既有京哈线路基\基床病害整治措施

【摘要】通过分析京哈线路路基不均匀沉降、路基冻涨等路基病害及其原因，提出基床下沉外挤、路基边坡溜坍、路基冻胀等路基病害整治措施；提出改良基床土性质、设置封闭层和疏导地下水等基床病害防范措施，该措施在滨州线、滨绥线病害路基整治工程中得到了很好的利用。

【关键词】路基；基床；病害整治措施；研究

前言

随着我国科技日新月异的发展，铁路建设任务在土建行业中显得格外重要。伴随着行车速度的不断提速、列车轴重、运量和列车荷载的增加，既有铁路路基、基床病害呈逐年增加态势，对铁路的行车安全及养护维修带来了不可想象的诸多问题。因此，既有铁路路基、基床病害的整治工作将成为维护既有线安全、高效、畅通运营的重点，同时会越来越多的受到各方面的关注。以下就哈局管内京哈线路基病害进行分析并提出整治方案。

1 路基、基床病害类型及分析

1.1 路基、基床下沉

基床土在水及动力作用下发生局部或大面积软化下沉引起轨面下沉，采用加厚道碴维持轨面高程后，道碴下沉形成道碴囊，碴囊深0.5～1.2m，囊内积水，基床土呈软塑状。同时，基床软化下沉引起基床土及底碴从道床坡脚挤出，路肩上拱外挤，侧沟倾斜开裂。

1.2 路基边坡溜坍

路堤由不合格的填料填筑，填料的夯后剪C、φ值较低，且边坡较高，边坡设计坡率大于路堤压实后填料的安息角，尤其是在汛期，基床土含水量大增，路肩处可发现大量纵向裂纹，边坡溜坍较多且非常严重，时常出现边坡溜坍至碴床边，严重危及行车安全。

1.3 路基、基床板结

在列车荷载作用下，石灰岩石碴形成大量以碳酸钙为主要成分的粉状物，容易引起水化反应。大量煤粉进入道床，充填了碴石空隙。各种金属设备摩擦所产生的铁屑与水发生化学反应形成“钙质胶结”与“铁质胶结”，对道床造成严重污染，形成一种十分复杂的新再生岩石，加速、加重了道床的板结。雨季来临时，发生水化反应，致使道床翻浆，稳定性下降。

1.4 路基冻涨

在严寒地区，基床土由不合格的路基填料填筑，特别是冻胀性较强的黏性土，具有塑性大，不透水、雨季含水量大增，排水性较差引起路基下沉，冬季易出现冻胀现象，特别是各段落基床土填料不同，引起冻胀的幅度迥异，致使线路不平顺，造成行车颠簸、摇晃。

2 路基、基床病害产生的机理

路基病害的产生和发展与路基填料的性质、地表水及地下水、列车振动荷载、土的动力强度特性和温度的变化有关。在列车荷载的反复作用下，路基的渐进破坏主要表现为过大的塑性变形，累积到一定程度，路基填土出现塑性流动，产生路基病害。随着土的含水量增大，其动强度（即经过若干次循环加载后仍处于稳定状态的最大偏应力比）显著降低。因反复受到挤压和固结，轨道下方的路基土产生过大的累积塑性变形，形成所谓的道碴坑，以及轨枕下方的积水坑。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，致使道床工作性能急剧下降，导致线路产生严重的不平顺，影响行车安全。

3 路基、基床病害整治措施及效果

3.1 基床下沉外挤整治

采用基床换填中粗砂和加铺土工格室，或加铺隔水土工布。清理基床陷槽并整平好基床表面，而后回填厚0.4-0.5m、宽7.6m的中粗砂，其中间铺宽7.2m，高0.1m（或0.2m）的土工格室。土工格室用联结器联结牢固，将中粗砂夯实整平，使道床厚度达到0.45m，并保持道床底形成4%人字坡，以便排水。路肩采用L型挡土墙进行加固，以增大侧向约束力。

3.2 路基边坡溜坍整治

首先采用浆砌片石拱型骨架护坡，坡脚设一浆砌片石基础，主骨架厚0.7m（含0.1m碎石垫层），宽0.8～1.0m，间距4.0～5.0m，路肩为干砌片石并抹面，厚0.4m，并加设0.1m厚的碎石垫层，可畅通排水。同时拱圈内种植灌木，起到护坡、吸水及绿化作用，水害复旧工程采用上述措施，效果良好。通过几年的运营，线路轨面状态良好，路基稳定。

3.3 路基、基床板结整治

接头处更换优质道碴，用花岗岩道碴更换石灰岩道碴加强接头处道床边坡清筛，保持排水良好条件对低坍钢轨接头全面焊补，改善钢轨接头状态。彻底解决道床翻浆、基床板结问题，关键在于改善基础条件，可全面起道增加道床厚度，全断面更换优质碴石等。另外，减少运煤列车的煤粉泄漏给线路道床造成的污染，有利于解决集通线道床板结、翻浆问题。

3.4 路基冻涨整治

根据中粗砂具有非冻胀性的特点，在基床1.0～1.2m处换填中粗砂垫层，基床面采用塑料排水板封闭，使基床面排水顺畅，消除地表水影响，以及减少列车动应力作用。基床上下设置两布一膜，阻断地表水向下渗透，同时也阻断地下水通过毛细作用上升至基床，尽量减少基床内水的补给。为防止道碴、碎石将两布一膜扎破，铺设土工布处设置0.1-0.15m的细砂层，保护土工布及土工膜。加强路基排水，防止地下水的侵蚀，夏季做好防范工作，冬季及时排除积雪，设置渗水暗沟与盲沟，消除地下水的迁移，加强捣固，夯实路基减少土中孔隙，减少土的含水量。日常的维修养护应及时平整路基的坑洼，改善路基边坡条件，及时修复既有的排水设施。

4 基床病害防范措施

4.1 强化基床表层

在列车反复荷载作用下，基床对荷载引起的变形会产生较强的适应性。因此，应强化基床表层作用，防止道碴挤入基床土和基床土压入道碴层。强化基床表层，可防止由于雨水侵入导致的基床土软化，有效防止基床承载力下降和翻浆冒泥，并保护基床路肩表面不致被雨水严重冲刷。强化基床的方法：一是基床表层填筑的土应为渗水土；二是提高基床表层的压实系数k（通常k=0.93～0.97）。

4.2 改良基床土性质

以往采用细粒土、膨胀土填筑基床，基床易产生变形，可在这些土中加入适量添加剂改良土的性质。资料表明，在膨胀土中加入6%的生石灰，可使土的强度提高3～4倍；加入6%的生石灰和3%的生石膏，可使土的强度提高12～18倍；加入20%的水泥，土的强度可提高48倍。实践证明，改良后的基床强度增加，取得了良好效果。

4.3 设置封闭层

在道床范围的路基面上，铺设隔离层，以隔离地表水的渗入和封闭地下水的上升，阻隔路基面泥浆上冒，防止污染道床。现采用橡胶板、土工合成材料的柔性封闭层，其质地柔软和弹性较好，先后在哈局主要干线如京哈线、滨州线、牡绥线等采用，效果明显，扼制了基床病害产生，减少了维修工作量，是一种有效的整治基床病害方法。

4.4 疏导地下水

泉眼翻浆和裂隙翻浆部分线路，即在出水口处设置0.5×0.8m的盖板水沟，将地下水引入侧沟或排水沟，同时更换病害处的土质，以提高基床强度。整治效果良好。

5 总结

通过我院几十年来对京哈线病害路基的综合整治，已积累了大量宝贵资料及丰富经验。根据对路基本体勘察和测量，逐一查明了不同段落的土体性质和病害根源，针对其特点，有的放矢的采取相应工程措施加以整治，取得了较好的效果。目前已对大部分病害地段进行了根治，现京哈线运营良好。

参考文献

[1]铁路工程设计技术手册. 中国铁道出版社. 1995

作者简介：

孙晓毅（1981 )，黑龙江省齐齐哈尔市人，男，助理工程师，主要从事铁路路基工程设计方面的工作和研究。