高速铁路养护维修技术1-2

高速铁路工务护维

路基病害及其防治技术

要

点

基床变形及其防治 冻害及其防治 裂隙黏土路基病害及其整治 调查冻害 用垫板整治冻害 整治路基冻害 更换路基土质

基床变形及其防治(一) 基床变形的类型及其特征 (一) 基床变形的类型及其特征 路基上部受列车动力和水文、 气候变化影响较大 的一层叫做基床。它的厚度随线路结构、 运输条 件和地质、 水文、 气候条件的不同而有差别。在 我国现有轨道结构和运输条件下， 列车荷载的有 效影响深度约达路基面下1m左右， 其上部0.5m 较为显著。水、 温度变化影响的深度， 南方一般 不超过1m , 东北可达3m左右。因此， 可以认 为基床的概略范围约为路基上部1-3m , 在某些 特殊情况下， 可能超出这一数值。在 《铁路工程 技术规范》 中， 按路基面以下1.2m考虑。

基床变形及其防治 基床直接承托着轨道和列车荷载， 其状态如何， 关系到整个线路的质量和列车运行的安全。因此， 必须保证在最不利的水文、 气候等影响和列车的 最大动力作用下基床仍然具有足够的稳固性。 基床由于稳固性不足， 将会发生不能容许的危害 线路正常工作的变形， 即基床变形，其发生和发 展主要取决于土的工程性质， 水、 温度对基床的 作用形式和程度， 荷载的性质、 大小和分布， 以 及其他如施工质量、 养护维修方法等。

基床变形及其防治铁路路基常见的基床变形主要分为翻浆冒泥、 沉陷、 挤出和冻胀等 个基本类型。

基床变形及其防治 冻胀是我国寒冷地区最普遍的基床变形。基床土在 冻胀时， 冻结层， 尤其是其上中部， 将聚集大大 超过其冻前含水量的水分。因而在融化时， 基床 将被软化， 甚至成为流动的泥浆， 强度大大降低， 加上其下部未融化层起着刚卧层的作用， 在列车 动力作用下， 往往产生翻浆冒泥、 挤出等变形。 这种变形的外部表征和下面将要谈到的翻浆冒泥， 挤出变形相仿， 但其形成条件却不尽相同， 因而 其防治措施也应有所区别， 着重采取排除、 疏干 或降低地下水， 隔断毛细水以及排除地面水的措 施， 在有条件的地方， 亦可采用换填渗水土壤等 办法。

基床变形及其防治 翻浆冒泥是基床土受地面水或地下水的浸湿软化或 液化后形成泥浆， 在列车动力作用下挤入道床或 通过道床向外窜出的一种现象。根据其形成条件和 发生的部位， 可进一步分为土质或风化石质基面 翻浆冒泥和裂隙泉眼翻浆冒泥两种。土质或风化石 质基面翻浆冒泥是基床土或岩石风化物在地面水及 列车动力作用下发生的变形现象， 裂隙泉眼翻

浆 冒泥， 是裂隙发达的风化残积、 堆积土在裂隙水、 泉水及列车动力作用下发生的变形现象。大量调查 资料表明， 翻浆冒泥地段的基床土， 颗粒很细， 亲水性较强、 渗透性很差，膨胀率较高， 但土质 坚硬， 密度较大， 强度较高， 因而变形发展深度 较浅， 一般不超过枕木底以下 60cm。

基床变形及其防治 挤出是含粉黏颗粒较多的基床土， 在含水量经常处于饱和状态 时， 土的承载力不足而产生的基床土体滑动、 流动以及局部 丧失稳定的变形现象。根据其表现形式和部位的不同， 挤出又 可分为隆起、 外挤和路堤臌坍 种。隆起是指在路堑或路堤中 基床土被挤出而造成路肩隆起的变形现象， 外挤是指在路堑中 因基床土被挤出而造成侧沟外挤的现象， 路堤臌坍是指路堤边 坡由于基床土被挤出而造成的边坡鼓出或滑动甚至带动路肩坍 塌的变形现象。挤出变形地段基床土的物理性质和翻浆冒泥地 段基本相似， 但其状态和强度条件却有显著的不同。典型的挤 出变形地段， 基床土比较松软， 其上部土经常处于过湿状态， 多数可达饱和， 土的强度不足， 因而其变形发展的深度也较 大， 一般大于50cm。

基床变形及其防治 基床变形现象是错综复杂的。在许多情况下， 随着时间的延续和变形的不断发展，可能由 一种较轻的变形转化为较重的变形， 也可 能由于某种变形的结果而引起另一种变形的 发生， 如基面翻浆冒泥可能发展为挤出， 道碴囊向外延伸可能造成路堤鼓坍等等。同 时， 许多变形地段还经常同时存在着两种 类型以上的变形现象。因此， 在调查分析 基床变形及确定其整治措施时， 必须抓住 主要变形类型并考虑它的发展。

(二) 基床变形的预防 主要的预防措施有： 1、完善各种排水设备， 并使之经常处于良好状态。 2、保持道床具有一定的厚度、 饱满、 清洁， 有足 够的弹性。 3、认真做好线路的计划预防性维修， 使线路上部的 各项设备经常保持在良好状态，使列车动力作用的 影响减小到最低限度。 4、对整治基床变形所修建的各项设备， 应经常检查， 及时整修。

(三) 基床变形的整治措施 由于基床变形的原因是多方面的， 故应进行 综合整治。整治时， 必须深入调查现有的排 水设施、 轨道结构、 运营情况及土质条件等， 根据病害的类型、 特征及成因， 选择有效而 经济的整治措施， 并尽量减少行车干扰。

我国常用的整治措施主要有以下几种。 1、砂垫床 在道床的下部用符合一定材质要求的砂铺设成一定 断面的砂层叫做砂垫床。其主要作用是把碎石道碴 与基面隔开，避免碎石

直接与基面接触， 破坏基 面的平整，造成坑洼积水，并在一定时期内阻止基 面的泥浆上升污染道床。 砂垫床最适于整治无地下水影响的土质基面翻浆， 也适用于风化石质基面翻浆，并经常作为封闭层、 换土等的辅助措施，但不适用于裂隙泉眼翻浆及挤 出。在地下水丰富的翻浆地段采用砂垫床时，必须 同时采用降低地下水位的措施。

2、换土 用其他填料更换基床的不良土， 以改变基床的土 质条件， 提高基床的承载能力。换土可有效地整 治挤出、 道碴囊等病害。 换土时， 一般要求将变形深度内 (包括陷槽) 的 土全部挖除， 下卧层应达到规定的强度指标。对 于有刚卧层且其上部软弱土层厚度小于50cm的挤 出变形地段， 应将软弱土层全部清除， 由于倾斜 刚卧层引起的挤出变形地段， 应换至刚卧层， 必 要时尚需做防滑处理。当地下水丰富且对基床变形 有直接影响时， 应同时修筑适当的排水设备。

冻害及其防治 冻害是我国北方 (包括东北、 西北、 华北) 铁路路基最普遍和最严重的病害。它不仅恶 化了线路条件， 影响行车的速度和安全， 耗费大量的材料和劳力， 而且还阻碍着如 钢筋混凝土轨枕、 轨枕板等的使用。因此， 冻害整治是这些地区一项十分重要的工作。

冻害的形成原因 (1) 气温条件不同。如深路堑、 高路堤中， 向阳、 背风、 积 雪多的一面， 冬季地温稍高，其冻胀值稍小， 涵洞上部的较 厚填土， 冬季除自路基表面向下冻结之外， 还受到从涵洞向 上冻结的影响等。由于气温条件不同所引起的冻害一般较小。 (2) 水文条件的不同。如地下水的有无、 地下水位的高低、 地 面水的影响等。水文条件的不同常可引起非常严重的冻害。 (3) 土质条件的不同。如路基基床面平整程度不同、 道碴陷槽 深浅不一、 道床厚度及污染程度不等、 不正确地换土， 基床 土质在短距离内有较大变化等。土质条件的不同常常是产生冻 害的主要原因。

冻害的防治 在与冻害作斗争的过程中， 必须贯彻预防 为主， 预防与整治相结合的原则。主要的 预防措施有： (1) 经常保持道床清洁， 及时清除土垄。 (2) 经常保持路肩、 边坡、 堑顶、 堤脚的 平整、 无坑洼积水、 无裂缝。 (3) 保持各种地面、 地下排水设备畅通、 良好。