鐵路工程施工路基沉降控制分析

雷黎霞

（國能黃大鐵路有限責任公司，山東 東營 257000）

對于鐵路工程而言，在項目開展的階段如果出現路基沉降問題，就會給整體工程項目的開展造成很大的影響。所以在鐵路工程項目施工的環節中，針對路基沉降問題要科學地應用相關的處理方法進行處理，如此才能夠將沉降系數控制在有效的范圍之內。

1 鐵路工程路基沉降控制價值體現

1.1 確保鐵路工程的質量合格

鐵路工程的質量監測是多個部門共同進行的工作，在具體的監測工作中，路基沉降系數是重要的數據之一，也是監測工作的重點。這是因為鐵路工程建設完成運營之后，受到火車持續行駛的荷載作用，不僅包含火車的自重，還有運行時造成的巨大沖擊力作用。在這種條件之下，因為各個方面作用力作用，極易出現沉降的問題，一旦超出規定要求，就會導致車輛行駛出現嚴重的安全事故。從實際情況分析，只要是鐵路項目發生沉降的問題，都會導致車輛損毀嚴重，出現經濟損失和人員傷亡的事故。此外，鐵路工程項目的路基沉降還會造成后續無法進行維護和管理，工作難度增加。由此可見，控制鐵路工程的沉降系數極為重要，也是保證鐵路運行效果的關鍵。

1.2 有效保障了火車的運行安全

鐵路工程施工環節需要嚴格落實路基沉降參數，將其控制在合理的范圍內，以達到鐵路運行安全性、穩定性的標準，達到車輛行駛安全性標準，降低事故發生率。

1.3 保障了鐵路項目的效益

鐵路工程路基沉降系數是關系到鐵路運行安全和質量的關鍵，只有保證該系數處于合理范圍內，才能確保鐵路項目的效益不會受到損失。鐵路工程項目屬于公益性質的，盈利是其次，其建設周期較長、規模比較大、專業性高。如果鐵路工程實施環節沒有嚴格做好路基沉降的控制工作，會造成沉降問題日益嚴重，鐵路工程的質量無法滿足要求，運營之后會發生嚴重的損壞問題，需要維修與養護。這種情況下，導致運營成本的升高，還會誘發一系列的安全事故，帶來巨大的財產損失，也會威脅人們的生命安全，所以其影響后果是巨大的，需要全面落實路基沉降管控工作[1]。

2 影響鐵路路基沉降的主要因素

從實際經驗總結分析發現，鐵路工程施工路基沉降發生的首要因素就是土壤松動，地理環境比較特殊的情況下會導致地下水含量的升高，土壤強度降低；其次，施工單位未嚴格落實施工方案進行排水處理，導致路基受到巨大的沖刷影響；最后，施工工藝不當，尤其是碾壓環節，沒有做好控制管理控制，還有些細節問題沒有有效地處理，再加上施工材料處理不當，對工程的質量產生很大的影響。這些因素的存在，讓鐵路工程建設施工存在很多的問題，且隨著運營時間的延長，鐵路穩定性下降。因此，需要分析影響鐵路路基沉降的主要因素，具體包含如下幾個方面：

2.1 土質結構

鐵路工程項目施工建設環節，工程規模比較大，施工建設范圍廣，且施工地質條件變化比較大，所以容易引發一系列的地質問題，而土質結構會對鐵路路基工程的質量產生很大的影響，且不同土質條件下結構的性能影響較大。比如黃土地區，濕陷性比較長，路基變形的概率較高，所以路基沉降變形的問題較為嚴重。

2.2 水分問題

水是路基影響的重要因素，也是無法避免的因素之一。在鐵路路基建設施工區域如果存在松散的土層結構，或者土體結構的濕陷性較長，在水分的持續影響之下會造成其穩定性降低。比如，松散土體的施工中，降雨水持續性沖刷路基結構，下層土體也會發生變形的問題，進而誘發塌陷等事故，造成嚴重后果。

2.3 列車載荷

鐵路工程項目建設施工全部結束后，在運營階段會受到很大的車輛荷載作用，這是因為車輛通過是動態化的，且給路基產生的沖擊力是持續積累的，這樣就會出現鐵路路基沉降的現象。從目前的實際情況分析，鐵路路基沉降控制的主要措施是選擇高質量的原材料，然后進行必要的壓實處理，并且定期檢查與維護，確保沉降不會超出標準要求，符合質量標準。

2.4 工程質量

鐵路工程的重要質量指標就是路基沉降系數，這也是影響工程安全的關鍵要素。在路基結構的施工中，通常都會因為施工技術、施工工藝、填料類型與厚度、壓實度等因素的差異，造成路基沉降系數發生變化，所以在鐵路工程的路基設計與施工環節，做好各個階段的管控工作，技術參數符合要求，以提升工程的質量與安全性，完全滿足工程的運行標準[2]。

3 鐵路路基沉降的主要控制措施

3.1 地基沉降加固處理方法

如果鐵路工程路基沉降發生是因為地基原因所導致的，通常需要應用注漿、高壓旋噴或者兩種方式組合的措施進行處理，提高地基結構穩定性。在路基沉降發生在過渡段或者填筑質量較差所引發的，通常可以利用花管注漿加固的方式以消除沉降的問題。路基達到基本穩定的狀態之下，結合實際情況對扣件做出調整，也可以利用軌道結構注膠提升方式以抵消沉降變形的問題。

1.高壓旋噴樁施工方式是應用鉆機將注漿管直接打入到規定部位上，然后通過高壓設備將合格的水泥漿液通過噴嘴按照20MPa高壓流噴射到施工的位置上，對于已有的地基結構進行加固施工，制作成為大直徑的水泥土樁體結構，不會給原有結構造成損壞，還能夠減小沉降問題，保持沉降系數處于合理范圍內。

2.花管注漿是應用花管打入到地層結構內，再應用注漿方式進行加固處理，漿液通過規定壓力的注入作用，直接進入到地層結構內，會逐步地擴散，形成整體的穩定結構。在土體內部通過鉆孔方式形成樁體結構，且周圍空間分布較多的顆粒物，嵌擠形成整體結構，提高結構的抗滑與抗壓能力，促進路基結構強度性能的提升。

3.注漿（膠）抬升法的施工材料是雙組分化學注漿材料，通過機械方式充分地混合處理，發生凝膠反應，短時間內就會形成固結硬化的結構體，達到加固的效果。

3.2 鐵路路基設計期間控制

以地基土壤的特性為基礎，展開加固設計與分析，設置必要的排水設施，確保積水能夠及時排出，不會對路基產生任何影響。路基排水應該和橋涵、隧道、車道等設置聯合應用，保證應用的效果滿足要求。同時還要設置多種攔截、排水設施，以確保不會有水流對路基產生沖刷的作用，提高結構的穩定性與安全性，達到鐵路工程的運行要求[3]。

3.3 鐵路路基建設期間控制

路基工程是隱蔽工程的形式，建設在地下空間中，施工結束后即埋設完成。只要是路基發生質量問題，會導致維修難度升高，且會對鐵路列車的運行安全性造成負面影響。因此，在鐵路工程建設階段，施工單位嚴格執行設計方案和工藝標準要求，做好各個環節的全面管理和控制，從根本上控制路基變形尺寸，以保證鐵路工程路基的質量合格。

3.3.1 加強地基處理和路基填筑控制

鐵路工程施工路基的地基處理與路基填筑環節，執行設計方案是基本的要求，各個工序和環節都要處于可控范圍內，上一道工序施工后，質量檢查合格才能繼續開展施工，且要逐步地完善施工工藝，保證工程的質量合格。此外，在路基填筑結束后，及時碾壓施工，確保結構的強度性能合格，滿足運行要求。

3.3.2 做好路基填筑過程的沉降觀測和評估

1.路基沉降觀測和評估。（1）路基填筑施工環節，做好沉降、側向位移的控制，實現全面監測和管控。路基上表面的軌道鋪設前，評估路基變形的情況，保證達到設計標準要求。（2）路基填筑作業后，要做好沉降參數的監測，匯總分析各項數據信息。填筑工作結束后，預壓荷載超過6 個月，隨時觀測各項技術參數，對技術做出調整和分析。如果由于觀測數據無法滿足評估要求，應該延長監測時間。（3）路基結構的沉降現象要滿足如下的要求：有砟軌道，車輛行駛250km/h時，一般路段沉降不足10cm，橋臺臺尾過渡的位置沉降不足5cm，且沉降速度控制在3cm/年以內；無砟軌道，在施工結束后，扣件調整性能以及線路圓順度符合要求，且沉降量在15cm 以內。同時還應該控制路基結構和橋梁、隧道以及橫向結構物的交界部位上的沉降尺寸，全部限定在5mm 以內，確保不會超出這一標準的要求。（4）變形監測需要設置相應的監測點位置，每個結構的觀測點數量需要達到2 個以上，形成完善的監測網絡體系。（5）沉降水準監測時，其重復的精度要控制在±1mm 范圍內。沉降觀測的頻率滿足技術標準要求，根據環境做出調整，如果存在異常反應，需要增加監測的頻率和次數，以掌握沉降變化的情況[4]。

2.觀測裝置的設置及保護。（1）邊樁埋設深度需要控制在1.4m 以上，如果施工位置存在凍脹反應，則深度在凍結深度以下不少于0.5m 即為合格，樁頂要露出地表約10cm 即可。樁體埋設完成之后，周邊填充達到密實度的標準，且上部應用厚度為50cm 的混凝土澆筑固定處理，保證結構達到穩定、牢固的要求。邊樁需要根據二等水準進行檢測，標高與高程符合要求。（2）觀測基樁嚴格執行設計方案，并且隨時根據需要做出復核與調整處理，以確保各個樁體結構達到牢固與穩定性的要求。（3）觀測樁需要在表面碎石結構施工完畢之后進行埋設施工，并且周邊需要填充水泥砂漿材料以達到固定性的效果。（4）沉降板在埋設工作結束后，應該通過全站儀進行數據定位，埋設部位上使用砂石找平處理，埋設后，經過檢測符合質量要求才能投入使用。（5）剖面沉降管一般需要應用開槽埋設的方式進行施工，在內部需要埋設沉降管，填充后達到平齊的標準，并且進行碾壓施工。剖面沉降管在上層材料進行填充與碾壓施工結束后，連續進行數日的觀測，獲取數據信息。（6）沉降變形觀測點要做好防護處理，保證在整個觀測周期內不會發生損壞的問題，且要保證數據達到精度的要求。

3.4 鐵路路基運營期間控制

要想提高鐵路工程路基的安全性、穩定性，提高運營的質量，運營管理部門就要嚴格落實路基變形監測、病害分析等工作，制定切實可行的維護方案，滿足工程的運行要求。

3.4.1 加強路基和排水設施養護維修

相關人員要隨時進行排水設施檢查，保證其排水效果滿足要求，并且對于排水溝、天溝、截水溝等部位的排水結構進行清淤處理，根據需要進行養護管理，確保排水性能滿足要求；基層表面防水結構的性能良好。路基面和軌道板底座達到清潔度的要求，電纜槽與蓋板完整性好，排水性能合格。路基表面的各種設備，接觸網立柱、接地設備等完好無損且運行正常，不會有質量問題。

3.4.2 路基變形處加強沉降監測

在鐵路項目的運行環節，需要嚴格落實路基與橋臺、橫向結構物過渡段等容易發生變形位置進行監測，隨時獲取沉降數據信息，建立沉降數據庫，以便分析了解鐵路工程運行情況。同時根據監測的結論，對于容易發生沉降病害位置積極采用合理的預防措施，降低病害問題的發生率，確保鐵路工程運行安全。

3.4.3 超標路段的加固處理

在鐵路工程項目施工的階段中，針對路基沉降的控制需要按照具體的實際情況進行處理。一般看來針對超標路段的加固處理方法可以采用高壓旋噴技術或者是軌道注漿方式進行病害處理，并且在項目開展的階段中需要及時地做好路基坑洼積水以及相關表土松散的處理控制，如此才能夠提高整體工程項目的質量。另外，針對黃土地基產生的暗穴以及暗溝問題，要采用灌漿方法以及灌砂方法，還有開挖回填等方法進行處理[5]。

4 結語

鐵路是經濟與社會發展的重要基礎設施，也是民生工程，對于人們的生活有著重要的影響。而鐵路工程建設和運用中，路基沉降是重要的危害之一，也是人們關注的重點。從這個角度出發，鐵路工程施工中，應嚴格做好質量管理和控制，加強路基沉降監測工作，隨時了解沉降數據信息，并且總結出切實可行的應對措施，確保路基沉降處于合理的范圍內，不會超出規定要求，完全達到鐵路運行的標準，促進我國鐵路領域發展，為社會發展做出貢獻。