高速鐵路路基異常上拱病害整治

鞠鵬林

（中鐵十二局集團第二工程有限公司，江蘇泰州225300）

1 引言

在高速鐵路路橋涵過渡段路基修建的高程中，經常會因為路基上拱而導致無砟軌道出現高程異常、超出扣件調整范圍的問題，甚至會影響整個高速鐵路運營的安全性與穩定性。為了能夠確保整個上拱段無砟軌道，整體結構更加平穩安全，必須要積極針對路基上拱問題進行全面的整治。

2 工程案例

新建蘭新鐵路第二雙線甘青段，東起甘肅蘭州市，途經青海省民和縣、樂都縣、平安縣至青海西寧市，而后折向北經大通縣、門源縣，穿越祁連山山脈進入甘肅省河西走廊西行，經民樂縣、張掖市、臨澤縣、酒泉市、嘉峪關市、玉門市至紅柳河附近進入新疆境內，其中，甘肅省境內795.727km，青海省境內267.758km，設計終點DK1119+679，全長1065.749km。本段路基長643km（含站場），路基長度占線路總長度的60.5%，其中區間路基長度為609.2km。蘭州至甘青省界路基長度11.76km，路基占線路比例17.6%；青海省境內路基長度77.8km，路基占線路比例29.1%；青甘省界至甘新省界路基長度553km，路基占線路比例75.8%。

3 無砟軌道路基上拱的質量監控

3.1 水準監測

通過在路基上拱地段設置觀測面，保證觀測面的距離約為20m，每一個斷面的上下行到床板，路肩封閉層、路基坡角處各設置一處觀測點，通過利用電子水準儀進行定期監測，及時地將監測到的數據信息進行記錄。在整治之前通過對水準觀測進行對比，判斷上拱的趨勢是否出現收斂。

3.2 絕對測量

通過運用測量小車對上拱段水路面的高程進行判斷，與設計高程相對比，通過累計上拱量的上行為102mm，下行為91mm，與水準監測保持一致，并未出現收斂。

3.3 分層監測

通過在上拱段設置分層監測系統，對整個線路設置不同深度的單點位移計，對基床表層底層路基和地基的位移量進行分層監測。通過合理的監測結果顯示，整個上拱路面在4.0～7.0mm，其余高程并沒有發現明顯的上拱狀況，上拱趨勢與小車測量和水準監測保持一致。

3.4 動檢波形對比

在針對高速鐵路無砟軌道動檢波形對比時，通過對每一次動檢車檢測高低波形變化情況進行分析，能夠判斷整治之前上拱的收斂情況，在整治之后與下行動檢波形相對比，判斷具體的上拱問題。

4 高速鐵路路基上拱異常的主要原因

在對高速鐵路路基上拱原因進行調查時，通過對上拱段路基坡腳開挖以及基床表層、底層分別進行取樣，判斷路基和地基的實際深度。

在地基以及路基填料中有大量的易溶鹽含量，通過對比顯示，上拱量與含鹽量高低成正比關系，這也說明硫酸根離子因為遇水結晶膨脹，導致整個路基出現上拱的問題。

在溫度含水量變化時，由于鹽分會吸收水分結晶析出，造成土壤之間的孔隙過大，土壤體積膨脹導致路基路面上拱問題非常多。在夏季，由于溫度上升，鹽離子結晶速度減緩，因此，夏季高速鐵路的路基較為穩定。在冬季，由于氣溫偏低，更適合硫酸根鹽離子結晶析出，因此，路基上拱狀況非常的明顯[1]。

5 整治方案

5.1 防排水

路基中大量的硫酸根離子因為水而導致結晶析出的情況，造成了路基上拱。因此，為了能夠有效避免出現路基上拱的問題，最主要的措施就是加強對路基排水工作進行妥善處理，通過在上游側修建5m深的截水溝，阻擋地表水滲入路基基底，同時在下游修建蒸發池和滲水盲溝，確保整個路基表面快速封閉，減少路基內的含水量。

5.2 切割剪薄支撐層

在切割剪薄支撐層施工時，首先要調整運行圖，在填充內部設置兩線間隔，做好一線封鎖一線施工的準備。在安裝無砟軌道限位裝置時，應該避免切割支撐層，因為失去了約束而導致軌道失穩的情況。

5.3 頂進鋼管涵技術

頂進鋼管涵施工工藝流程為：施工準備—樁身開挖—灌注樁身混凝土[2]。

5.3.1 施工準備

施工準備包括：（1）防護樁施工前要精確測定樁位，平整場地，做好防護設施；（2）安裝三腳架；（3）配備齊全所需的機具、器材、照明及人員上下設施。

5.3.2 樁身開挖

孔口部分：根據樁身孔口段土質情況將孔口挖至1m深時，立模灌筑第一節混凝土護壁。此節護壁在孔口0.5m高度范圍內壁厚20cm，0.5m高度以下壁厚為10cm。頂面要平整，并高出原地面20cm，用來防止下節孔壁開挖時孔口沉陷以及防止土、石雜物滾入孔內傷人。

樁孔掘進：采取邊挖邊護的方法，每節開挖深度視地質情況確定。每次孔壁開挖及襯砌立模，均要從孔口吊線測量，以防止超挖欠挖及護壁偏斜。每挖深0.5～1.0m后，沿孔壁立模灌筑一節混凝土護壁，形成框架。

出碴：孔內采用人工裝碴，使用卷揚機及吊桶做提升設備，孔上設專人指揮，將吊桶直接提升到孔口，卸入車中運出。

6 結語

本文通過對高速鐵路路基異常上拱的病害整治問題進行分析，并且結合新建蘭新鐵路第二雙線甘青段工程，明確了無砟軌道路基上拱質量監控的體系，并且對高速鐵路路基上拱異常的原因進行分析，提出了相應的解決方案，確保高速鐵路路基異常上拱的問題得到有效控制，保證我國高速鐵路的建設質量和建設水平得到全面提升，為我國社會經濟的發展做出重要貢獻。