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幾種路基病害的預防和治理
論文關鍵詞：路基病害；產(chǎn)生原因；治理；養(yǎng)護維修
論文摘要：本文主要介紹了路基的常見幾種的病害類型，分析了路基病害產(chǎn)生的原因提出了這幾種病害的預治理和養(yǎng)護維修方法。
路基在承受土體自重、行車荷載和各種自然因素的作用下，導致各個部位產(chǎn)生變形，變形又引起路基標高和邊坡坡度、形狀的改變，嚴重時造成土體位移，危及路基的整體性和穩(wěn)定性，造成路基的各種破壞。路基是整個道路的基礎，更是保證路面質量和穩(wěn)定的關鍵，路基病害的產(chǎn)生不僅與、設計、施工等路基形成前的各個環(huán)節(jié)有關、而且也與路基形成后的養(yǎng)護和有關，要避免路基病害的產(chǎn)生對路面造成的早期破壞，必須從各個環(huán)節(jié)注意，采取相應的措施，提前治理和預防路基病害的產(chǎn)生。
1 路基滑坡的防治
對滑坡這一常見的路基病害的預防及治理。有些區(qū)段滑坡病害較為密集，平均每百公里分布高達20～30處，多為山區(qū)。發(fā)生滑坡常常中斷行車，給安全帶來嚴重危害。
1.1 產(chǎn)生滑坡的原因
有內在因素，也有外在因素。內在因素是形成滑坡的先決條件，它包括巖土性質、地質構造、地形地貌等。外因通過內因對滑坡起著促進作用，它包括水的作用、地震和人為因素等。所以，滑坡是內外各因素綜合作用的結果。
1.2 防治滑坡的原則
1.2.1 預防。對有可能新生滑坡的地段或可能復活的古滑坡，應采取必要的工程措施，以防止產(chǎn)生新的滑坡或古滑坡的復活。1.2.2 治早。滑坡的發(fā)生與發(fā)展，是有一個過程的，早期整治，能收到事半功倍的效果。1.2.3 一次根治與分期整治相結合�；乱话銘淮螐氐赘危涣艉蠡�。但對規(guī)模較大、性質復雜、變形緩慢，一時尚不致造成重大災害的滑坡，也可在全面規(guī)劃下，分期整治。
1.3 防治滑坡的措施
1.3.1 排水措施滑坡的發(fā)生和發(fā)展都與水的作用有關，排水是防治各類滑坡之本。但應根據(jù)具體情況，采用切合實際的排水方式。對滑坡體以外的地表水，應加以攔截和引出，在滑坡可能發(fā)展的邊界5 m以外修建一條或多條環(huán)形截水溝；對滑坡體以外的地下水，應修建截水盲溝；對滑坡體內的地下水，應疏干和引出，淺層地下水采用支撐盲溝，深層地下水采用泄水隧洞，亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水；對滑體范圍內的地表水，應盡快匯集引出以防下滲，在充分利用天然溝谷的基礎上，修建排水系統(tǒng)。1.3.2 減重措施 當滑動面不深，且滑體呈上陡下緩狀，滑坡范圍外有穩(wěn)定的山坡，滑坡不可能向上發(fā)展時，在滑坡上部減重，以減小滑坡的下滑力，是一種操作簡單、實惠的防治措施。將減重的土體堆在坡腳反壓，以增加抗滑力，效果更好。1.3.3 支擋措施 根據(jù)滑體推力的大小，可以選用適當?shù)闹踅Y構防滑。1.3.3.1 抗滑擋墻。它施工方便，穩(wěn)定滑坡收效快。抗滑擋墻多為重力式，石砌，也有用混凝土或鋼筋混凝土的。1.3.3.2 抗滑樁。它是利用樁在穩(wěn)定巖土中的嵌固力支擋滑體的物。它具有對滑體擾動少，操作簡便，工期短，收效快，對行車干擾小，安全可靠等優(yōu)點�？够瑯抖酁橥诳谆蜚@孔放入鋼筋骨架灌筑混凝土而成�？够瑯对诨瑒用嬉韵碌腻^固深度，應根據(jù)滑體作用在樁上的主動土壓力、樁前的被動土壓力、巖土性質等來確定。1.3.3.3錨桿擋墻。是一種新型支擋結構，由錨桿、肋柱和擋板三部分組成，用于薄層塊狀滑坡或基巖埋深較淺、滑體橫長滑面較陡的滑坡。具結構輕盈，節(jié)約，適宜化施工，提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點。1.3.3.4 抗滑明洞。若滑動面的下緣處在邊坡上的較高位置，可視地基情況設置坑滑明洞，洞頂回填土石支撐滑體，或滑體越過洞頂落在線路之外。但這一措施對行車干擾大，施工困難，造價昂貴，只有在其他措施難以奏效時采用。1.3.4 改善滑坡土體的力學性質，用物理化學方法，加固和穩(wěn)定滑坡。方法很多，如焙燒、成漿、加灰土樁、硅化、電滲、離子交換等。1.3.5 改線繞避。上述整治措施難以奏效時，在經(jīng)濟技術合理情況下，可以考慮改線繞避。
1.4 養(yǎng)護維修要點：1.4.1 滑坡區(qū)的地表排水設備，如截水溝、排水溝、吊溝等應做到無淤積、無漏水、無沖刷、排水暢通、溝涵相通。對失效損壞處所，應及時修補。1.4.2 滑坡區(qū)的地下排水設備，如支承滲溝、暗溝、隧洞、滲井、滲管等，應定期檢查，及時清理和疏通。對失效或損壞處所，應及時修補或整治。地下排水設施，一般每年在春融之后和冰凍之前，在雨季開始之前和暴雨之后，必須仔細觀測其流量，掌握其變化規(guī)律和排水效果，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。1.4.3 滑坡區(qū)的防護和加固建筑物，應保持完整無損，如有開裂、滑移，必須認真查明原因，采取治理措施，不可麻痹大意，要防患于未然。1.4.4 對規(guī)模大，情況復雜的大滑坡，雖經(jīng)模治仍在緩慢變形或間歇變形，應對其認真觀測，實行動態(tài)監(jiān)控，掌握變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，以便及時采取有效措施。1.4.5 保護好山坡植被，搞好水土保持，也是滑坡區(qū)養(yǎng)護維修的重要任務。
2 路基崩塌落石的防治
崩塌落石是塹坡或其上山坡的巖塊土石發(fā)生崩塌或墜落造成危害的地質現(xiàn)象。具有突然、快速和較難預測的特點，是地形、地質比較復雜的山區(qū)鐵路十分常見的路基病害，對鐵路行車安全危害甚大，經(jīng)常導致中斷行車，甚至列車顛覆。
2.1 形成崩塌的原因： 2.1.1 陡峭高峻的邊坡或山體斜坡，坡度大于45°、高度大于30 m，特別是坡度在55°～75°的斜坡，是崩塌多發(fā)地段。2.1.2 由風化的堅硬巖層組成的又高又陡的斜坡，如互層砂巖，穩(wěn)定性更差，容易形成崩塌。2.1.3 受構造影響嚴重，有很多結構面將巖體切割成不連續(xù)體的斜坡，特別是有兩組結構面傾向線路，其中一組傾角較緩時，容易向線路崩塌。2.1.4 水的作用是產(chǎn)生崩塌的重要因素。絕大多數(shù)的崩塌發(fā)生在雨季或暴雨之后，因為水的滲入，對巖石產(chǎn)生軟化、潤滑和動水壓力作用，使巖體強度降低，內摩擦力減小，促使崩塌發(fā)生。2.1.5 其他如地震、爆破、人工開挖斜坡及列車震動等，都是誘發(fā)崩塌的因素。
2.2 防治原則 以為主，制早治小，一次根治，不留后患為原則。2.2.1 新建鐵路應加強工程地質工作，對崩塌落石地段，嚴重者應予以繞避，不能繞避時，應修建必要的預防性工程，防患于未然。2.2.2 養(yǎng)護維修應對可能發(fā)生崩塌落石地段，加強檢查巡視，發(fā)現(xiàn)變形失穩(wěn)征兆，應及時采取措施，治早治小，防止因病害擴大而導致災害的發(fā)生。2.2.3 病害發(fā)生后，整治工作要堅持一次根治、不留后患。否則，往往會招致大的災害。
2.3防治措施常用的防治措施有如下類型。2.3.1 攔截類 適用于小規(guī)模、小塊體的崩塌落石。攔截構造有落石平臺、落石坑、落石溝、攔石墻、鋼軌柵欄及柔性攔石網(wǎng)等。2.3.2 遮欄類 應用于規(guī)模較大的崩塌落石，遮欄有各種明洞和棚洞。修建明洞、棚洞，既可遮擋崩塌落石，又可對邊坡下部起穩(wěn)定和支撐作用。2.3.3 支擋加固類 適用于不宜或難于消除的大危巖或不穩(wěn)定的大孤石。支擋建筑有支頂墻、支護墻、明洞式支墻、支柱、支撐等。2.3.4 護坡、護墻 適用于易風化剝落的邊坡。邊坡陡者用護墻，邊坡緩者用護坡。2.3.5 改線繞避 上述措施不能奏效時，應考慮改線繞避。
2.4 養(yǎng)護維修要點:2.4.1 崩塌落石地段應進行定期檢查、經(jīng)常檢查和雨季汛期檢查。所謂定期檢查是指春檢和秋檢，對崩塌落石地段及其防護建筑物進行全面地檢查。春檢時發(fā)現(xiàn)隱患，采取防范措施安全渡汛；秋檢時是檢查汛期過后崩塌落石處所的變化情況及防護建筑物的破損情況，分輕重緩急，安排路基大、維修計劃。雨季汛期應加強檢查力度，執(zhí)行雨前、雨中、雨后檢查制度，是防止崩塌落石事故的有效措施。2.4.2 及時清理被攔截的崩塌墜落土石，修理被破壞的建筑物及排水設備。2.4.3 對范圍大、數(shù)最多、危石分散、清除整治困難的崩塌落石地段，應設置報警裝置，以防發(fā)生事故。
3 基床翻漿冒泥、下沉外擠的防治
基床翻漿冒泥、下沉外擠是路基本體變形而引起的病害。一般發(fā)生在基床為黏土類的路基地段，排水不良的路塹和站場比較多見。翻漿冒泥和基床下沉外擠病害，是基床變形不同階段的表征，翻漿冒泥導致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的發(fā)展使基床抗剪強度下降，導致路肩隆起或邊坡外擠�；卜瓭{冒泥引起的軌道不平順，惡化了列車運行條件，但變形發(fā)展緩慢，對行車安全影響不大。而基床下沉外擠，則可能造成行車中斷甚至列車顛覆，嚴重危及行車安全。
3.1 病害成因基床排水不良承載力不足或受水浸承載力進一步下降的土質基床在列車荷載反復作用下，將逐漸形成基床翻漿冒泥下沉外擠的病害。水若源于降雨，翻漿冒泥表現(xiàn)為季節(jié)性，即雨季發(fā)生，旱季不發(fā)生；水若源于地下水，則翻漿冒泥表現(xiàn)為常年性，但雨季比較嚴重。基床土遇水承載力下降，原因比較復雜，如基床土為膨脹土未更換或改良；排水系統(tǒng)不完善；基床未作砂墊層或厚度不足；填土密實度未按規(guī)定控制；軌道狀態(tài)不良；速度、軸重增加而軌道與之不相匹配等，都將使基床強度與行車條件不相匹配，以致產(chǎn)生基床病害。
3.2 防治原則 "預防為主，治早治小"。應在基床變形的初始階段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外擠再整治，這樣做可事半功倍。
3.3 防治措施應視病害性質，產(chǎn)生原因，地段長短及施工條件等情況，合理選擇施工工藝，綜合整治以求實效。3.3.1 排水。適用于排水不良而導致的基床病害，如路塹和站場。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統(tǒng)；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統(tǒng)。3.3.2 提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土（二合土或三合土）及換砂。換填深度應以滿足承載力要求為原則。3.3.3 使基面應力降低或均勻分布。3.3.4 土工膜（板）封閉層或無紡土工纖維滲濾層。這是近年廣泛應用的防治基床病害的新工藝，它有隔離地表水、過濾基面水和均布基面應力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。
3.4 養(yǎng)護維修注意事項： 3.4.1 病害整治前，應加強線路檢查和維修，及時整好軌平和軌向，挖除翻漿泥碴恢復道床彈性，排除陷槽和碴囊積水，保持排水設施完好暢通，以保證行車平穩(wěn)和降低基床變形速度。3.4.2 病害整治后，應經(jīng)常保持狀態(tài)完好，及時修補損壞部位，尤其要確保地下排水設施，如側溝下滲溝，完好暢通，定期清理，以防堵塞。
4 路基陷穴的防治
路基陷穴是路基下面隱伏的洞穴頂部塌陷引起的一種路基病害。塌陷有時能使軌道懸空，給行車安全帶來嚴重后果，這些洞穴有三類，一是石灰?guī)r地區(qū)的巖溶洞穴；二是黃土地區(qū)的黃土陷穴；三是人工遺留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遺棄的坑道等。有些洞穴，修建鐵路時未發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)未作處理，有些黃土陷穴是在鐵路建成后，因路基排水不良，水流集中潛蝕而成。
4.1 形成原因 造成洞穴頂部塌陷的主要因素是水的作用和列車荷載作用。洞穴在水的侵蝕、潛蝕作用下和列車動荷載的反復作用下，洞頂?shù)膸r土結構逐漸遭到破壞，承載力也逐漸喪失，最終突然塌陷。
4.2 預防措施 預防洞頂塌陷，必須預先弄清楚影響路基穩(wěn)定范圍內，隱伏洞穴的分布情況、形狀大小、埋藏深度、頂部厚度、洞穴處工程地質和水文地質情況，以及洞穴的發(fā)展趨勢等，而后采取工程措施，預防洞穴塌陷。但要做到這一點，只有在新線勘測設計或施工階段才有可能。通車后在運營條件下，很難做到。黃土路基，只要做好路基排水，就能預防新生陷穴的發(fā)生。
4.3 整治措施 陷穴發(fā)生后，首先應根據(jù)陷穴發(fā)生的部位、規(guī)模、對路基穩(wěn)定性或行車安全的危害程度，進行評估，確定是否緊急處理。發(fā)生在軌道下面的陷穴，對行車安全危害較大，應采取緊急措施，如填實陷坑，整修線路，扣軌慢行，派人看守,情況危急時，應封鎖線路。其次應做細致，查清塌陷洞穴的成因，形狀大小，平面位置，埋藏深度，工程地質和水文地質特征及可能的發(fā)展趨勢，為徹底整治提供依據(jù)。常用措施有：4.3.1 開挖回填。如暫不危及行車安全，此措施應作為首選，它能確保質量，不留后患。4.3.2 塌陷洞穴在軌道下方，無法開挖，可鉆孔灌砂、灌注泥漿、砂漿或混凝土漿。4.3.3 規(guī)模較大或與暗河相通的溶洞塌陷，可采用網(wǎng)格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他類梁跨越等。無論采用何種措施，都要做好排水，尤其是黃土陷穴，排水設施有效、完善與否是整治成敗的的關鍵。
參考文獻
[1]公路路基病害及防治.中國技術信息網(wǎng)，2007.
[2] 黃華林，高速公路路基病害探測研究[J].2005.
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