鐵路路基病害類型及防治探討

蘇振軍

（西安鐵路局 西安工務段，陜西 西安 710005）

一 發生機理

鐵路路基質量病害的發生與否與以下五個因素有關：鐵路路基材料、地下水與地表水的分布、列車動力荷載、基床土質的動力強度特性、氣溫的變化，這五項因素之間的相互聯系與綜合作用就形成了鐵路路基質量病害發生的主要原因。由于各種因素之間這種錯綜復雜的關系，使得鐵路路基質量病害復雜多變，不同的病害都有不同于其他病害的特殊病理。特別是在鐵路線路長期運營的情況下，由于自然環境對路基的長期侵蝕和維修保養的不及時，使得病害類型、病害分布和病害發育具有明顯的非線性和隨機性。我們可以將病害發生的機理概括為內因和外因兩個方面：內因是指可能導致病害發生的地質條件；外因是指可能導致病害發生的氣候變化和列車動力荷載。

無論選擇任何一條實際線路來進行分析，該線路的地質條件都是客觀存在的，其特質受外界因素的影響較小且變化緩慢，具有足夠的穩定度。所以鐵路路基質量病害的發生在很大程度上取決于前文所提的外因，特別是病害發生的頻繁度和嚴重度與氣候和動力荷載的長期重復影響息息相關。對記錄下來的歷史數據進行分析可以發現，在外因的作用下，路基的塑性變形過大是路基漸進性破壞的主要特征。如果讓塑性變形的累加超過一定的范圍，路基填土就會發生塑性流動，進而導致路基病害的發生。這一類病害的發生與基床土質的飽和密度有直接的聯系，土的動強度將隨著飽和度的不斷降低得到明顯的加強。當軌道的路基土的塑性變形的累加超過一定程度，就會在枕木下方形成積水坑和道碴坑。若是在多雨季節，基床填土的含水量處于飽和態后使得動強度明顯下降，這就會讓道床的工作性能得到破壞并使得線路產生嚴重的不平順，極大地威脅到了行車的安全。

二 病害類型

鐵路路基質量病害有多種分類方法：若按路基面形狀進行分類，可將其分為路堤病害和路塹病害；若按病害發生的部位進行分類，可將其分為基床病害、路基本體病害和地基病害；若按病害的表現形式分類，可將其分為路基下沉、翻漿冒泥、外擠和邊坡危害。路基下沉是最常見的一種路基病害，這種病害一般是由于機床土長期被水浸泡，發生軟化而引起。路基下沉在路堤、路塹和過渡地段都有可能發生，路基下沉病害發生的同時一般不伴隨著翻泥冒漿的發生。相較于旱季，在雨季時其下沉速度相對較快，伴隨著這種下沉，將會使道碴囊變得越來越深，若軟臥層較薄且道碴囊較淺，路基下沉就有可能進一步演變為擠出。如果路基填筑密度過低并且強度也達不到要求，路基在列車動力荷載和自重的作用下就會發生較大面積的豎向變形，這種變形產生的原因是路基填料及壓實沒有達到必要的要求。翻漿冒泥是近年來我國鐵路線路最經常發生的鐵路路基質量病害的一種，一般將翻漿冒泥分為兩種：基床性翻漿冒泥和道床性翻漿冒泥。前者的成因是基床土質惡化后會在列車荷載的反復作用下發生液化變成泥漿，再由于頻繁的列車荷載對泥漿產生抽吸力，泥漿在受到擠壓后會向上翻冒。形成這一類病害一般要經歷道心積水、冒砂、局部翻漿冒泥和區段翻漿冒泥幾個階段。后者又可進一步分為兩種：土質基面翻漿冒泥和風化石質基面翻漿冒泥。道床性翻漿冒泥的主要成因包括：荷載的大小和分布、氣溫和濕度對機床的作用程度、鐵路道碴的品質。

三 防治方法

鐵路路基質量病害防治最重要的就是要勤于測量和檢測，及時發現問題才能及時解決問題，要在問題還沒有變得復雜和龐大之前及時整治，而不能等到問題擴大化之后。根據前文論述的鐵路路基質量病害的發生機理和不同類型，鐵路路基質量病害防治的具體手段包括：防水與排水、土質改良、減少列車動力荷載和綜合防治。

排水和防水的目的是防止水浸化路基和排除路基積水，保持基面排水坡度，適用于由排水不良引發的路基病害。排水和防水并不僅僅指簡單的把水引出，而是要做到防排結合。排水和防水的主要手段是通過鋪設不透水的土工纖維來截留地表水，利用盲溝和側溝疏導地下水，始終保持基床的排水性能處于良好狀態。找到水的來源后，要對來水進行截水，切斷水的來源，之后要分別針對地面水和地下水進行排水。對于地面水，可以利用單側或雙側排水溝進行排水，也可以利用取土坑來進行排水。天溝、側溝及各類防排水溝設施，都必須滿足將積水引導至路基以外的基本要求。對于地下水，要分兩種情況進行處理：若地下水只是淺埋或無固定含水層，可以利用明溝、排水槽、支撐滲溝等排水設施；若地下水深埋或有固定含水層，就要利用滲水隧洞、滲井或斜仰式鉆孔等排水設施進行排水。

土質改良就是改善基床填土，通過改良基床的填料和結構來提高路基設計標準，特別是基床填料的標準。在鐵路路基建設初期，就要對基床填料進行嚴格地篩選，若缺乏合適的基床填料，就應該采取鋪設土工合成材料的措施來對土質進行改良。若已經鋪設好的線路在使用中出現了病害路段，必須采用徹底的方案來對病害進行治理才能不留后患。具體的措施有：水泥樁加固、鋪設土工合成材料和土質換填等。

減少列車動力荷載就是減輕列車荷載對基床的作用效果，一般要改變道床和軌道結構。具體的措施包括：加長軌枕長度并縮少間距；換重型鋼軌；加厚道床并鋪設墊層；改造機車車輛軸距。在合理的范圍內，若軌枕長度增加8%，則可以降低基床動應力6%；若軌枕長度增加16%，則可降低11%。若60型鋼軌替換50型鋼軌，則可降低基床動應力12%。這些措施若綜合使用，改善效果可能增加一倍。鐵路路基質量病害是由多種因素引發的，若要徹底根治，就必須將上述防治方法綜合運用，如此方能讓鐵路運輸安全得到充分的保障。

四 結語

鐵路路基質量病害對鐵路運輸安全具有嚴重的威脅，為消除這類威脅應該在熟悉每一種病害的基礎上進行綜合防治。

[1]朱永偉.鐵路工程施工組織設計教與學的思考[J].太原城市職業技術學院學報2010年06期

[2]鄭偉.關于鐵路施工慢行的探討[J].黑龍江生態工程職業學院學報2011年03期