淺析高速鐵路膨脹土路塹施工特點及溜塌治理措施

趙盟奇

摘 要：當前國內高速鐵路高速發展，而膨脹土路塹施工又經常出現各種病害，本文對膨脹土的特性，高邊坡路塹溜垮原因、處理措施等進行了詳細闡述，希望為今后膨脹土路塹的施工提供一些參考和借鑒。

關鍵詞：膨脹土；高邊坡路塹；溜塌治理措

膨脹土指的是土中礦物主要由親水礦物質組成，具有吸水膨脹、軟化、崩解和失水急劇收縮開裂，并能產生往復變形的黏性土。施工中我們經常會遇到膨脹土高邊坡路塹邊坡溜垮，導致后續工序無法開展。下面就膨脹土的特性，膨脹性判定，設計及施工原則，高邊坡路塹防護形式，高邊坡路塹溜垮原因、處理措施等與大家共同探討下：

1 膨脹土的特性

（1）膨脹土具有干縮濕脹的特性，其吸水膨脹時對路基支擋物產生膨脹力；（2）膨脹土具有強度隨干濕循環產生劇烈衰減的特性，其殘余強度遠低于干峰值強度；（3）膨脹土為裂隙發育，裂隙面往往充填灰白、灰綠色高塑性黏土，有地下水時，結構面強度大大降低，導致路塹邊坡失穩。

2 膨脹土膨脹潛勢分級

3 設計及施工原則

設計原則：膨脹土路塹邊坡坡率應根據巖土性質、軟弱層和裂隙的組合關系、氣候特點、水文地質以及自然山坡、人工邊坡的穩定坡度等綜合確定。其設計應遵循緩坡率、寬平臺、加固坡腳和適宜的坡面防護相結合的原則。邊坡高度超過10m時，邊坡坡率及形式應結合穩定性分析計算進行設計；邊坡高度不超過10m時，邊坡坡率及平臺寬度可根據下表設計。

施工原則：先排水、后開挖、集中力量、連續快速開挖、及時防護、自上而下分層逐級施作。開挖宜安排在旱季；設計有邊坡支護及防護的，應逐級開挖，隨開挖進度及時砌筑。當砌筑不能緊跟時，開挖的邊坡應暫留不小于0.5m厚度的保護層。路塹開挖區域禁止一切水的流入，對于降雨流入的水要及時排出，保證開挖區域處于無水狀態。

4 高邊坡路塹防護形式及要求

高速鐵路的的路塹防護形式主要采用的有：表水防護、坡面防護、支擋防護三種形式。

表水防護主要有塹頂的截排水溝，塹頂截水溝需在路塹開挖前就設置好，有利于地表水排走，確保邊坡穩定。塹頂截排水溝要求：水溝不滲水，地表水流入順暢，排水通暢。一般高速鐵路塹頂水溝采用鋼筋混凝土現澆水溝。

坡面防護高速鐵路一般采用支撐滲溝+拱形截水骨架內噴播植草護坡。支撐滲溝用于疏干含水量較高的邊坡土體，起到支撐邊坡的作用。滲溝截面一般采用矩形，排水層厚度根據根據地下水埋深、水量確定，一般采用1.0m和1.5m兩種，排水層應采用干砌片石充填；排水層與滲水的溝壁土體之間需設置反濾層，反濾層采用0.15m的砂礫石、0.15m的砂加卵礫石層和一層50mm厚絲狀RCP滲水網墊（RCP-X750D（A））組成；滲水網墊空隙率不小于85%，片材在壓強不小于50kPa時，剩余厚度大于45mm，外包150g無紡布，外包無紡土工織物須耐腐蝕性、抗老化性、斷裂強度不小于4.5KN/m，頂破強度不小于0.6KN，撕裂強度不小于120KN，具有良好的透水、滲濾能力、垂直滲透系數不小于3.5*10-2cm/s，等效孔徑095≥0.07mm。

滲溝頂部覆以0.3m厚的C25混凝土，防止地表水流入溝內，滲溝的出水口應與縱向排石設施或擋土墻上的排水孔緊密銜接，確保排水暢通。

拱形截水骨架的施工一般采用基槽開挖，現澆混凝土的施工工藝，值得注意的就是下鑲邊泄水孔的設置（傾斜度，孔后反濾層），保證土體內的排水通暢。

支擋防護高速鐵路一般采用擋土墻、抗滑樁結構擋護；路塹擋墻基礎應在路肩或側溝平臺以下不小于1.5m，且要低于側溝底面不小于0.2m。墻身沿線路方向每隔10～15m結合墻高設置寬度2～3cm的伸縮縫，伸縮縫內塞深度不小于0.2m的瀝青麻筋。其施工主要控制的就是泄水孔的布置，泄水孔排水坡不小于4%，進水口需采用透水土工布包裹，富水區需加密泄水孔。擋墻墻身后設置反濾層，膨脹土反濾層厚度為0.5m。擋土墻的基礎開挖及施工過程要分段跳開開挖，確保邊坡穩定。

抗滑樁主要的作用就是穩定滑坡，加固山體。開挖前應認真核對滑面情況，開挖樁群應從兩端向滑坡主軸間隔開挖，灌注1d后方可開挖鄰樁。其開挖應分節開挖，每節高度0.6～2.0m，挖一節立即支護一節。

5 高邊坡路塹溜垮原因、處理措施

高邊坡路塹溜垮原因主要有路塹局部膨脹性大于設計考慮，地表水排水不暢或長時間連續降雨，塹頂有塘或水田蓄水，還有就是施工的滯后，開挖后長期放置，坡面得不到及時封閉，造成邊坡失穩，發生溜垮。

可采取的措施視溜垮情況（已滑動坡面的穩定性反演分析，膨脹土綜合內摩擦角）而定，一般采取措施有：延緩坡比，加深擋墻及加寬擋墻上的平臺寬度，減小滲溝的間距及加寬，加深滲溝等措施，下面就以實例說明：

某鐵路膨脹土路塹，開挖深度約16m左右，設計為坡腳采用擋墻支護，設置墻頂平臺2m，邊坡坡率設計采用1∶2，坡面采用支撐滲溝+拱形截水骨架內噴播植草護坡。施工中由于連續降雨且部分路塹土體為強膨脹土，未逐級開挖及時防護，擋墻等防護施工滯后造成路塹頂及上部溜塌。

針對上述情況，經分析此段溜塌土為強膨脹性土，塹坡上部土綜合內摩擦角為13.4°，采取了以下措施進行了治理：此段路基采取的措施有：（1）路塹邊坡坡率由1∶2變為1∶4；（2）腳墻高由3m變為3.5m，墻頂標高降低0.5m，基礎加深1m（基礎底需低于盲溝底）；（3）墻頂平臺由2m變為6.5m；（4）滲溝間距由原來的15m，變為間距7.5m；（5）坡頂設置抗滑樁，保證其溜塌面的穩定；（6）治理施工中及時施工抗滑樁及分段施作擋墻，集中力量連續快速施工坡面防護。

6 結語

高速鐵路膨脹土路塹的大部分病害皆因水的原因改變了土的特性，所以我們施工中首先要做到的的就是地表水不流入工作面，其次要及時疏干土體內的水，并采取有效的措施加強土體的抗滑能力，保證我們高路塹邊坡的穩定，以確保列車行駛安全。

參考文獻：

[1]張元生，蘆江.淺析膨脹土地質基礎難題治理方法[J].中國高新技術企業，2013（06）.

[2]孫云武.芻議膨脹土路基常用處理方法[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2013（12）.