現代有軌電車路基塌陷成因分析及治理

吳俊

摘 要：現代有軌電車近年來備受關注，其單位能耗較少，環保效果好，運輸能力可達到1萬人/h，屬于中運量軌道交通，較好的填補了常規公交和地鐵間的空白，有效的緩解了城市交通擁堵現象，提供了一種新型的城市交通運輸方式。現代有軌電車的運行需要相應的軌道予以支撐，而軌道的荷載則直接作用于路基上，同時路基還需要承受列車的荷載，這就對路基的施工質量提出了極高的要求。因此文章結合工程實例，就現代有軌電車路基塌陷成因展開分析，并提出了相應的治理對策。

關鍵詞：現代有軌電車；路基塌陷；成因；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.064

城市化進程的快速推移，城市人口的迅速增長，都顯著增加了城市交通運輸壓力。現代有軌電車的迅速崛起，既營造了一道亮麗的城市風景線，又能夠顯著填補常規公交和城市地鐵之間的空白，日漸成為國人們的矚目的焦點。現代有軌電車的軌道多為無砟軌道，與之對應的路基設計也應該依據無砟軌道的路基進行設計。路基作為一種土工結構物，即要承受軌道的荷載，還需承受列車的荷載，同時還需經受住工程所在區域內各種自然因素的作用。這就要求現代有軌電車的路基能夠具備足夠的強度、穩定性和耐久性，并且能夠符合規范中關于承載力的要求和路基工后沉降的要求。然而受到多種因素的影響，現代有軌電車路基還可能出現一些質量缺陷，以下針對其塌陷現象予以分析。

1 工程概況

某現代有軌電車路基工程分為一期和二期工程。受到各種因素的限制，二期基坑工程未能如期施工。由于連日來雨量較大，連續暴雨導致一期工程中路基軌行區的一側突然出現3m范圍的坍塌現象，進而構成了一個地表直徑為10m左右的漏斗形狀的塌陷區域。同時電纜井的底部基礎出現懸空現象，積水快速流入到洞穴之中，并從路基另一側的地下車輛段基坑底部流出，引起了極大的社會反響。經過初步勘察，初步確定塌陷區域的土方大約為250m3。

2 塌陷成因分析

針對上述塌陷事故，經過詳細的勘察和分析后，得出如下結論：（1）之所以出現該塌陷現象，主要原因在于現代有軌電車車輛段二期基坑未能如期施工，使得路基一側懸空面產生了9m的相對高差，致使高強度水位差產生。加之潛水的不斷作用，滲水緩慢向地表發展，進而直接掏空了路基本體。此外由于該地區受到連續強降雨的影響，使得積水現象十分嚴重，最終引起地表塌陷事故；（2）在本工程中，主要選用的是二灰土等細粒土來充當路基過渡段的填料，沒有選用級配碎石+3%+5%的水泥滲水土填料，于是路基土中充滿積水，未能及時排出，使得水位差較高，加之壓實作業不達標，增加了填料被掏空的風險；（3）電纜井中的外部電力線，沒有采取套管，防水措施也不到位，當大量積水涌入電纜井之后，會直接對路基本體產生浸泡作用，也不利于路基穩定性的增強。

3 現代有軌電車路基塌陷的整治措施

針對此類塌陷現象，綜合比對多種方案后，決定采取2階段加固措施。1階段加固主要確保列車在減速狀態下可以安全通過塌陷區域，及時恢復列車通行。2階段加固為永久性加固。

3.1 第1階段加固

首先，第一要務是將路基中殘留的積水迅速排出。通過臨時排水溝的開挖以及鄰近市政管網的疏通，實現了對路基面積水的快速排出；其次，將塌陷區域利用混凝土進行及時封堵，科學澆筑，確保混凝土能夠完全充盈在洞穴內部；再次，注漿密實。將圍護樁作為注漿范圍的起點，然后順著路線放線大約15m左右，縱向間距設置為1.5m，橫向間距設置為2.0-3.4m，注漿深度直到基坑底板1.0m以上。同時選取42.5#的純水泥漿，水灰比為1.5：1-1：1，首先用稀漿進行注漿操作，然后再選用濃漿來洗孔。此外選取小型封閉壓力泵進行壓力注漿，其壓力需小于等于1.0MPa，且應從小到大緩慢增加壓力。碎石作為填料，套管最終實現封堵作業。最后，做好監測工作，整個注漿過程需全程監控，避免地表隆起，出現問題及時處置。通車后也需繼續監測直到穩定為止。

3.2 第2階段加固

（1）排水措施。避免積水大量涌入路基內部，可以在道路南側和基坑頂部布置排水溝，并將其和市政管道銜接起來，防止基坑內長期存有積水，進而危及到路基安全。由于軌行區周邊的綠化區域低于附近道路，一旦連續降雨，就會出現嚴重的積水現象。應適當對此區域進行加高，不超過軌面標高即可，同時設置一層防水土工布在綠化帶底部。

（2）截水帷幕。對于路基容易積水的路段，合理運用隔水和防水措施，避免產生較高的地下水位差，有效防范地表塌陷。根據該工程場地的實際狀況，經過綜合比選，由于三軸攪拌樁的設備較大，占地面積也比較大，不利于列車的正常通信，且需要較大荷載的用電需求，因此最終決定選用三重高壓旋噴樁來進行加固作業。在線路南側進行施工，旋噴樁的直徑確定為0.8m，樁的搭接長度為0.3m，沿著線路的長度為15m，樁長為25m，樁頂的標高為地面以下0.5m，選用P32.5硅酸鹽水泥，水灰比為1.0。施工過程中需要隨時做好監測工作，確保施工的順利開展以及列車的安全通行。

（3）邊坡防護。對于線路北側，利用1：2.5的放坡在土堆較高的路段，并銜接于二期基坑護坡，底部直到冠梁頂部。然后將C20細石混凝土噴射在表面上，且噴射厚度需超過10cm。最后選用錐形坡于電纜井外側來進行防護。

4 路基沉降觀測

為確定加固效果，設置5個觀測點（D1，D2，D3，D4，D5）分別對軌面進行不定期沉降觀測，觀測點間距設置為4m，施工過程中每個監測點每天監測3次，施工完畢后每3天監測1次，連續監測1個月。可知：（1）上述5個觀測點中，D1出現了單次豎向位移超過1mm，其他觀測點路基沉降均符合規范要求，說明加固措施是有效的。對于D1觀測點來說，其結果異常的主要原因在于路基土質填料和車輛段混凝土剛度過渡銜接有關，因此可采取級配碎石3%-5%的水泥倒梯形來予以過渡，降低軌道的疲勞破壞；（2）施工過程中，不時出現觀測點隆起現象，原因源自于過大的注漿壓力，因此后續調整了注漿壓力后，該現象得到有效緩解；（3）收集整理監測數據，表明路基沉降單次值未超過1mm，累計差值沉降未超過1cm。沉陷變形得到收斂，沒有繼續發展的趨勢，顯示路基趨于穩定，能夠滿足列車的通行需求。

5 治理效果分析

經過上述治理措施后，也就是分階段進行加固處理，并運用壓力注漿和截水帷幕等措施后，路基穩定性顯著增強，能夠滿足列車的通

行需求，確保了列車的安全運行。

總之，現代有軌電車獲得了沿線居民的一致好評，其在緩解交通擁堵方面意義深遠。為確保現代有軌電車的安全可靠運行，需保證其路基的穩定性、強度和耐久性。文章結合工程實例，針對現代有軌電車地基塌陷現象進行分析，提出了分階段、壓力注漿和截水帷幕治理方案，取得了較好的處置效果，可在同類工程中推廣應用。

參考文獻：

[1]羅信偉，馮青松，柳憲東，李平，孫魁.現代有軌電車軌道路基聯合優化分析[J].鐵道標準設計，2017，61（09）：50-54.

[2]邵康，蘇謙，黃俊杰，何雨.現代有軌電車路基沉降與動應力測試研究[J].鐵道標準設計，2017，61（08）：47-50.

[3]黃巍.上海松江現代有軌電車示范線路基加固處理方案探討[J].地下工程與隧道，2016（04）：45-49+68.

[4]徐文龍.現代有軌電車路基優化設計分析[J].鐵道標準設計，2016，60（07）：34-37.

[5]徐文龍.現代有軌電車路基設計的幾點思考和建議[J].都市快軌交通，2016，29（01）：51-54.

[6]趙曉華，李超群，楊珂，秦洪雨.現代有軌電車無砟軌道的路基設計探討[J].都市快軌交通，2013，26（06）：194-196.