类及防治方法是非常必要的,不仅能够明白病害的产生机制,而且能用科学的方法进行病害检测,使铁路维持在最安全稳定的状态是每一个铁路工作人员的最终目的。
参考文献
[1]谷爱军.铁路轨道[M].中国铁道出版社,2012.
[2]杨广庆.路基工程[M].中国铁道出版社,2012.
收稿日期:2018-3-12
作者简介:张 欢(1990-),男,江苏南京人,助理工程师,本科,主要从事铁路设备管理工作。
关键词:铁路的路基;产生机理;病害与防治
中图分类号:U216 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)12-0108-02
前 言
由于地基暴露在空气中,经常收到各种损害,从而导致各种可恢复或者不可恢复的变形,在铁路工作过程中,不仅遇到过各种繁杂多样的地形与地质,还时常遭到各种恶劣的自然天气危害,导致各种不良后果,如边坡倒塌,风沙埋路基,翻浆冒泥等各种病害。因此,了解自然环境以及天气因素对于路基的建设是非常重要的,我们需要充分详细的调查,对各种病害有非常全面的认识以及克服病害的能力,这些对铁路工作来说是非常重要的。
1 路基危害的产生机制
路基危害产生的原因是非常复杂繁琐的,而且每一个危害都有属于它本身的病理。总而言之最核心的两个地方分别是产生病害跟地质环境有关与产生病害取决于天气变幻以及行车荷载。前面一个是产生病害的内在因素,后面一个是产生病害的外在因素。对于一条具体可知道的线路来说,地质条件是一个非常客观的因素,虽然线路是每时每刻都在改变,但是一般来说都是维持在一个平稳的状态,所以,产生病害的原因大多数是由于它的外在因素行车荷载、气象水文条件以及产生病害的周期引起的。据观察得知,由于列车荷载的周期重复性,路基的病害表现为不可恢复变形,这种变形达到某一定标准就会破坏路基填土,从而产生塑性的流动,发生病害。科学研究发现,产生这种病害最主要的原因是它对路基土在周期荷载的情况下的抗剪强度性有很大的依赖性,而后面一个则取决于土的饱和度。当饱和度逐渐增大时,土的动强度将逐渐下调。使在轨道下面的路基土因为受到挤压和凝固而发生很强烈的不可恢复变形,从而产生了道茬坑和积水坑。特别是在下雨天,基床上的填土所含的水量达到一个充满水平,动强度反而会下降,因此道床的性能显著下调,严重情况会使道路不平从而导致行车不安全。
2 铁路路基的病害检查与测试
(1)典型的是从地段挖出一条横沟,从而观测到路基的性质。
(2)运用探地雷达与瞬态面波法对路基开展大范围的检查与测量。探地雷法又称地质雷达,是用频率介于106~109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种方法.它可用于检测各种材料,如岩石、泥土、砾石,以及人造材料如混凝土、砖、沥青等的组成.雷达可确定金属或非金属管道、下水道、缆线、缆线管道、孔洞、基础层、混凝土中的钢筋及其它地下埋件的位置.它还可检测不同岩层的深度和厚度,并常用于地面作业开工前对地面作一个广泛的调查.而瞬态面波法对由短脉冲产生的瞬态物种(激发态分子或活泼中间体)进行谱学观测的一种技术,是一种新的工程物探技术,利用面波的四种特性,可以解决工程地质中的岩土层分层、厚度、粘土层承载力、地基土抗震设计参数及软弱层、地下洞室、岩溶塌陷等不良地质问题,为工程地质和环境地质勘察提供了新的勘探方法技術。因此这两种办法可以相互结合,互相弥补,以此达到测试的目的。
(3)对路基各个参数部分的具体分析。重型的动力触探体现了铁路基土关于力学的性能,基数×10cm-1越高就反映了土质越好,相对的强度也更强,因此我们可以根据不同深度下土的力学性能来观测路基的状况。同理可得,轻型的动力触探与重型类似,不同的是轻型以击数×10cm-1来体现路基的力学性能指标。针对线路的特点,对不仅有动力触探和地质雷达相配合的方法测试,这样可以对路基做出一个客观的评价,为处理铁路病害打好基础。
3 病害的整治与防护
3.1 病害预防整治的主要内容
一方面是收集各类资料,其中包含有设计线路,施工人员以及施地的气候与自然环境等条件。另一方面是对线路的情况和运营做多次检查,并对安全状态做出合理的判断,提早一步发现病害的产生并得出合理的解决办法。调查的办法不仅有人工调查,轨道检测车检测,还有路基快速物体检测系统。路基的整治流程先进行前期的准备然后制定总的方案,再对路基进行检测,然后简化方案,再进行施工治理,最后进行效果的评价。处理病害的流程是首先先对路基进行病害检测,知道路基病害是哪一种类别,以及在何处产生和严重程度的深浅。其次是对发生病害的具体部位进行研究,通常情况下是由于填料不足与过于湿润引起的。最后是拟定将要采取的办法,严格杜绝病害产生,并且耗费过多的财力人力物力,经济方面可行,安全性能保证到位。
3.2 滑坡的防治
在中国的某些地段,有滑坡集中地,称为山区铁路,它们平均每隔100km将会出现20~30个滑坡。一般情况下,常用的防治方法有排,减,支,改终止行驶的列车,这样会导致列车颠簸严重,为安全埋下隐患。斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷,地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象称为滑坡。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,土壤结构疏松,易积水,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件,滑坡灾害相当频繁。从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大,能够经受较大的剪切力而不变形滑动。但是如果岩体中存在着滑动面,特别是在暴雨之后,由于水在滑动面上的浸泡,使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。因此对于有可能产生新的滑坡与再次滑坡的地段,我们需要采取一些工程举措,来杜绝危害的产生。因此针对西南地区的滑坡问题,我们具体的对策有以下三种:①先排水。修筑截止,导引,使水位下降的盲沟和截止水流的沟,侧沟,排水沟等。以此来消减地表水和地下的水对路基的损害,使基床保持疏干状态。②升高基床的表层强度,换一个深度满足承载力的基床,让基面应力均匀分布。③添加一个土工膜封闭层,这是最近几年流行的防治滑坡的新方法,它是一种隔断排水层的材料,拥有渗透水和间断粘土细小颗粒的功能,同时具备足够的强度,是整治滑坡的好材料,但价格比较昂贵,使用寿命还不确定。同时我们还需要治早,在滑坡的最早期间,进行防害,这样会到达一个事半功倍的功效。我们还必须有一次整治和分期根治相配合的过程,通常情况下,滑坡是一次全部解决问题,但在滑坡情况比较严重且受害范围比较大的时候,一次根治不能解决问题,需要我们进行全面的观察与规划,分期整治。与此同时观察每一个工程效果,为下一步工程打下良好的基石。对于发生滑坡的原因,我们要明白主要因素与次要因素,并制定相关的方法治理。
3.3 路基的养护维修
①滑坡地段的排水设备需要达到没有污泥堆积,不漏水,通水顺畅的水准,发现有破损的地方应当及时维护,保证不发生意外情况。②下排水设备应当定期检测,尤其春天冰雪融化之后和冬天冰冻结冰之前,下雨前和后做好防护,认真严谨的观察流水的流量,了解规律,一旦发现异常可以及时处理。③滑坡区的防护加固建筑需要维持在完整无破损的水平,不可疏忽,否则会造成很严重的后果,保护好山坡的树木植被,保持水土,这也是防护的重要步骤。针对西南地区的路基养护,我们主要采取以下措施:①在洪水前后做好检查,及时修补破损范围小的地方,对于范围大的地方需要分析具体原因,制定整治方法。②把调查的重心放在水下的部位,尤其是直接防护工程这块的水下部位,基础被冲垮一般是导致路堤塌的主要原因。③修复水毁设备,破坏的地方影响行车安全,需要采取紧急办法,保住坡脚。
3.4 路基崩塌落石头的防害
以预防为主要,趁早,一次完全解决,不留下任何疏忽。在新建铁路时,施工人员应当重视工程的地质工作,对崩塌易发生路段,可以适当绕过,实在不能绕避的,必须要做好加固动工作,平时加强巡视工作,及时发现变形地段。对于西南地区的落石破坏,我们需要采取这些措施:①加强地质工作。②加强检查巡视。③病害发生后一次根治不留后患。
4 结束语
近年来随着我们国家列车的大量通行,路基作用方式发生了巨大的改变,所以我们了解病害的种类及防治方法是非常必要的,不仅能够明白病害的产生机制,而且能用科学的方法进行病害检测,使铁路维持在最安全稳定的状态是每一个铁路工作人员的最终目的。
参考文献
[1]谷爱军.铁路轨道[M].中国铁道出版社,2012.
[2]杨广庆.路基工程[M].中国铁道出版社,2012.
收稿日期:2018-3-12
作者简介:张 欢(1990-),男,江苏南京人,助理工程师,本科,主要从事铁路设备管理工作。