铁路路基病害要紧类型、成因分析及整治方式
铁路路基是为知足轨道铺设和运营条件而修筑的土工构筑物 ,与桥梁、隧道、涵洞和上部轨道结构一路组成铁道线路的整体。由于路大体体或路基附属设备在列车荷载的作用、自然营力的侵袭和各类不良地质条件和人为因素的阻碍下,降低或破坏了原有的设计标准,显现了非正常的变形状态乃至致使其利用功能的丧失,铁路路基不可幸免会发生程度不同的变形与病害,且在不中断运营的条件下,路基病害的显现往往是多种类型并存,并彼此引发。病害的发生与进展必然以不同的形式减弱路基原有的强度并直接阻碍路基的稳固性,从而不同程度地要挟着铁路的行车安全。 铁路路基病害要紧类型
既有铁路路基病害多种多样、病害程度轻重不一,为了较客观地熟悉各类病害的成因与规律,更好地采取相应的踊跃防治方法,通过对既有铁路产生路基病害的现场调查分析,对铁路路基病害仍沿用铁路系统的适应分类,即按铁路路基结构的大体部位分为路基基床及本体、路桥(涵、隧)过渡段、路基边坡、路基基底及路基排水设施等五大类,按其病害特点可细分为18种类型。
(1)基床下沉外挤:基床土被水浸湿软化,基床面下沉形成道砟囊,并愈来愈深,或软弱层发生剪切滑动,致使道床下沉、路肩隆起、边坡或侧沟外挤等现象。
(2)基床翻浆冒泥:基床土体或风化岩被水浸蚀软化,在列车动力作用下液化成泥浆挤压冒出的现象。
(3)路基过渡段病害:在既有线路基连接处路堤与桥台、路堤与横向结构物(路堤与路堑、路堑与隧道等连接路段),由于以往建设标准较低,未有设置过渡段的结构要求,因结构的特殊性引发的病害造成连接部位两头的刚度突变,与沉降不一致,致使轨面不平顺,阻碍线路结构的稳固。
(4)边坡溜坍:粘土质土(如黄土质砂粘土、砂粘土、粘土等),干燥时易崩裂,长期阴雨或暴雨后,雨水沿裂隙下渗,使表层饱和,失去稳固造成溜坍;或倾斜及基岩面上有粘土质覆盖层,受地表水下渗或地下水阻碍,造成覆盖层沿基岩面溜坍。
(5)边坡坍塌:一样发生在路堑中的某一部份,节理较发育,岩层较破碎,风化较严峻,稳固性较差,路堑边坡坡度陡于其天然停止角,稍有外界阻碍(如与水等)就发生坍塌,坍塌前顶部
先发生裂痕,当边坡坡度与天然停止角相适应时,能够稳固。
(6)风化剥落:整个边坡大体稳固,但由于岩层本身易受风化(如绿泥生岩、页岩、千枚岩、云母生岩、滑石片等)作历时,风化碎屑向下滚落的现象。
(7)坡面冲洗:较高的土质边坡或严峻风化的软质岩边坡,坡面由于地表径流的冲蚀、冲洗作用,坡冲成鸡爪沟或冲坑等。
(8)河岸冲洗:指在河滩或岸边的铁路路基,由于河流流向的天然演变,河岸和河床都常常地或周期性地受到水流冲洗作用,已危及或造成路基丧失稳固的现象。
(9)水浸路基:指在滨河、河滩、海滩和水库、湖泊、水塘或洼地路段修建的铁路路基,因一侧或双侧边坡长年或季节性受水浸润,受到水位转变(包括浮力、渗透动水压力)的阻碍和水流、波浪的冲击作用下而要挟到路基的稳固性现象。
(10)沙害:指风沙流的堆积、吹蚀(掏蚀)作用对铁线路路设备的破坏或流沙上道阻碍行车的现象。
(11)雪害:指因降雪或积雪被风吹移至路基上堆积、埋没线路的现象称为雪害。
(12)滑坡:一样系指山体滑坡,指在必然地形地质条件下,由于连年自然或人为因素的阻碍,引发山体内部平稳力的破坏,局部不稳固岩(土)体沿着山体内部某一软弱面或软弱带发生整体、缓慢或急速滑动的变形现象。关于路堤段,当坡体发生较深层滑动或沿倾斜基底滑动时,由于其成因和特性和山体滑坡有某些相似的地方,也可列入本类。
(13)崩塌落石:在地形陡峻、地质条件复杂的山坡上,因长期受风化浸蚀或其它外力的阻碍,岩体或土体突然离开母体,在自重的作用下,发生急剧地向下倾倒、崩落。翻腾和跳跃等现象,称为崩塌;落石系指个别岩块从悬崖陡坡上突然坠落的现象。
(14)泥石流:泥石流是由于降水、融雪、冰川运动而形成的含有大量泥、砂、石块的固体物质的来势凶猛和破坏性大的特殊洪流。
(15)陷穴:指路基或周围地面突然塌陷成洞窟或凹陷的现象,如岩溶塌陷、黄土塌陷,矿区采空、古墓、古窖、窖洞、蚁穴和由大气降水、过量抽取地下水诱发的路基突然塌陷、沉落。
(16)冻害:指路基内的水在冻结或融沉时造成路基不均衡的冻胀或承载力不足的现象。 (17)排水不良:指因地表或地下水系统的设备状态(如排水设备不足或损坏、堵塞等)不能知足过水需要的现象。
(18)地基变形:要紧包括以下三个方面:
①地基承载力不足:即在上部荷载的作用下地基承载力不能知足要求时,地基产生变形,建(构)筑物产生的水平位移及沉降超过相应的许诺值。其中以不均匀沉降的危害性较大。
②地下渗流:在砂层地基(要紧细砂、粉砂),由于地下水渗透流动,本地基的渗流量或水力比降超过许诺值时,会发生潜蚀、管涌,使地基失稳,路基整体下沉。
③软弱地基:除承载力不足之外,还由于地下水位下降引发软弱地基固结,造成路基沉降。 上述统计的路基病害分类大体涵盖了目前既有铁路路基的病害类型,但尚有一些发生频率较低或对路基结构危害较轻的病害,如路基面宽度不足、路肩局部破损或未硬化等。
由于铁路路基病害类型种类繁多,产生病害的成因、机理复杂多样,其中路基基床病害是路基病害发生频率高且直接阻碍到线路行车运营安全,为此本课题重点总结路基基床病害发生的成因、机理、表现形式、区域特点和整治处置方法的设计方式、施工工艺、质量操纵标准等。 路基基床常见病害成因分析与治理
路基基床常见的病害有基床下沉外挤、基床翻浆冒泥。 基床下沉外挤
基床下沉病害表现形态为沉落、道砟囊、道砟陷槽,多发生基床土中存在中、高塑性的黏性土(包括膨胀土)、淤泥、泥炭风化残积土等土或基床填筑密实度不足或运营条件改变(如动荷载阻碍加大)。当基床部位由于地表水的严峻渗入或路堑地段由于地下水位较高,基床土处于常常饱和状态时,往往会致使基床土极度软化(Kv<1×10-5cm/s,qu<),基床在列车动荷载作用下发生下沉病害。另外,特殊土基床(如冻土、湿陷性黄土、盐渍土等),由于其土质的特性,在必然条件下极易发生道砟陷槽、基床沉落、沉陷变形等病害。
基床外挤病害一样的表现形态分为隆起和挤出,在上述土质基床中,当软卧层厚度约~,下有