铁路风沙路基施工技术初探

摘要：随着铁路的飞速发展，干旱、无人的荒漠戈壁区的铁路工程越来越多，这些地区存在风沙灾害，对施工影响很大。本文分析了风沙对路基的危害和防治措施，并以工程为例介绍了铁路风沙路基施工技术。

关键词：铁路；风沙路基；施工技术

中图分类号; F530.3文献标识码：A

一、风沙对路基的危害

风沙对路基的危害主要表现为沙埋和风蚀两种形式。

（一）沙埋

沙埋的产生主要分为两种：一是风沙流通过路基时，由于风速减弱，导致沙粒沉落，堆积掩埋路基；二是由于沙丘移动上路而掩埋路基。沙埋主要分为片状沙埋、舌状沙埋和堆状沙埋，其中片状沙埋主要发生在风沙流活动地区。舌状沙埋在流动沙丘地区路线横切走向，或风沙流活动地区路基上风侧有障碍物时均可发生。堆状沙埋则主要发生在流动、半流动沙丘地区。

（二）风蚀

风蚀是指在风沙的直接冲击下，路基上的沙粒或土颗粒被风吹走，出现路基削低、掏空和坍塌等现象，从而引起路基的宽度和高度的减小。风蚀的程度与风力、风向、路基形式、填料组成及防护措施有关。对于路堤而言，当主导风向与路基处于正交时，迎风侧路肩及边坡上部风蚀较严重，背风侧则较轻；而对于路堑而言，其边坡的风蚀一般均较严重，风蚀程度则随路线与主导风向的交角不同而不同。

二、风沙段路基施工防治措施

风沙路基应在少风、风速较小或有雨季节分段施工，分段成形，分段防护，防护顺序应先施工迎风面再施工背风面，并在大风来临前配套完成。路基施工前应做试验段，取得经验后再正式施工。具体来说可采取以下措施：

（一）路基排水

路基排水应结合当地的自然环境和气候条件，以及时顺畅排泄集中强降雨和伴随的融雪洪水为主。

(1)路基排水应结合涵洞排水和桥涵导流设施统筹考虑。尤其是在排水困难地段，必须与桥涵专业技术人员沟通，使其设置在满足排洪要求的同时，尽量满足路基排水要求。

(2)强降雨在形成径流的同时，往往伴有泥沙等物质实体，必须考虑其流动的缓慢性和淤积在短期内对排水设施造成的影响。因此，路基排水设施尺寸必须适当加大，以满足快速排洪要求。低矮路堤的

排水沟尺寸也应加大。坡脚、路堑的堑顶设置挡水设施，尤其是漫流地区或地表径流聚集区域。

(3)在地形困难或纵坡困难地段，必须考虑路基排水纵坡设计，满足排水要求。

(4)在长大挖方地段，建议加深侧沟深度。

（二）路基防风、治沙

(1)在风沙地段，风与沙往往同时存在，铁路容易遭受风害、风蚀和沙埋等危害。因此，路基防风和防沙工程的设计应按现场实际情况，合理设置综合工程措施，采用立体防护工程。

(2)在铁路穿越风害严重地段，应对路基挡风结构和棚洞等封闭防风结构进行综合分析，确定经济、科学、合理的防风与挡风结构。当路基工程难以抗衡大风的侵袭、而且工程造价并不经济时，应采用棚洞等封闭防风结构通过，以彻底解决铁路防风问题，不留隐患。

(3)在其它大风地段，以设置路基挡风墙为主要防风措施。挡风墙应高于既有线，应综合考虑机车车辆、行车速度、路基结构和接触网等因素，设计中考虑挡风墙的有效遮蔽区，保证列车安全运行，同时还要考虑工程措施的经济、合理性和便于养护与维修。

(4)防风、治沙工程应结合工程固沙与生物固沙，在具备条件的情况下，选择生物固沙为主。因此，建议结合地下水位和既有工程设置，选择打井滴灌、新建绿化防护林带等防风、治沙措施。

（三）路基边坡的一般性防护

对路基边坡高度为3 m以下的低路堤和浅路堑边坡，以及采用骨架防护的路基边坡，建议采用全覆盖式防护措施，采用六角混凝土块或干砌片石、干砌卵砾石。

三、铁路风沙路基施工技术应用

（一）工程概况

某风沙地段铁路设计时速160km，开通速度200km，此工程大多数施工段落的路堤本体及基床底层范围内，采用沿线富积的天然风积沙（细砂、粉细砂）填料填筑。该种填料在夏季蒸发量大，含水量损失迅速、轮式机械在干沙上行走容易下陷，造成运输和碾压十分困难。相对于一般路基施工的“四区段，八流程”工艺，风沙路基以“六区段，十流程”工艺组织施工。六区段：填筑区、平整区、层间补水区、碾压区、检验区、包边防护区；十流程：施工准备、地基处理、填前层间补水、分层填砂、摊铺整平、洒水或晾晒、碾压夯实、检测签证、路面及边坡整形、粘土包边。

（一）填料试验

为保证路基填筑质量和合理的设备配置，在正式施工以前，必须进行认真的工艺试验。

1、填筑层检测标准

根据设计及相关规范要求，基床底层及以下路堤填料的检测项目采用双控：即地基系数（K30）和相对密度（Dr），其检测标准如表1

2、填料试验分析

分别对沿线不同取土场的填料取样进行土工试验分析，确定该种风积沙填料为细砂，属C组填料，天然含水量为1.9%～3.0 %，最大干密度为1.64～1.7 g/cm3，最佳含水量为6.9 %。

（二）验收下承层

填筑前应检查基底几何尺寸，核对压实标准（进行相关工序的检测与验收），不符合标准的基底应进行处理，使其达到验收标准。

（三）测量放样

在施工现场附近引临时水准点，报监理审批，严格控制标高；在路基上采用方格网控制填料量，方格网纵向桩距不宜大于10m，横向应分别在路基两侧及路基中心设方格网桩。在两侧路肩边缘外设指示桩,在方格网内用白灰点控制自卸车倒土密度，以此控制每层的摊铺厚度。

（四）摊铺

根据松铺厚度计算每车混合料的摊铺面积，确定堆放密度。在填筑场地按照每车土方的数量及摊铺厚度，用白灰点控制自卸车倒土密度，同时埋桩挂线，标示松铺厚度；摊铺完后，先用平地机初平和整形，再用压路机快速碾压l～2遍。对于出现的坑洼应进行平整。分

层填筑压实厚度根据压实机具和试验段确定的方法进行。

路基填筑应全断面均匀摊铺，不得出现纵向接缝，不宜中断。整型应按规定的坡度和路拱进行，并特别注意接缝处的整平。在整型过程中，严禁车辆通行。

（五）风积沙压实

风积沙对振动很敏感，采用振动压路机碾压，压实效果好，效率

高。风化石与风积沙互层处理碾压时应遵循的原则：振动压路机以80―100m做为一个碾压段，按先静压后振动、先两边后中、先慢后快的顺序碾压4―5遍。砂砾与风积沙互层处理碾压时应遵循的原则：振动压路机以80～100m做为一个碾压段，按先静压后振动、先两边后中、先慢后快的顺序碾压3-4遍。然后根据砂砾含水量可用洒水车补洒水，控制含水量比最佳含水量大2-3％，以补偿施工中水分的下渗和蒸发。再按先两边后中、先慢后快的顺序振动碾压2-3遍。压实度在接近或达到最大干密度时．其抗剪强度也最大，机械车辆能在土层上较为自由的行驶或工作。

（六）路基顶层施工

必须采用砂砾或风化石做封顶层．以防风积沙失水松散、保持外

观和质最。待整个施工段碾压完毕进行自检、报检，重点是压实度、高程和弯沉的检验。

（七）施工安全防风措施。

1、基底处理时，6级以上大风时，旋喷桩、CFG桩停止施工，机械大臂收起，停在背风面。

2、路堤工程施工防风：路堤填筑完毕后，应立即对该段落路堤迎风面侧边坡施作防护工程和路堤永久挡风墙工程，然后在施工路堤背风侧边坡防护工程及路基面附属工程，这样就是在有大风的情况下，由于提前施工的永久挡风墙可以有效挡风，也是可以继续施工的，因此可以大大提高施工进度，安全也可以得到确实的保障。

3、路堑工程施工防风：路堑开挖施工，由于戈壁滩开挖揭示后，受到大风风蚀的作用，在未做任何防护的情况下，边坡很容易失稳或者局部溜坍。因此施工路堑时，自上而下开挖，开挖一级防护一级，确保路堑边坡的稳定。

参考文献

[1]张晓萍.探究铁路风沙路基施工技术[J].城市建筑,2013年18期.

[2]郭祖孝.浅谈风沙地区铁路路基防护设计[J].科技与企业,2013年13期.