铁路建设存在的主要问题及对策

摘要：本文从铁路工程中的路基、隧道、桥梁三方面分析了建设中容易出现的问题，并提出了应对措施。

关键词：路基；隧道；桥梁；铁路建设

Abstract: this article from the roadbed, tunnel, Bridges of railway engineering construction were analyzed in three aspects: easy to appear problem, and the countermeasures are put forward.

Key words: subgrade; The tunnel; Bridge; Railway construction.

中图分类号：F530.3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、铁路建设中的路基问题

（一）碎石桩加固地基成桩偏斜，达不到设计深度

成桩未能达到设计标高，桩体偏斜过大。原因分析：遇到地下物如大孤石、大块混凝土、老房基及各种管道等；遇到干硬粘土或硬夹层(如砂、卵石层)；遇有倾斜的软硬地层交接处，造成桩尖向软弱土方向滑移；桩工机械底座放置的地面不平、不实，沉陷不均匀，使桩机本身倾斜；钢套管弯曲过大，稳管时又未校正。 

防治措施：施工前地面应平整压实(一般要求地面承载力为100～150kN/m2)，或垫砂卵石、碎石、灰土及路基箱等，因地制宜选用；施工前选用合格的钢桩管，稳桩管要双向校正，控制垂直度不大于1％；放桩位点时，先用钎探找出地下物的埋置深度，挖坑应分层回填夯实(钎长1～1.5m)，非桩位点可不作处理；遇有硬粘土或硬夹层，可先成孔注水，浸泡一段时间再沉管，或边振沉边注水，以满足设计深度；遇到地层软硬交接处沉降不等或滑移时，应与设计单位研究，采取缩短桩长、加密桩数的办法。

（二）基床翻浆冒泥、下沉外挤

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比较多见。翻浆冒泥和基床下沉外挤病害，是基床变形不同阶段的表征，翻浆冒泥导致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的发展使基床抗剪强度下降，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。

防治措施：

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；修建堵截、导引、降低地下水位的盲沟、截水沟、侧沟下渗沟等排除地下水或降低地下水位系统。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、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。防治措施一般采用换渗料土（二合土或三合土）及换砂。换填深度应以满足承载力要求为原则。

3、土工膜（板）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。作为隔断排水层的材料，它能渗水，又能隔断粘土细粒，具有足够的强度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但这种材料造价较高，使用寿命尚有待测试。

（三）裂缝

高速铁路通常采用整体道床，整体道床裂缝的种类基本上可以分为两大类，即基层开裂所形成的反射裂缝和面层自身产生的温缩裂缝，属于非荷载裂缝；另一类是由行车荷载反复作用而产生的裂缝，它是由于整体道床基层承受的拉应力超出其抗弯拉强度而产生的网状不规则的裂缝，这要在设计时充分考虑。第一类裂缝需通过施工时控制好质量来解决。

1、整体道床基层裂缝的控制。选择收缩性小的水泥稳定类结构做基层，施工时，要考虑水泥类稳定材料收缩主要有两个方面的原因，即温缩和干缩，这两者又与材料的含水量和塑性指标有关。选择材料时，要对材料的塑性指标进行试验，其塑性指标在规定范围内方可采购。在施工中，通过采用缓凝减水剂等方法，尽量使水泥类稳定材料达到最佳含水量，保证少出或不出裂缝。

2、整体道床面层裂缝的防治。沥青整体道床非荷载裂缝是低温和疲劳裂缝的总和，它的形成与沥青的品质有关，主要由沥青的温度敏感性和针入度决定，国内外多项试验表明，针入度指标越高，温度敏感性越低。在选择整体道床材料时，要充分考虑这些因素，从而实现裂缝的预防。

二、铁路建设中的隧道问题

（一）洞门施工通病

洞门施工通病一般表现在洞门坍塌或洞门表观质量差。地表水渗透或雨水冲刷使隧道洞门边、仰坡失穏，造成洞口坍塌；洞门边、仰坡开挖采用大爆破作业方式，对隧道洞口围岩产生扰动，造成隧道洞口坍塌；洞口围岩松散软弱，自稳性能差，进洞施工方案不妥；洞口边仰坡开挖后防护不及时洞门立模不稳，不平顺，混凝土灌注质量差； 预防及处理办法：洞口工程施工前，首先做好洞口范围内地表防排水工作，填平洼地和积水坑，防止地面水渗透；及时施做洞口工程系统截水沟、排水沟，尽可能与洞口路基排水系统形成整体。宜在雨季前及边、仰坡开挖前完成；

（二）地表沉降

地表沉降预防措施：

1、谊用单壁掘进机或风镐开挖，减少对围岩的扰动，当采取爆破开挖时，应采用短进尺、弱爆破。

2、应加强对拱脚的处理，打设拱脚锚杆，提高拱脚处围岩的承载力。

3、应及时施作仰拱或临时仰拱。

4、若初期支护变形过大，又不宜加固时，可对洞周2——3CM围岩进行系统注浆固结支护。

5、地质条件差或有涌水时，谊采用地表预注浆结合洞内环形注浆固结。

6、加强对地表下沉的量测及反馈，以指导施工量测频率宜为深埋段时的2倍。

（三）衬砌背后空洞

衬砌背后空洞危害较大，回填不密实或存在空洞, 使得拱部或拱腰出现局部脱空而形成积水空间, 隧道易出现渗漏水；或使隧道与围岩不能形成一个有机整体, 不能很好发挥围岩的弹性抗力作用。衬砌背后的空洞, 还会导致围岩松弛、土压增加, 造成边墙、起拱线附近的拱肩开裂、错缝错台, 拱顶压溃, 隧道净空缩小。

原因分析：施工衬砌混凝土时 ,拱腰至拱顶范围很难填满、振捣不密实 ,会留有空穴；施工下部落底时产生落拱现象 ,衬砌背后出现空隙；发生较大坍方后 ,很难将空洞填满；由于防水卷材预留不足,防水卷材紧绷造成其背后与初期支护有一定间隙无法灌注混凝土,造成直接空洞；混凝土灌注至拱顶后,没有及时调整混凝土的水灰比,而且并不是控制一定泵送压力进行灌注,造成拱顶混凝土没有灌注饱满而形成空洞；堵头模板与初期支护不密贴,同时又没有进行有效堵塞,造成混凝土灌注不饱满而形成拱顶衬砌前端空洞。

防治措施：

1、控制混凝土的灌注速度,加强振捣,对超挖大的位置必须由专人进入模板内进行补强振捣,以确保混凝土灌注密实。有时容易出现灌注速度快、振捣跟不上,致使混凝土局部不密实而形成空洞；

2、铺设防水材料必须由顶部逐步向墙脚进行,增加固定锚固的点位,并预留一定的富裕量,避免混凝土由墙脚自下而上灌注时,受防水材料限制,使拱顶形成空洞。

3、选用流动剂、高效减水剂以及合理的集料粒径配制高流动性混凝土。

4、对塌方留下的空洞，应通过预留孔口进行压浆处理，填满后再进行二衬施工。

三、铁路建设中的桥梁问题

铁路桥梁的失效从桥梁支座的失效开始，因此加强桥梁支座的施工管理，从支座的选择、安装、养护、更换进行质量控制，具有极为重要的意义。在支座的施工上除满足使用上的限位、传力，改变桥梁节点的受力模式、保证桥梁结构的工作模态与结构理论计算模态一致。如果出现实际状态与设计状态造成误差，可能对支座造成破坏，进而引起桥墩的偏位、墩柱开裂，落梁等严重病害。因此必须做好支座的施工控制。控制要点如下：

1、垫石顶面凿毛，并以清水冲洗干净，注意锚栓孔内不得积水，以防海洋大气环境下引起的桥墩顶帽冻胀开裂。

2、为确保支座使用过程中扭转或纵向滑动灵活，支座安装前应根据实际情况采取相应固定措施，以确保各部位相对位置准确，待墩顶块浇注完成后予以拆除。

3、以龙门吊安装支座，支座四角以铁楔抄垫牢固，铁楔尺寸为80mm×100ｍｍ×20ｍｍ，并要求成对安装。活动支座安装要特别注意考虑混凝土收缩徐变和合龙段锁定时温度的影响，即设置预偏量。

4、锚栓孔灌注环氧树脂砂浆，以加强支座与桥墩间的锚固力，同时可方便位能压浆时锚固支座，防止支座上浮。

5、安装主送浆管、分配管、送浆管、出浆管等灌浆设备，浇注封边围堰，封边围堰应严密不漏浆，封边围堰用500号砂浆施工，陷度10～30mm，其强度达到70以上方能灌浆，围堰宽度不小于150mm。所有管路均采用聚乙烯塑料管，安装时亦可不安装止浆阀，而在0.5ｍ高处安装接头，以便接头以上管路回收。

6、支座压浆：砂浆采用无收缩砂浆，其标号为500号，砂子粒径不大于２mm。砂浆以拌浆机分次拌够。搭设灌注架，将灌浆漏斗提高至约5m，开启止浆阀，当灌入的砂浆从出浆管溢出时，表示内部砂浆已灌满，可以逐一用木塞或橡皮塞塞住，并关闭止浆阀，灌浆完成。当水泥砂浆强度达到70后敲出钢楔，补满干砸砂浆，始可承受荷载。

参考文献

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