鐵路路基病害治理探討

摘要：鐵路運輸在我國整個交通運輸系統中超著無可取代的作用，為我國經濟社會的發展做出了不可磨滅的貢獻。但隨著鐵路運行時間的增長，其消耗磨損度也會日益加大，而且期間會伴隨各種路基病害，影響路基的使用壽命。文章以鐵路路基病害的常見類型為著手點，分析了其相關的誘發因素，并分別從六個角度對鐵路路基的治理措施進行了探討。

關鍵詞：鐵路路基；病害治理；自然因素；鐵路運輸；交通運輸系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：U213 文章編號：1009-2374（2017）02-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.042

鐵路作為我國交通運輸的命脈，不僅是大宗貨物運行的主要途徑，而且也是大眾出行的慣用方式，其對整個國民經濟的發展而言都具有舉足輕重的作用。面對日益嚴重的鐵路病害，加強對其病害的治理，已成為鐵路工務段的工作人員的工作重點。

1 鐵路路基病害的常見類型

1.1 水浸路基

水浸路基是指在路堤缺乏足夠防護和加固設備時，因常年或季節性浸水，而使路基受水的浸潤、水位變化、水流波浪等沖擊進而導致路基不穩，從而影響鐵路的正常運行。在我國，此種情況多發生于雨水集中的夏季。

1.2 擠出變形

鐵路路基的填充物大多為巖土，巖土的密度不夠堅固，在強壓力的沖擊下，極易扭曲變形。因而在持續不斷的高質量列車的碾壓下，鐵路路基難以堪受重荷而導致基床被擠出，裸露于地表出現隆起外化變形現象。

1.3 邊坡沖刷

通常情況下，高大的岸坡、隆起的邊坡以及風化的巖石，在長年累月的水流侵蝕作用下，不是被沖刷為沖溝就是被沖刷為沖坑。無論是沖溝還是沖坑對于鐵路路基的穩定性都具有一定的破壞力，是一種較為嚴重的鐵路路基病害。

1.4 邊坡溜坍

由于地表水的不斷滲透以及地下水的溶蝕性，使得鐵路路基附近的土質也在悄然間發生了質變，土質的密度越來越稀薄，土層也越來越脆弱，在流水的腐蝕中與自然的風化下，路基四周邊坡上的巖土會逐漸向下滑溜，從而造成邊坡溜坍，威脅鐵路運行安全。

1.5 下沉

下沉是指在鐵路建好之初，鐵路路基受限于密度與強度的大小，在列車行駛過程中，路基不堪重負而出現的一種向下塌陷的現象。正常情況下，列車的大幅度振動以及水的侵蝕作用也會導致路基斷裂或局部下沉。

1.6 陷穴

陷穴是指由地面表層水在地表的斷裂縫隙處匯集，并經過水流的侵蝕腐化作用而形成的洞穴，導致鐵路路基陷穴的原因是極為復雜的，有人為因素也有自然因素。通常而言，鐵路路基施工失誤以及工程在巡回檢查階段沒有及時發現鐵路路基洞穴的存在等人為因素是誘發鐵路路基陷穴的主要原因。一旦忽略了洞穴的存在，當列車行至于此時，路基坍塌降落鐵軌斷裂，勢必會造成重大損失。

1.7 滑坡

滑坡是一種常見的地質災害，是斜坡上的巖土在河流沖刷、雨水浸泡以及地震危害等因素的影響下，而出現的山體向下滑移現象。倘若其滑移范圍牽涉鐵路路基，那么則意味著鐵路路基也會出現不同程度的滑動位移，對鐵路路基的穩固性造成不良影響，甚至威脅鐵軌的正常通行狀況。

1.8 凍害

凍害作為一種常見的氣象災害，其通常發生于寒冷之地。一般而言，在嚴寒地區，低溫下鐵路路基內部的水土會遇冷結冰，冰狀固體也會隨之膨脹，在路基表層形成不均勻的冰塊腫脹，導致鐵路路基被凍裂破壞鐵軌的原始結構。

2 鐵路路基病害的誘發因素

鐵路路基病害的誘發因素復雜多樣，有自然因素也有人為因素，而且每一病害的產生原因也不盡相同。但是無論哪一種病害因素，對于鐵路路基而言都可能帶來致命的殺傷力，對整個鐵路系統的運行造成潛在威脅。

2.1 自然因素

自然因素是引發鐵路路基病害的根本原因，風化作用、水流侵蝕、氣候變化以及地質變動等各種因素對于完全置身于大自然中的鐵路路基來說，都會有牽一發而動全身的影響。眾所周知，鐵路路基病害大多發生于特殊的地質環境之中，若路基巖土受風化作用較大、被水流侵蝕嚴重，那么巖土構造則會漸漸發生變化，密度變小強度變弱，然后誘發下沉、滑坡以及陷穴等病害。此外，氣候變化對于鐵路路基病害來說也是一種不容忽視的誘因。在地質環境相對較為穩定的狀態下，路基病害的發生頻率與當地的氣候變化息息相關。例如，在持續的高強度降雨中，鐵路路基會被大水所浸沒，然后，路基內部的巖土會因遇水而呈現出一種飽和狀態，巖土的動強度也會隨之減小，進而影響基床的工作性能，使鐵路路基呈現出凹凸不平狀，給列車的安全通行埋下安全隱患。

2.2 列車自身荷重

路基病害是各種因素綜合作用的結果，其中列車自身的載荷也是病害的重要誘導因素。一方面，列車自身的負重就很大，其在行駛過程中對于路基會表現出一種漸進的破壞力。簡而言之，過大的質量會使路基巖土的塑性被改變，形成流動性巖土，破壞路基內部整體的穩定性；另一方面，列車在前行時會產生巨大的振幅效應，列車與鐵軌間的大幅度振動會使其循環荷載能力降低，從而誘發不同程度的路基病害。

2.3 人為因素

在鐵路路基病害的形成過程中，人為因素是最為次要的因素，但是其對鐵路病害的影響卻是不容小覷。從鐵路施工到驗收，再到運行整個階段，都要不斷地對鐵路路基概況進行反復巡檢。任何勘驗失誤與檢查疏忽都會造成不可估量的后果，類似于陷穴的形成以及下沉的產生源于人為因素。

3 鐵路路基病害的治理措施

3.1 做好信息的搜集匯總工作

面對復雜多變的鐵路路基病害，可以從信息的采集方面著手，全面搜集路基病害的信息資料，隨時隨地反饋巡檢結果。從鐵路工程的啟動之初，就做好整條線路的規劃設計資料搜集整理工作，以土層巖石的密度勘探為著手點，對鐵路沿線的巖土資料進行廣泛搜集。而后，做好鐵路路基的氣候變化資料的搜集工作并做好即時匯總工作，根據相關資料對鐵路路基可能出現的潛在病害做出預測，并據此做好隨時啟動應急方案的準備。

3.2 積極引進新型探測掃描技術與設備

在對鐵路路基的概況進行檢測時，可以將新技術新設備運用到鐵路道床形態、路基結構剖析以及病害類型探測上來。在對鐵路路基進行大范圍的掃描測試時，可以采用瞬態面波法和探地雷達法分析鐵路路基可能存在的病害。利用探地雷法探測出病害所處的具體位置，而后通過瞬態面波法計算出相關路基土的系列參數與其負重承受力。

3.3 以良好的粗砂作為路基填充物

粗砂密度較大抗壓能力較強，具有較好的透氣性。路基大多是以砂土混合而成，而其中的砂料大多為粉砂和細砂。粉砂和細砂的密度較小，透氣性也相對較差，其對于路基的保護作用有限。但是倘若以大面積的粗砂對路基進行墊層設計，不僅提高了路基的抗壓能力，而且還能有效地排除路基內部的積水，延長鐵路路基的使用壽命。當然，最重要的是采用此措施時，應結合鐵路沿線的具體環境與路基實際情況，進行選擇適當性鋪設。

3.4 優化隔離層設計

在建設鐵路路基時，應該充分考慮路基的隔層設計的合理性。按透水性分，隔離層可以分為透水性與不透水性兩種；按密封性分，隔離層可以分為封閉式和不封閉式兩種。因此，對隔離層進行設計時，根據路基基床的要求，采取分層分段的隔離式設計，以最優化的隔離層設計最大限度地保護路基。此外，不同的隔離層所選擇適用的材料也不盡相同，但是對于隔離層材料的使用應該以性能作為主要考慮因素，因而土木合成材料憑借較好的承重性成了隔離層材料的不二之選，為鐵路路基的穩定性奠定了良好的基石。

3.5 加強填土的牢固度

面對地下水的滲漏導致的邊坡沖刷、下沉以及陷穴等病害，可以路基填土為切入點，對其實行人工干預。以提高填土的高度來促進路基與地下水距離的擴大，從而減少地下水對路基進行邊緣化滲透，使得路基中的水分在無形中被過濾。那么在嚴寒的冬天，就可以避免路基因結冰而出現凍害，導致其內部結構因擠壓而變形，影響鐵路的正常運行。

3.6 完善路基排水系統

連續性地強降雨容易導致鐵路路基浸水，影響鐵路的正常運行，因此建立完善的鐵路路基排水系統已經成為了解決路基浸水的關鍵。從整體上對鐵路全線的排水系統進行規范化設計，在路基的邊溝、側溝等處施放排水設備，使其與其他的地面排水設施相銜接，組成完善的排水系統。進而在施工期間對影響路基穩固排水系統建成的陷穴、地下水滲透以及水流侵蝕等因素進行一一分化處理，以保證排水設備的快速建成與操作的便利性。

4 結語

現階段，我國鐵路路基面臨的病害問題日趨嚴重，倘若置之不理放任自流，最后勢必會影響整個國民經濟發展的良好勢頭，因而加強鐵路路基病害治理是極有必要的。在治理過程中，要以當前鐵路路基的具體病害情況為著手點，對其進行全面系統性診斷，據此采取相應的配套解決措施，從源頭上對鐵路路基的病害進行治理，拔掉威脅鐵路正常運行的心頭刺。

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作者簡介：李敏（1973-），男，四川三臺人，成都鐵路局成都工務段工程師，研究方向：鐵路橋路維修。

（責任編輯：小 燕）