山區(qū)鐵路路塹邊坡滑塌整治及病害預(yù)防

彭 建 國

(廣東地方鐵路有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510610)

?

山區(qū)鐵路路塹邊坡滑塌整治及病害預(yù)防

彭 建 國

(廣東地方鐵路有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510610)

分析了某山區(qū)鐵路路塹邊坡滑塌的原因，根據(jù)該山區(qū)的工程地質(zhì)條件，選取了路塹邊坡的病害整治方案，并從削坡減載、加固、堵水、排水等方面，闡述了具體的整治措施，最后提出了幾點路基病害的預(yù)防方法。

山區(qū)，路塹，邊坡，病害整治

1 概述

坪石—木沖、黃崗—格頂鐵路屬山區(qū)鐵路，是運輸煤炭、鉛鋅礦等貨物的地方鐵路。兩線路基病害較嚴(yán)重，邊坡溜塌、路基下沉、翻漿冒泥現(xiàn)象時有發(fā)生，每年都需投入一定資金進行路基病害整治。2006年7月，受強熱帶風(fēng)暴“碧利斯”及“格美”雙臺風(fēng)影響，湘南、粵北地區(qū)普降暴雨，局部特大暴雨，降雨量為500年一遇。致使坪木、黃格兩線發(fā)生路基邊坡溜塌、路基下沉等病害60余處，坪木線中斷行車一個多月，造成直接損失近2 500萬元。2011年5月12日，受強熱帶風(fēng)暴影響，黃格線區(qū)域降特大暴雨，降雨量為500年一遇。路基多處(包括K21+195～K21+228段左側(cè)路塹邊坡)發(fā)生邊坡溜塌，中斷列車運行，造成直接損失近300萬元。

黃格線K21+195～K21+228段為半填半挖地段，左側(cè)高約為45 m的邊坡。相對高差較大，自然坡度約為30°，受連降暴雨、特大暴雨影響，邊坡發(fā)生溜塌，溜塌的土石沖向鐵路，塌方量約1 500 m3，中斷列車運行。下面對該路塹邊坡滑塌病害進行剖析、研究，制定整治方案。

2 邊坡滑塌原因分析

病害發(fā)生后，對K21+195～K21+228段左側(cè)路塹邊坡滑塌原因進行了深度分析，主要原因如下：

1)設(shè)計原因：由于該段線路的建設(shè)年代比較早，為20世紀(jì)60年代～70年代建成，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，路塹開挖邊坡設(shè)計較陡，約為1∶0.5～1∶1，坡率偏大，該邊坡已接近極限平衡，且邊坡開挖未分級，坡面未設(shè)防護。

2)地質(zhì)原因：該段路塹邊坡上部地質(zhì)為粘土，灰黃色，可塑，含少量粉粒、砂礫，干強度中等，韌性中等。

3)地表水作用：地表雨水沿邊坡土體裂縫滲入土體，致使邊坡土體含水量明顯增大而被軟化。連降暴雨、特大暴雨后，雨水加速滲入邊坡土體，致使邊坡土體在短時間內(nèi)達到飽和狀態(tài)。

4)人為因素：近些年，當(dāng)?shù)卣阼F路沿線山體邊坡種植速生林木，種植過程中，人為破壞坡面植被，導(dǎo)致地表雨水沿坡面滲流進土體，改變了土體的天然應(yīng)力狀態(tài)，土體表面形成了不規(guī)則的拉張裂縫。

綜上原因，K21+195～K21+228段左側(cè)路塹邊坡的地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較差，土體結(jié)構(gòu)不均勻、滲水性較強。受強降雨、人為因素及設(shè)計原因等影響，邊坡土體遭受嚴(yán)重的雨水沖刷，土體在短時間內(nèi)達到飽和狀態(tài)，抗剪強度降低，形成了不規(guī)則的拉張裂縫，致使邊坡失去平衡，引發(fā)山坡泥石流，進而導(dǎo)致邊坡土體發(fā)生滑溜。

3 病害整治工程方案

3.1 工程地質(zhì)條件

1)地形、地貌：該區(qū)域地貌類型為丘陵山地，植被較發(fā)育。該段路基為半填半挖路塹，左側(cè)路塹為高邊坡，高約45 m，相對高差較大，自然坡度約為30°。

2)地質(zhì)：路塹邊坡上部地質(zhì)為粘土，灰黃色，可塑，含少量粉粒、砂礫，干強度中等，韌性中等。粘土層厚度約29 m。下部為強風(fēng)化石灰?guī)r，灰色，較破碎，呈小塊狀，厚度約16 m。

3)地下水：該地段無地下水。

4)地震烈度：該地區(qū)地震設(shè)防烈度為6度。

5)不良地質(zhì)現(xiàn)象：未見該段線路有區(qū)域性斷裂構(gòu)造記載，未見構(gòu)造破碎帶存在。經(jīng)核查，該地段地下不存在煤礦采空區(qū)。

3.2 整治工程方案比選

1)方案一。路塹邊坡下部采用錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土支護，高20 m。噴射混凝土標(biāo)號為C20，噴射厚度為0.15 m，分兩次噴射；錨桿采用Ф28 mm螺紋鋼筋制作，設(shè)計長度為6 m，錨孔間距為2 m×2 m；坡面布置φ8@200單層鋼筋網(wǎng)；錨孔注漿采用水灰比為0.5的水泥漿灌注。

路塹邊坡上部采用漿砌片石及種植草皮防護，漿砌片石防護高10 m；種植草皮防護高2 m～15 m。漿砌片石防護采用50號水泥砂漿砌片石，厚度為0.3 m。

2)方案二。路塹邊坡下部采用漿砌片石護墻防護，漿砌片石采用100號水泥砂漿砌片石，設(shè)兩級護墻，為變截面護墻，護墻頂寬0.4 m，底寬1.4 m；每級高度為10 m，兩級護墻間及墻頂設(shè)置寬度為2.0 m的錯臺。

路塹邊坡上部采用漿砌片石及種植草皮防護，漿砌片石防護高10 m；種植草皮防護高2 m～15 m。漿砌片石防護采用50號水泥砂漿砌片石，厚度為0.3 m。

3)方案比選。K21+195～K21+228段路基施工場地較為狹窄，在技術(shù)可行的情況下，綜合考慮經(jīng)濟、施工、行車安全等方面因素，選擇方案二作為該段路基邊坡滑塌整治工程方案。整治工程設(shè)計斷面圖如圖1所示。

4 整治工程實施

采取“減載、加固、堵、排水”的綜合整治措施。

4.1 削坡減載

將邊坡設(shè)計為4級邊坡。第1級邊坡高10 m，邊坡坡度為1∶0.4；第2級邊坡高10 m，邊坡坡度為1∶0.4；第3級邊坡高10 m，邊坡坡度為1∶1；第4級邊坡高2 m～15 m，邊坡坡度為1∶1。各級邊坡設(shè)平臺，平臺寬度2.0 m。

4.2 加固

基礎(chǔ)及第1，2級邊坡采用100號水泥砂漿砌片石護墻防護，每級高度為10 m，兩級護墻間及墻頂設(shè)置寬度為2.0 m的錯臺；護墻為變截面護墻，護墻頂寬0.4 m，底寬1.4 m；護墻墻身坡度：墻面坡度1∶0.5，墻背坡度1∶0.4；墻底做成傾斜的反坡，坡度為0.1∶1；為增加護墻穩(wěn)定性，每級護墻于墻背中部設(shè)耳墻一道，耳墻寬1.0 m；墻身每隔3 m上下左右設(shè)孔徑0.1 m的泄水孔；沿墻身每隔15 m設(shè)置伸縮縫，縫寬2 cm；墻背設(shè)中粗砂反濾層，厚0.15 m。墻面用100號水泥砂漿勾縫，墻頂100號水泥砂漿抹面。在K21+210處設(shè)置φ20鋼筋檢查梯一處。

第3級邊坡采用100號水泥砂漿砌片石護坡防護，厚度0.3 m；下設(shè)中粗砂反濾層，厚度為0.15 m；漿砌片石防護每隔15 m設(shè)置一道伸縮縫。護坡面用100號水泥砂漿勾縫，護坡頂100號水泥砂漿抹面。在K21+210處設(shè)置寬1.0 m檢查臺階一處。

第4級邊坡采用種植草皮防護為滿鋪草皮防護。

每級邊坡平臺均采用鋪設(shè)50號水泥砂漿砌片石，厚度為0.3 m，平臺表面抹100號水泥砂漿封閉，厚0.02 m，防止地表水滲入路塹邊坡。

4.3 堵、排水

1)坡頂外5 m處設(shè)置截水溝，以攔截地表水。2)修復(fù)及加寬路基側(cè)溝。將既有的土溝修復(fù)清通，設(shè)計為50號漿砌片石側(cè)溝，寬為1.0 m。使邊坡匯集下來的地表水能較快地排入附近涵洞，不至于漫過水溝侵入鐵路路基，造成路基軟化，產(chǎn)生路基翻漿冒泥或下沉等新的路基病害。

5 實施的效果

K21+195～K21+228段左側(cè)路塹邊坡滑溜整治加固工程完工后，經(jīng)驗收，工程質(zhì)量評為優(yōu)良。經(jīng)過近幾年的觀察、觀測，邊坡下部的漿砌片石護墻、護坡工程，未出現(xiàn)下沉、變形，表面勾縫未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；邊坡上部的種植草皮防護，未發(fā)生滑溜，邊坡草皮生長較好，邊坡至今較為穩(wěn)定。

從實施的效果看，選用的整治方案是可行的，取得了良好的效果。

6 路基病害預(yù)防

根據(jù)歷年路基病害統(tǒng)計，坪木、黃格線路基病害主要表現(xiàn)形式

有：翻漿冒泥、路基下沉、擠出變形、邊坡沖刷、陷穴、落石及邊坡塌方、滑坡等。根據(jù)兩線現(xiàn)場實際情況，采取病害預(yù)防措施。

1)翻漿冒泥、路基下沉、擠出變形。a.根據(jù)每年的春、秋檢情況，在路基基床發(fā)生變形的開始階段安排整治，不要到泥漿冒出甚至路基下沉外擠再整治，這樣能節(jié)約大量整治成本。 b.加強排水。設(shè)置排水溝、側(cè)溝等排除地表水；設(shè)置盲溝、截水溝等排除地下水，以保證路基基床免受雨水的侵蝕。 c.基床表層采用換填滲料土或砂，以提高基床表層強度。

2)邊坡沖刷。a.收集包括線路資料及線路區(qū)域的氣候、水文、工程地質(zhì)等情況資料，并了解其變化規(guī)律。通過調(diào)查勘測、精心分析，提出符合實際的整治預(yù)防措施。 b.經(jīng)常檢查。加強雨前、雨中和雨后的全面檢查。范圍不大的損毀，應(yīng)及時修補；范圍較大的損毀，制定措施予以整治。 c.重點檢查防護工程的水下部位。檢查防護工程表面是否有裂縫、基礎(chǔ)是否被水流沖空等現(xiàn)象，如有，應(yīng)及時進行修補或整治，防治沖刷病害擴大。 d.在危及行車安全時，應(yīng)及時采取整治措施，穩(wěn)住坡腳，根據(jù)現(xiàn)場情況，采取拋石或拋石籠進行防護。

3)陷穴。主要是人工遺留的采煤坑道。a.坪木、黃格鐵路沿線時常發(fā)生采煤坑道塌陷，整治較為困難，主要采取預(yù)防措施，對影響路基穩(wěn)定的洞穴塌陷，線路巡道工每天對洞穴塌陷地段進行檢查、觀測，做好記錄，發(fā)現(xiàn)險情，及時采取措施，預(yù)防洞穴塌陷。b.備料。在有可能發(fā)生陷穴的地段，備好片石、碎石等回填材料。發(fā)生陷穴，能及時回填塌陷洞穴，搶通線路。

4)落石。a.對可能發(fā)生落石地段，工務(wù)部門加強檢查巡視，發(fā)現(xiàn)險情，應(yīng)及時采取措施，防止因病害發(fā)生導(dǎo)致危及行車安全。b.當(dāng)病害發(fā)生，整治措施要一次根治，不留后患。整治措施應(yīng)根據(jù)病害的實際情況，采取清除山體松動石塊、加固山體邊坡等整治工程方案，徹底解決山體落石。

5)滑坡。a.對有可能產(chǎn)生滑坡的地段，線路巡道工每天對該地段進行檢查、觀測，做好記錄，發(fā)現(xiàn)險情，采取工程措施，防止滑坡病害的擴大。b.滑坡病害應(yīng)及時整治，早期整治，能降低整治工程成本，減少病害對鐵路行車安全的危害。c.整治滑坡，重視排水。設(shè)截水溝攔截滑坡體以外的地表水；設(shè)置排水系統(tǒng)排除滑坡體以內(nèi)的地表水；設(shè)截水盲溝排除滑坡體以外的地下水；對滑坡體以內(nèi)的地下水，采用支撐盲溝或泄水隧洞，將水疏干和引出。

7 結(jié)語

坪木、黃格兩線屬山區(qū)鐵路，建設(shè)年代較久遠，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，抗洪能力差。近幾年，通過對路基病害地段的預(yù)防與監(jiān)控，制定切實有效的措施，加大安全投入，有效降低路基病害的發(fā)生，減少了鐵路安全事故的發(fā)生，鐵路未發(fā)生因路基病害造成的斷道、中斷行車事故，大幅降低了鐵路運輸損失。

[1] 鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊：路基[M].北京：中國鐵道出版社,1995.

[2] 楊廣慶.路基工程[M].北京：中國鐵道出版社,2003.

The sliding collapse treatment and disease prevention of mountain railway cutting slope

Peng Jianguo

(GuangdongLocalRailwayLimitedLiabilityCompany,Guangzhou510610,China)

This paper analyzed the reasons of a mountain railway cutting slope sliding collapse, according to the engineering geological conditions of the mountainous area, selected the slope disease treatment scheme, and from the slope cutting load shedding, reinforcement, water plugging, drainage and other aspects, elaborated the specific treatment measures, finally put forward some sub-grade disease prevention methods.

mountain, cutting, slope, disease treatment

1009-6825(2016)22-0146-02

2016-05-30

彭建國(1971- )，男，助理工程師

U416.14

A