小议铁道线路路基常见病害的成因及整治措施

摘要：我国的铁路路基设计通常采用较低的技术标准，施工质量往往要求不严，从而导致各种铁路基床病害成为一种分布广、治理难、多发性强的病害，加之近年来随着重载及提速列车的大量开行．路基内应力水平、分布状态和作用方式显著改变。由于既有线路基设计承载力偏小，在列车提速后荷载引起的应力之下，导致各种病害的产生，或使已存在的病害加重而影响着列车的安全运行。所以了解病害的类型及其发生机理，对路基的防护和治理意义不言而喻。

关键词：铁路路基，病害，机理，整治

Abstract: China's railway roadbed design usually USES low technical standard, the construction quality often asks not to be lax, which can lead to all kinds of railway bed disease, become a wide distribution, management difficult, multiple strong disease, and in recent years, with a large number of speed and heavy train opens. Subgrade stress level and distribution status and functions of the significant change. Due to the small bearing capacity of existing roadbed design, speed in the train after the stress caused by load under, lead to a variety of diseases of generation, or make already existent diseases increased when the influence the safety operation of the train. So understand the type of disease and its occurrence mechanism, the protection and management of the subgrade meaning is self-evident.

Keywords: railway roadbed, disease, mechanism, regulation

中图分类号： U213.1 文献标识码：A 文章编号：

一、铁路路基病害类型

（一）、铁路路基病害类型及原因分析

铁路路基病害按表现形式可分为翻浆冒泥、路基下沉、挤出变形、边坡坍方、边坡冲刷、陷穴、滑坡、水侵路基、冻害等。

1、翻浆冒泥

路基强度因含水过多而急剧下降，在行车作用下发生裂缝、鼓包、冒泥等现象，称之为翻浆。翻浆冒泥一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床，降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段一定条件的含粘粒、粉粒的基床表层土在和列车反复振动的作用下，发生软化或触变、液化，形成泥浆。列车通过时轨枕上下起伏使泥浆受挤压抽吸而通过道床孔隙向上翻冒，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。翻浆冒泥分为土质基床翻浆、风化石质基床翻浆和裂隙泉眼翻浆。

2、路基下沉

路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致，填方路基下沉导致断面尺寸改变的病害现象，为路堤沉陷。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垂直变形。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉

3、挤出变形

表现形式有路肩隆起、侧沟被挤，路肩外挤和边缘外膨。主要是由于土体强度不足而产生的剪切破坏或塑性流动，基床内的土经常处于软塑状态，在基床内的影响深度较大，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，发生外挤变形。

4、边坡冲刷

边坡冲刷是指较高大的土质路堑、路堤边坡、岸坡的路堤边坡或严重风化的软质岩石边坡受到水流的冲蚀、冲刷作用而形成冲沟或冲坑。

5、陷穴

陷穴指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落。轨道悬空，能造成中断行车，甚事列车颠覆的事故。

6、滑坡

指影响路基稳定的土体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡。

7、水浸路基

水浸路基指实际浸水超过设计水位的路基。被水浸或淹没，引起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。

二、铁路路基病害产生的机理

路基病害的产生和发展与路基填料的工程性质、地表水与地下水、列车振动荷载、土的动力强度特性和温度及其变化有关。主要是路基填料、水、列车荷载和温度变化等各项因素综合作用的结果，各种因素之问又相互关联，铁路路基病害发生的原因非常复杂，并且每一种病害都有自己特殊的病理。但归纳起来主要有两个方面：

病害的发生取决于特定的地质环境；病害的发生与相应的气候变化和列车振动荷载息息相关。前者是病害发生的内因。后者是病害发生的外因。对某一具体的线路来讲，其地质条件是客观存在，虽然它也在不断地发生变化，但基本上是一种较为稳定的量。因此，在一定程度上路基病害的发生频率和程度将取决于气象水文条件和列车长期重复振动荷载的影响，路基病害的产生和发展是各项因素综合作用的结果。

在列车轮轴荷载的重复作用下，路基的渐进破坏主要表现为过大的塑性变形，这种塑性变形累积到一定程度将会使路基填土产生塑性流动，并产生路基病害。产生这些病害的原因在很大程度上依赖于路基土在循环荷载作用下的抗剪强度特性，而后者与土的饱和度密切相关。随着饱和度的增大，土的动强度将显著降低。处于轨道下方的路基土因反复受到挤压和固结而产生过大的累积塑性变形，从而形成所谓的道碴坑以及枕木下方的积水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量达到饱和状态，动强度显著减小，从而使道床工作性能急剧下降，甚至会导致线路产生严重的不平顺而影响行车安全。

三、病害的整治

病害的整治

路基病害的整治应从路基填料防止水侵入、提高路基强度和刚度入手，路基的整治流程：前期准备总体方案检测路基细化方案治理施工效果评价。

处理路基病害基本按以下步骤进行。

①、需要检测路基病害，判断路基病害的类型、发生的部位及规模大小、严重程度；②、对产生病害的主要原因进行分析：一般为填料、水分侵入、强度不足等方面的问题；③、拟采取的措施：应采用技术上可行、经济上合理的治理方法。

1、基床翻浆冒泥、下沉外挤的整治措施：

基床翻浆冒泥、下沉外挤是路基本体变形而引起的病害。一般发生在基床为黏土类的路基地段、排水不良的路堑和站场。

翻浆冒泥和基床下沉外挤病害，是基床变形不同阶段的表现，翻浆冒泥导致路肩隆起或边坡外挤。基床翻浆冒泥引起的轨道不平顺，恶化了列车运行条件，但变形发展缓慢，对行车安全影响不大。而基床下沉外挤，则可能造成行车中断甚至列车颠覆，严重危及行车安全。

病害成因：基床排水不良承载力不足或受水浸承载力进一步下降的土质基床在列车荷载反复作用下，将逐渐形成基床翻浆冒泥、下沉外挤的病害。水若源于降雨，翻浆冒泥表现为季节性，即雨季发生，旱季不发生；水若源于地下水，则翻浆冒泥表现为常年性，但雨季比较严重。基床土遇水承载力下降，原因比较复杂，如基床土为膨胀土未更换或改良；排水系统不完善；基床未作砂垫层或厚度不足；填土密实度未按规定控制；轨道状态不良；速度、轴重增加而轨道与之不相匹配等，都将使基床强度与行车条件不相匹配，以致产生基床病害。防治原则“预防为主，治早治小”。应在基床变形的初始阶段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外挤再整治，这样做可事半功倍。

防治措施应视病害性质，产生原因，地段长短及施工条件等情况，合理选择施工工艺，综合整治以求实效。①、排水。适用于排水不良而导致的基床病害，如路堑和站场。疏通或修建防渗侧沟、天沟、排水沟等地表排水系统；②、提高基床表层强度。适用于基床表层土承载力不足导致的基床病害，如裂土病害；③、土工膜封闭层或无纺土工纤维渗滤层。这是近年广泛应用的防治基床病害的新工艺，它有隔离地表水、过滤基面水和均布基面应力等多种效用，常与换砂、砂垫层配合使用。

2、路基陷穴的整治措施：

形成原因：造成洞穴顶部塌陷的主要因素是水的作用和列车荷载作用。洞穴在水的侵蚀、潜蚀作用下和列车动荷载的反复作用下，洞顶的岩土结构逐渐遭到破坏，承载力也逐渐丧失，最终突然塌陷。

整治措施：陷穴发生后，首先应根据陷穴发生的部位、规模、对路基稳定性或行车安全的危害程度，进行评估，确定是否紧急处理。发生在轨道下面的陷穴，对行车安全危害较大，应采取紧急措施，如填实陷坑，整修线路，扣轨慢行，派人看守，情况危急时，应封锁线路整治作业。其次应做细致调查，查清塌陷洞穴的成因，形状大小，平面位置，埋藏深度，工程地质和水文地质特征及可能的发展趋势，为彻底整治提供依据。常用措施有：（1）、开挖回填。如暂不危及行车安全，此措施应作为首选，它能确保质量，不留后患；（2）、塌陷洞穴在轨道下方，无法开挖，可钻孔灌砂、灌注泥浆、砂浆或混凝土浆。（3）、规模较大或与暗河相通的溶洞塌陷，可采用网格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他类梁跨越等。无论采用何种措施，都要做好排水，尤其是黄土陷穴，排水设施有效、完善与否是整治成败的的关键。

总之。铁路线路路基的病害成因相对复杂，只有加强对线路路基的日常检查维护，及时找出病害机理并对症下药，就能及时的消除存在的故障隐患，确保线路行车安全。