鐵路路基翻漿冒泥原因分析與整治措施

殷 飛

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

鐵路路基是鐵路軌道的基礎(chǔ)，承受并傳遞軌道重量及車輛荷載，是保證車輛運(yùn)行的重要建筑物。翻漿冒泥是指基床土遇水侵濕軟化形成泥漿，在車輛動(dòng)力荷載下泥漿沿道砟空隙向表面涌出的一種路基病害現(xiàn)象［1］。翻漿冒泥是鐵路中的常見病害，常發(fā)生于粉粒、粘粒含量高、透水性差的粘性土中，雨季尤為嚴(yán)重。翻漿冒泥不僅影響鐵路線路質(zhì)量，而且還增加鐵路維修量，縮短軌道使用壽命，長期還會(huì)造成道床板結(jié)、整體彈性降低等危害，危及鐵路行車安全。

2 工廠鐵路翻漿冒泥病害概況

貴冶鐵路編組站屬于企業(yè)專用鐵路，現(xiàn)有鐵路線路全長43.8km，有效長28.1km，道岔102 組，其中電動(dòng)道岔79 組，手動(dòng)道岔23 組。貴冶鐵路線路運(yùn)輸繁忙，且部分鐵路線路鋪設(shè)在易風(fēng)化或出現(xiàn)粉化的紅石嶺上，在梅雨季節(jié)遇線路排水不暢時(shí)就會(huì)出現(xiàn)翻漿冒泥（見圖1），據(jù)調(diào)查，當(dāng)前貴冶專用鐵路多條線路、多組道岔均存在不同程度的翻漿冒泥現(xiàn)象，不僅危及行車安全，還給企業(yè)專用鐵路的日常檢修維護(hù)維修工作帶來了諸多不便。

圖1 一處典型的翻漿冒泥病害

3 影響翻漿冒泥的因素

路基翻漿冒泥一般由多個(gè)因素綜合作用引起，主要影響因素有土質(zhì)、水、車輛荷載、外部污染和道砟質(zhì)量等，其中土質(zhì)和水屬于自然因素，車輛荷載和污染屬于外部因素［2］。

3.1 土質(zhì)

土質(zhì)直接影響整個(gè)路基的質(zhì)量，是引發(fā)翻漿冒泥最主要的因素。路基土中含有親水性強(qiáng)、透水性差的物資成分，遇水容易軟化，則容易發(fā)生翻漿冒泥。一般粉性土容易翻漿冒泥。

3.2 水

水是發(fā)生翻漿冒泥最重要的條件。沒有水的參與，就不會(huì)產(chǎn)生翻漿冒泥。路基土在水的作用下膨脹軟化，抗剪強(qiáng)度大幅下降，在道碴的反復(fù)擠壓下最終形成泥漿。

3.3 車輛荷載

車輛荷載會(huì)加速翻漿冒泥的形成。路基土在車輛荷載反復(fù)作用下，塑性變形不斷積累，土質(zhì)被破壞。當(dāng)運(yùn)量愈大，車輛愈重，路基土被破壞的可能性越大，翻漿也會(huì)愈多、俞嚴(yán)重。我廠每年鐵路運(yùn)量超過500 萬t，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)運(yùn)量260 萬t，運(yùn)量較大，容易加劇翻漿冒泥的形成。

3.4 外部污染

貴冶專用鐵路主要運(yùn)輸銅精礦、尾礦等物資，這些粉狀物容易散落在道床上，隨著時(shí)間的積累，逐步滲入路基，形成板結(jié)，造成路基排水不暢，最終形成翻漿冒泥。

3.5 道砟質(zhì)量

貴冶專用鐵路大部分線路道岔鋪設(shè)于上世紀(jì)80 年代，距今已經(jīng)30 多年，在自然風(fēng)化、車輛荷載等多層因素下，道砟破碎成粉末，堵塞道床排水，遇到降雨容易形成翻漿冒泥。

4 翻漿冒泥病害機(jī)理

剖析翻漿冒泥的形成過程，大致分三個(gè)階段：擠壓上升階段、抽吸階段、翻漿冒泥形成階段。

4.1 擠壓上升階段

在車輛荷載作用下，道砟與路基土相互作用使土層軟化，遇水后形成泥漿，沿道砟孔隙不斷擠壓上升。水是重要物質(zhì)，如果水源不足，泥漿便會(huì)停止上升，并干枯板結(jié)道床。

4.2 抽吸階段

上一階段形成的板結(jié)道砟層并不密實(shí)，降雨后雨水會(huì)沿孔隙滲入基床，再次產(chǎn)生泥漿。板結(jié)的道砟層形成了一個(gè)相對(duì)密閉的空間，這時(shí)的泥漿同時(shí)受到擠壓力和抽吸力兩種力的作用，當(dāng)板結(jié)層抬升時(shí)，枕下路基面局部形成真空帶，把周圍的水和泥漿吸到枕下真空處，當(dāng)板結(jié)層下壓時(shí)，孔隙壓力加大，泥漿便沿孔隙上升。

4.3 翻漿冒泥形成階段

泥漿被抽吸、擠壓反復(fù)進(jìn)行，并不斷上升，道碴板結(jié)越來越嚴(yán)重，枕下空間越來越密閉，產(chǎn)生的抽吸力和擠壓力也越來越大，泥漿在兩種力的作用下沿孔洞上升，最后向道床表面涌出，形成翻漿冒泥［3］。

5 翻漿冒泥整治措施

整治翻漿冒泥，需針對(duì)病害產(chǎn)生的具體原因，因地制宜，對(duì)癥下藥，方能取得理想效果，采用兩種或兩種以上的綜合措施，效果會(huì)更佳。下面介紹幾種常用措施。

措施一：改良路基填料。

此方法對(duì)行車干擾較小，操作簡(jiǎn)便。用機(jī)具在機(jī)床打孔，然后填入水泥土或石灰土等物資，分層擊實(shí)，達(dá)到改良路基土質(zhì)的目的。還可打入木樁，使樁體與土體共同作用，形成復(fù)合地基，提高路基承載力。

措施二：修建排水設(shè)施。

水是產(chǎn)生翻漿冒泥的必要因素，土壤中含水量越多，就越容易產(chǎn)生翻漿冒泥，要解決翻漿冒泥問題就必須改善基床的排水［4］，讓路基始終處于干燥的狀態(tài)。改善排水一般可以采取以下幾種方法：

（1）在積水區(qū)域鋪設(shè)排水管道（見圖2），及時(shí)排走路基中多余的水分，保證土壤干燥。

圖2 路基積水區(qū)域鋪設(shè)排水管

（2）在道床底設(shè)置橫向盲溝（見圖3），盲溝與明溝相連，保證路基排水流暢。盲溝的設(shè)置：開挖溝槽，用鋼軌作為支撐，鋪上水泥蓋板或廢舊的水泥寬枕。

圖3 道床底設(shè)置盲溝

（3）在基床上設(shè)置泄水孔（見圖4），泄水孔應(yīng)采取內(nèi)高外低的方式，使其保持一定的傾斜度，方便道床內(nèi)的水排入排水溝內(nèi)。

圖4 基床設(shè)置泄水孔

措施三：更換路基填土。

基床換填法是最常用的一種整治方法，具有操作簡(jiǎn)單、耗材少、造價(jià)低、整治徹底等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)行車干擾較大。

具體操作流程為:（1）拆除路基上方的軌道結(jié)構(gòu)；（2）用挖掘機(jī)清挖基床填料（道砟、砂礫等），并將不良土體清除掉；（3）分層填入質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定的填料并壓實(shí)；（4）設(shè)置路基排水坡（4‰）；（5）鋪設(shè)土工布（一種防滲材料），防止地下水向上滲透；（6）回填砂礫（≥20cm）、道砟（≥40cm）并壓實(shí)；（7）鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)，恢復(fù)線路幾何尺寸［5］。見圖5。

圖5 鋪設(shè)防滲材料（土工布）

措施四：加強(qiáng)搗固作業(yè)。

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，線路翻漿冒泥大部分發(fā)生在鋼軌接頭處，約占70%以上［6］。分析其原因主要是因?yàn)榻宇^處較其他部位相對(duì)薄弱，車輛荷載對(duì)接頭的沖擊較大，所以發(fā)生翻漿冒泥的概率相較其他部位高。所以要加強(qiáng)線路的搗固作業(yè)，尤其是對(duì)接頭、空吊板加強(qiáng)搗固，以保證線路穩(wěn)定性，才能減少翻漿冒泥的發(fā)生。

6 結(jié)語

翻漿冒泥是破壞鐵路路基的首要病害，路基一旦破壞將嚴(yán)重威脅行車安全，必須加大力氣進(jìn)行整治。整治路基翻漿冒泥病害，不能通過采取某種單一的固定模式一概而論，在病害處理前必須要通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，從其產(chǎn)生的原因出發(fā)，追根溯源，根據(jù)具體情況對(duì)癥下藥，才能達(dá)到提高整治效果的目的。