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[摘 要]近年来,铁路路基基床病害得到了业内的广泛关注,研究其整治方案问题有着重要意义。本文首先介绍了铁路路基基床病害的发生原因,分析了铁路路基基床病害的类型,并结合相关实践经验,分别从防水与排水、土质改良、减少列车振动荷载,以及综合防治等多方面,就铁路路基基床病害的防治手段展开了研究与探讨,阐述了个人对铁路路基基床病害整治的几点看法。
[关键词]铁路路基基床;病害;整治方案;研究
中图分类号:U216.421 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)12-0204-01
前言
作为铁路路基维护工作中的重要内容,其路基病害整治方案的关键地位不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对铁路路基基床病害整治的实践水平,从而为铁路路基良好效果的取得提供最为可靠的保障。
一、铁路路基基床病害的发生原因
1.病害发生的内因
(一)基床的土质。基床的土质是引起基床变形的重要原因,多发生于粘土以及泥质砂岩、页岩等软弱的土质中。这主要是由于透水性差的粘土含水量较高,排水能力差,导致吸收大量的水分后出现膨胀,降低基床的稳定性和抗剪强度,从而引起变形;而软弱岩层大多都比较容易风化,从而使石质基面出现翻浆冒泥。
(二)基床水含量。水是引起基床病害的重要因素之一,尤其是翻浆冒泥,更是与水有直接的关系。这主要是由于当基床中的水增加后,水与粘土会发生相互作用,使其变得软化膨胀,列车通过时就会导致基床软化变形。
2.病害发生的外因
(一)基床线路问题。基床线路问题主要是指基床在建设过程选线不合理、施工过程存在问题以及缺乏对基床的必要维护三个方面。首先,选线不合理,如果基床位于堆积疏松的岩层上或者道床厚度不能满足基床需求的位置,都会导致基床在荷载作用下出现变形;其次,施工质量问题,主要有施工中选择的路基填料不合理、路基填筑的密实度不足就直接铺设轨道等,都会造成相应的路基基床病害。
(二)气候温度变化。气候温度变化会使土壤出现冻结和春融两种现象,而在这两个过程中,土中的水分会分别出现重新分配,在气温下降时,土中水分会与土冻结在一起,而气温回暖时,土中水分又会与土分开,而此过程会导致土壤强度降低,在承受列车荷载时,就会造成基床变形。
二、铁路路基基床病害的主要类型
1.翻浆冒泥
路基因为要承载列车的荷载量,所以要具有较高的强度,如果路基的强度不够,则在列车的反复碾压过程中则会出现裂缝、鼓包、冒包等现象,导致翻浆病害的发生。路基出现翻浆病害,主要原因是路基在施工过程中质量没有达到标准,路基的强度不够,同时施工中的土质不合格,也能导致路基出现翻浆病害,特别是当雨季时,病害将更加严重。
2.路基下沉
路基下沉是由于路基土密实度不足或地基松软,在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形所致。路基局部下沉会造成陷槽,使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉。一般在列车运行一段时间后下沉会趋于缓解,但有时会在风和水的作用下使沉降速率加大。
3.挤出变形
路基的土质如果有软土存在,则土质很难达到密实度要求,这样在长期的荷载下,软土则会处于流动状态,当达到一定承受点时则会产生一定的张力发生变形或是破坏。
4.水浸路基
水浸路基一般是指实际浸水超过设计水位的路基被水浸或淹没,或由于局部排水不畅导致积水过多而水浸或淹没路基的情况。水浸路基时间过长易导致一定的沉降或局部坍塌,当路堤缺乏足够的防护和加固设备时,导致路基稳定性受到影响或破坏。
三、铁路路基基床病害的防治手段
1.防水与排水
排水适用于排水不良而导致的基床病害,如路堑和站场。对排水沟进行全面清理,在基床下埋设带孔的PVC塑料管加反滤层,便于排除道床的积水。如路基坡脚低于外侧路面,应在坡脚与排水沟边缘之间做不小于2%的坡度。对于地下水位较高的路基可通过加深路基两侧侧沟或修建堵截、导引、降低地下水位的盲沟、截水沟、侧沟下渗沟等地下排水系统来降低地下水位,以消除或减小地表水和地下水对路基基床的侵害,使基床土经常保持疏干状态。
2.土质改良
改良基床土质可采用浅层渗透注浆法,选用Tem-106高分子化学材料,该高分子材料与土体中的水发生化学反应生成高弹性和高韧性浆块,提高基床表层的防水性和抗列车的冲击性,进而防止翻浆冒泥的发生;如果翻浆严重,且深度在0.5m左右时可采用换填法,可用粗砂、中砂、级配碎石或加入人工材料的改良土等作为换填材料,该方法防止翻浆冒泥效果明显,但会影响列车的运营。
3.减少列车振动荷载
降低列车荷载对基床的影响应从改造轨道结构出发,可通过采用重型钢轨、提高轨枕型号,增加道床厚度,加密轨枕减小轨枕距离等措施,减小动荷载对泥浆产生的向上的“泵吸“作用力。
4.综合防治
加强对路基基床的巡检力度,以及时发现路基基床存在的问题,并采取相应的措施进行解决,比如替换基床土层、更新失效枕轨、雪害地段设置挡雪墙等,保证基床的平顺以及行车范围不受干扰,能够有效提高基床的安全性,为铁路运输提供保障。
四、铁路路基基床病害的处理技术探讨
通过分析铁路路基基床病害的发生原因,可以得知,不同的原因造就不同的铁路路基基床病害类型,因此在实践过程中,要严格掌握路基病害的处理技术,以降低由其病害造成的影响。目前,铁路路基基床病害的处理技术主要有以下三点。
1.强夯病害处理技术
强夯处理技术主要是把吨位比较大的起重机的重锤举起来,之后再迅速放下,让重锤在高空不断的做自由落体运动,利用其超强的冲击力,使地面变得更加紧致,以有效提高地面的强度。经过相关人员的大量实践活动之后表明,在铁路路基病害中使用强夯病害处理技术,能够有效的对地基湿陷性问题进行解决,且工期使用的时间较少,可以在很大程度上降低相关企业的施工成本。
2.挖除换填病害处理技术
挖除换填处理技术主要对地基下层存在的软土部分进行挖除,并在挖掘后形成的坑中填入一定量的石灰石和碎石等具备高强度的物体,来达到提高土层强度和路基稳定性的效果。相关的施工人员还可以采用夯实、碾压等方法来提高浅层地基的整体强度,确保路基施工的质量,大幅度的增加铁路路基的使用寿命。此外,如果在铁路路基建设的施工过程中,路基基础的持力层强度相对较低,无法达到铁路的实际负荷要求,那么相关的施工单位则可以利用换土重填法来减少或消除地层的湿陷性,提高路基基础的持力层强度。
3.混合搅拌病害处理技术
就具体情况而言,混合搅拌病害处理技术主要分为以下两种:①高压喷射注浆技术,这种技术主要是利用高压射水方式来对浆液进行充分的混合,从而达到对地基进行加固的作用;②深层搅拌,深层搅拌主要是采用特制的搅拌机对深部浆液进行均匀的搅拌,从而有效的增加粘土的稳定性,提高铁路地基的强度。
结语
综上所述,加强的铁路路基基床病害整治方案的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的铁路路基基床病害整治工作中,应该加强对其整治方法重点要素与环节的重视,并注重其在具体实施过程中的可行性。
参考文献
[1] 高波.浅谈铁路路基基床病害与新建铁路路基基床施工技术[J].科技与企业.2014(10):188-189.
[2] 吳德才.探析芜湖市铁路路基基床病害及整治[J].铁道建筑技术.2014(06):90-93.
[3] 于春红.武昌-九江铁路路基基床病害整治施工技术[J].华北水利水电学院学报.2015(03):83-85.
[关键词]铁路路基基床;病害;整治方案;研究
中图分类号:U216.421 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)12-0204-01
前言
作为铁路路基维护工作中的重要内容,其路基病害整治方案的关键地位不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对铁路路基基床病害整治的实践水平,从而为铁路路基良好效果的取得提供最为可靠的保障。
一、铁路路基基床病害的发生原因
1.病害发生的内因
(一)基床的土质。基床的土质是引起基床变形的重要原因,多发生于粘土以及泥质砂岩、页岩等软弱的土质中。这主要是由于透水性差的粘土含水量较高,排水能力差,导致吸收大量的水分后出现膨胀,降低基床的稳定性和抗剪强度,从而引起变形;而软弱岩层大多都比较容易风化,从而使石质基面出现翻浆冒泥。
(二)基床水含量。水是引起基床病害的重要因素之一,尤其是翻浆冒泥,更是与水有直接的关系。这主要是由于当基床中的水增加后,水与粘土会发生相互作用,使其变得软化膨胀,列车通过时就会导致基床软化变形。
2.病害发生的外因
(一)基床线路问题。基床线路问题主要是指基床在建设过程选线不合理、施工过程存在问题以及缺乏对基床的必要维护三个方面。首先,选线不合理,如果基床位于堆积疏松的岩层上或者道床厚度不能满足基床需求的位置,都会导致基床在荷载作用下出现变形;其次,施工质量问题,主要有施工中选择的路基填料不合理、路基填筑的密实度不足就直接铺设轨道等,都会造成相应的路基基床病害。
(二)气候温度变化。气候温度变化会使土壤出现冻结和春融两种现象,而在这两个过程中,土中的水分会分别出现重新分配,在气温下降时,土中水分会与土冻结在一起,而气温回暖时,土中水分又会与土分开,而此过程会导致土壤强度降低,在承受列车荷载时,就会造成基床变形。
二、铁路路基基床病害的主要类型
1.翻浆冒泥
路基因为要承载列车的荷载量,所以要具有较高的强度,如果路基的强度不够,则在列车的反复碾压过程中则会出现裂缝、鼓包、冒包等现象,导致翻浆病害的发生。路基出现翻浆病害,主要原因是路基在施工过程中质量没有达到标准,路基的强度不够,同时施工中的土质不合格,也能导致路基出现翻浆病害,特别是当雨季时,病害将更加严重。
2.路基下沉
路基下沉是由于路基土密实度不足或地基松软,在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形所致。路基局部下沉会造成陷槽,使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉。一般在列车运行一段时间后下沉会趋于缓解,但有时会在风和水的作用下使沉降速率加大。
3.挤出变形
路基的土质如果有软土存在,则土质很难达到密实度要求,这样在长期的荷载下,软土则会处于流动状态,当达到一定承受点时则会产生一定的张力发生变形或是破坏。
4.水浸路基
水浸路基一般是指实际浸水超过设计水位的路基被水浸或淹没,或由于局部排水不畅导致积水过多而水浸或淹没路基的情况。水浸路基时间过长易导致一定的沉降或局部坍塌,当路堤缺乏足够的防护和加固设备时,导致路基稳定性受到影响或破坏。
三、铁路路基基床病害的防治手段
1.防水与排水
排水适用于排水不良而导致的基床病害,如路堑和站场。对排水沟进行全面清理,在基床下埋设带孔的PVC塑料管加反滤层,便于排除道床的积水。如路基坡脚低于外侧路面,应在坡脚与排水沟边缘之间做不小于2%的坡度。对于地下水位较高的路基可通过加深路基两侧侧沟或修建堵截、导引、降低地下水位的盲沟、截水沟、侧沟下渗沟等地下排水系统来降低地下水位,以消除或减小地表水和地下水对路基基床的侵害,使基床土经常保持疏干状态。
2.土质改良
改良基床土质可采用浅层渗透注浆法,选用Tem-106高分子化学材料,该高分子材料与土体中的水发生化学反应生成高弹性和高韧性浆块,提高基床表层的防水性和抗列车的冲击性,进而防止翻浆冒泥的发生;如果翻浆严重,且深度在0.5m左右时可采用换填法,可用粗砂、中砂、级配碎石或加入人工材料的改良土等作为换填材料,该方法防止翻浆冒泥效果明显,但会影响列车的运营。
3.减少列车振动荷载
降低列车荷载对基床的影响应从改造轨道结构出发,可通过采用重型钢轨、提高轨枕型号,增加道床厚度,加密轨枕减小轨枕距离等措施,减小动荷载对泥浆产生的向上的“泵吸“作用力。
4.综合防治
加强对路基基床的巡检力度,以及时发现路基基床存在的问题,并采取相应的措施进行解决,比如替换基床土层、更新失效枕轨、雪害地段设置挡雪墙等,保证基床的平顺以及行车范围不受干扰,能够有效提高基床的安全性,为铁路运输提供保障。
四、铁路路基基床病害的处理技术探讨
通过分析铁路路基基床病害的发生原因,可以得知,不同的原因造就不同的铁路路基基床病害类型,因此在实践过程中,要严格掌握路基病害的处理技术,以降低由其病害造成的影响。目前,铁路路基基床病害的处理技术主要有以下三点。
1.强夯病害处理技术
强夯处理技术主要是把吨位比较大的起重机的重锤举起来,之后再迅速放下,让重锤在高空不断的做自由落体运动,利用其超强的冲击力,使地面变得更加紧致,以有效提高地面的强度。经过相关人员的大量实践活动之后表明,在铁路路基病害中使用强夯病害处理技术,能够有效的对地基湿陷性问题进行解决,且工期使用的时间较少,可以在很大程度上降低相关企业的施工成本。
2.挖除换填病害处理技术
挖除换填处理技术主要对地基下层存在的软土部分进行挖除,并在挖掘后形成的坑中填入一定量的石灰石和碎石等具备高强度的物体,来达到提高土层强度和路基稳定性的效果。相关的施工人员还可以采用夯实、碾压等方法来提高浅层地基的整体强度,确保路基施工的质量,大幅度的增加铁路路基的使用寿命。此外,如果在铁路路基建设的施工过程中,路基基础的持力层强度相对较低,无法达到铁路的实际负荷要求,那么相关的施工单位则可以利用换土重填法来减少或消除地层的湿陷性,提高路基基础的持力层强度。
3.混合搅拌病害处理技术
就具体情况而言,混合搅拌病害处理技术主要分为以下两种:①高压喷射注浆技术,这种技术主要是利用高压射水方式来对浆液进行充分的混合,从而达到对地基进行加固的作用;②深层搅拌,深层搅拌主要是采用特制的搅拌机对深部浆液进行均匀的搅拌,从而有效的增加粘土的稳定性,提高铁路地基的强度。
结语
综上所述,加强的铁路路基基床病害整治方案的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的铁路路基基床病害整治工作中,应该加强对其整治方法重点要素与环节的重视,并注重其在具体实施过程中的可行性。
参考文献
[1] 高波.浅谈铁路路基基床病害与新建铁路路基基床施工技术[J].科技与企业.2014(10):188-189.
[2] 吳德才.探析芜湖市铁路路基基床病害及整治[J].铁道建筑技术.2014(06):90-93.
[3] 于春红.武昌-九江铁路路基基床病害整治施工技术[J].华北水利水电学院学报.2015(03):83-85.