鐵路路基施工與維護(hù) 課件 6-3路基基床病害防治

鐵路路基施工與維護(hù)6-3一般路基病害整治一、路基基床病害及其防治措施路基的病害主要分為兩大類，即路基基床病害和路基邊坡病害。這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)路基基床病害及其防治措施。通常，路基基床在各種因素影響下，產(chǎn)生各種類型的永久變形,稱為基床病害?；膊『Ω拍罡鶕?jù)基床病害的發(fā)生機(jī)理和性質(zhì)，按其典型的表現(xiàn)特征,結(jié)合病害發(fā)生的部位，可將基床病害分為基面翻漿冒泥和基床下沉外擠兩大基本類型?；膊『︻愋鸵?、路基基床病害及其防治措施基面翻漿冒泥是我國鐵路常見的基床病害之一。北方多發(fā)生在春融期間，南方在雨季十分頻繁,特別是山區(qū)尤為普遍?；娣瓭{冒泥一、路基基床病害及其防治措施基面翻漿冒泥一般分為：土質(zhì)基面翻漿冒泥、風(fēng)化巖質(zhì)基面翻漿冒泥、裂隙泉眼翻漿冒泥。基面翻漿冒泥表現(xiàn)形式一、路基基床病害及其防治措施土質(zhì)基面翻漿冒泥，多發(fā)生在裂隙黏土和一般黏性土的土質(zhì)條件。它們受水的影響大，強(qiáng)度隨含水率的增大而大幅度下降。土質(zhì)基面翻漿冒泥一、路基基床病害及其防治措施風(fēng)化巖質(zhì)基面翻漿冒泥主要發(fā)生在風(fēng)化物為泥質(zhì)的巖石基床,其成因及一般表現(xiàn)特征與土質(zhì)基面翻漿冒泥相同。風(fēng)化巖質(zhì)基面翻漿冒泥一、路基基床病害及其防治措施裂隙泉眼翻漿是指裂隙水或泉水在列車動(dòng)力作用下，沖蝕軟化基床土而形成的翻漿。裂隙泉眼翻漿主要發(fā)生在山區(qū)和丘陵地區(qū)，其主要原因是基床排水不暢，裂隙或泉水聚集基床所致。裂隙泉眼翻漿一、路基基床病害及其防治措施基床下沉外擠病害一般分為基床下沉和基床外擠兩種表現(xiàn)形態(tài)。病害或呈單一性表現(xiàn)，或呈合二為一的綜合表現(xiàn)。基床下沉外擠一、路基基床病害及其防治措施基床下沉病害的表現(xiàn)形態(tài)常分為沉落、道砟囊、道砟陷槽，多發(fā)生在基床土為中、高塑性的黏性土、淤泥、泥炭風(fēng)化殘積土或基床填筑密度不足或運(yùn)營條件改變時(shí)?；蚕鲁涟ɑ嫦鲁梁瓦吰码畠煞N類型?；蚕鲁烈弧⒙坊膊『捌浞乐未胧┗矁?nèi)的土經(jīng)常處于軟塑狀態(tài)在列車荷載的作用下，發(fā)生剪切破壞，使得路肩單側(cè)或雙側(cè)沿滑動(dòng)面向外或向上變形形成外擠?；餐鈹D可分為路肩隆起和路肩外擠兩類?；餐鈹D一、路基基床病害及其防治措施針對(duì)路基出現(xiàn)的病害，必須采取有針對(duì)性的措施，方可保證鐵路線路的正常使用、鐵路列車的正常運(yùn)行?；膊『Φ恼未胧┮?、路基基床病害及其防治措施既有鐵路路基基面翻漿管泥病害的整治原則大致有兩方面。第一，因病害是由基床土、水、動(dòng)荷載共同作用而產(chǎn)生的，而其中水是重要的誘發(fā)因素，故應(yīng)采取綜合整治的方法，且首選消除水影響的措施。第二，風(fēng)化巖質(zhì)基面、裂腺泉眼的翻漿冒泥形成的道砟囊較淺，一般小于50cm，故處理的部位可限于基床表層或基床面。整治原則除了消除水的影響外，還應(yīng)考慮采取改善基床上部荷載的影響，改變基床土質(zhì)以提高承載力，減少變形的綜合措施。基床病害的整治原則一、路基基床病害及其防治措施經(jīng)過以往數(shù)十年的實(shí)踐,某些措施(例如漿砌片石、瀝青土、三合土等剛性或半剛性封閉層，基床表層換填片石,道床橫向圬工滲溝等)被證明整治機(jī)理不明確或污染環(huán)境、有效期較短、效果欠佳，一般已不宜再用。目前現(xiàn)場多采用整治效果較徹底、對(duì)行車干擾較少的方案,實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)因地制宜、合理選用?；膊『ΤＳ玫恼畏椒ㄒ弧⒙坊膊『捌浞乐未胧┨У朗┕ず唵慰旖?，在有條件改變線路縱斷面的地段,采用線路抬道的方法可使既有基床面降低一個(gè)相當(dāng)于抬道量的厚度，使上部傳來的荷載繼續(xù)擴(kuò)散,應(yīng)力進(jìn)一步衰減，削弱了對(duì)強(qiáng)度不足基床的影響，減少了基床的變形。該方法可用于程度較輕的基床翻漿冒漿、基床下沉外擠病害的整治。線路抬道一、路基基床病害及其防治措施在已發(fā)生基床翻漿冒泥的地段，或基床土質(zhì)不良而強(qiáng)度足夠,具備產(chǎn)生生翻漿冒泥病害條件的地段，可在基床表面鋪設(shè)土工合成材料封閉層。相比基床換填滲水料的方法，鋪設(shè)土工合成材料封閉層設(shè)計(jì)簡單，投資較低，效果良好。該方法適用于各種土質(zhì)、風(fēng)化巖質(zhì)基床的基面翻漿冒泥病害的整治,但基床土強(qiáng)度不足時(shí)不宜采用?；裁娣忾]一、路基基床病害及其防治措施在基床表層內(nèi)鋪設(shè)土工網(wǎng)、土工格柵、土工格室均可起到提高基床承載力與穩(wěn)定性的補(bǔ)強(qiáng)作用。其中，以土工格室的整治效果最理想。鋪設(shè)土工格室整治基床下沉外擠病害的后期效果好，可有效地減少線路維修養(yǎng)護(hù)工作量。基床表層補(bǔ)強(qiáng)一、路基基床病害及其防治措施對(duì)于容易發(fā)生下沉外擠或深陷槽病害的軟弱基床。可采用換填的整治方案提高基床表層強(qiáng)度。換填厚度視軟弱層厚度而定，一般為50～60cm。換填料可為級(jí)配良好的碎石土或中粗砂，也可為在原基床土中摻入改良土壤工程性質(zhì)的材料后形成的改性土。該方法還可用于防治基床翻漿冒泥病害?；脖韺訐Q填是比較徹底的方法,但由于換填基床表層土的施工需采取封鎖線路、揭蓋施工或架空軌道、限速行車的方案,且施工進(jìn)度較慢,若地段較長時(shí),對(duì)行車干擾較大?；脖韺訐Q填一、路基基床病害及其防治措施加固樁體一般設(shè)在兩軌枕間隔中的基床部位，縱向排距即軌枕間距；每排橫向至少設(shè)4個(gè)樁（樁位約距鋼軌中心30～35cm）或5個(gè)樁(線路中心加1個(gè)樁，各樁間距約50cm)；樁長視基床需加固深度而定；樁徑一般不小于20cm。采用樁體加固基床不影響線路的縱斷面狀態(tài)，工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基床換填方法；在行車密度不大的運(yùn)營線上，利用列車間隔時(shí)間靈活施工，有一定的優(yōu)越性?；矘扼w加固一、路基基床病害及其防治措施二、路基邊坡病害防治路基邊坡病害主要分為坡面病害、坡腳病害和邊坡地質(zhì)病害三大類。路基邊坡病害類型二、路基邊坡病害防治路基邊坡坡面病害主要有邊坡溜坍、風(fēng)化剝落、風(fēng)沙病害、積雪病害四種類型。①邊坡溜坍邊坡溜坍是一般黏性土質(zhì)(如粉質(zhì)黏土、黏土、粉土等)邊坡的常見病害,在路堤路塹路段均可發(fā)生。②風(fēng)化剝落風(fēng)化剝落病害常發(fā)生在易受風(fēng)化的巖質(zhì)邊坡(如綠泥石片巖、頁巖、干枚巖、云母片巖、滑石片巖等)或軟硬相間的松軟層。路基邊坡坡面病害二、路基邊坡病害防治③風(fēng)沙病害風(fēng)沙病害多發(fā)生在我國沙漠鐵路所分布的西北風(fēng)沙地區(qū)，氣候條件表現(xiàn)為干旱少雨，蒸發(fā)量大,風(fēng)力強(qiáng)勁、頻繁；地貌形態(tài)呈現(xiàn)出各式各樣的沙丘。④積雪病害在我國北方地區(qū)修建的鐵路容易受到積雪的侵害。這些地區(qū)屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,全年降雪日數(shù)近200天，積雪月份為5～6個(gè)月，積雪深度達(dá)200～1000mm,同時(shí)年平均風(fēng)速4.4m/s,最大風(fēng)速40m/s。每逢冬季大量的降雪或積雪常被風(fēng)吹刮到鐵路線上堆積形成高大雪峰，導(dǎo)致埋沒線路及通信設(shè)備，甚至填平路塹的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車。路基邊坡坡面病害二、路基邊坡病害防治路基邊坡坡腳病害主要有河岸沖刷、水浸路基和人工侵挖三大類。①河岸沖刷河岸沖刷病害一般系指修建在河灘、岸邊的鐵路路基干擾了原有水流性質(zhì)，導(dǎo)致河流流向的天然演變，使其不可避免，或多或少地遭受到水流、波浪以及嚴(yán)寒(寒冷)地區(qū)冰的影響和破壞的現(xiàn)象，同時(shí)也應(yīng)包括鄰近鐵路的河、海、湖、庫、塘等自然岸坡所受到的來自流速或波浪的侵害，因自然岸坡受沖刷程度連續(xù)發(fā)展時(shí)會(huì)危及到岸邊或臺(tái)地的鐵路路基。路基邊坡坡腳病害二、路基邊坡病害防治②水浸路基水浸路基病害一般系指在濱河、河灘、海灘和水庫、湖泊、水塘或洼地路段修建的鐵路路堤一側(cè)或兩側(cè)浸水后(稱浸水路堤)遭受到水位(包括浮力、滲透動(dòng)水壓力)變化和水流、波浪的沖擊以及管涌、軟弱基底的破壞，威脅到路堤穩(wěn)定性的現(xiàn)象，個(gè)別情況下路塹段遇山洪暴發(fā)、側(cè)溝排水不暢時(shí)亦會(huì)發(fā)生水淹線路及路塹坡腳的情況。水浸路基病害在我國既有鐵路中占有較大的比重，極易發(fā)生嚴(yán)重的沖毀斷道事故。路基邊坡坡腳病害二、路基邊坡病害防治③人工侵挖將人工侵挖單列為一種病害，旨在區(qū)分自然營力與人為破壞兩種不同性質(zhì)的病因。由于鐵路的修建帶動(dòng)了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)開發(fā)與發(fā)展，在鄰近既有鐵路沿線許多路段的周邊相繼出現(xiàn)了新建的工廠企業(yè)、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村,因而也帶來了更多生產(chǎn)與生活方面的人為活動(dòng)。路基邊坡坡腳病害二、路基邊坡病害防治路基邊坡地質(zhì)病害主要有山體滑坡、崩塌落石和泥石流等三大類。①山體滑坡山體滑坡是指在一定的地形地質(zhì)條件下，山坡上的不穩(wěn)定巖(土)體因各種外界因素破壞其力學(xué)平衡后，在重力作用下沿著山坡內(nèi)部某一軟弱面或軟弱帶發(fā)生整體的、緩慢的、間歌性滑動(dòng)的變形現(xiàn)象。滑坡的特點(diǎn)是水平移動(dòng)分量一般大于垂直移動(dòng)分量。路基邊坡地質(zhì)病害二、路基邊坡病害防治②崩塌落石崩塌系指陡峻斜坡上的巖士體在重力和其他外力作用下脫高母體，突然發(fā)生急劇地向下傾倒、崩落、翻滾、跳躍以及因此而引起脆性破壞的斜坡變形現(xiàn)象。崩塌落石發(fā)生的原因和條件與地形、地貌、巖性地質(zhì)構(gòu)造、氣候、水文以及人為活動(dòng)等因素有關(guān)。崩塌落石是既有山區(qū)鐵路常見的路基病害。崩塌規(guī)模小的為坍塌,規(guī)模極大的為山崩,大型的崩塌是災(zāi)害性的，能摧毀鐵路、橋梁、房屋甚至堵塞河流,毀壞農(nóng)田和村莊；零星落石發(fā)生時(shí)雖然山體本身基本上是穩(wěn)定的,但也常造成砸傷運(yùn)營線的設(shè)備、列車脫線或顛覆的嚴(yán)重后果。路基邊坡地質(zhì)病害二、路基邊坡病害防治③泥石流泥石流是由于降水(融雪等)而發(fā)生在山區(qū)的一種挾帶大量泥沙、石塊等松散固體物質(zhì)的特殊洪流。泥石流主要活躍于山區(qū)與山前地區(qū),暴發(fā)突然、歷時(shí)短暫、來勢兇猛,固體物質(zhì)粒度與流體密度變化范圍大，慣性力(具有直進(jìn)性和爬高能力)和沖淤能力大，具有巨大的破壞能力。路基邊坡地質(zhì)病害二、路基邊坡病害防治既有鐵路路基邊坡病害的整治工程通常分為坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)以及支擋加固等工程措施,其共同的原則與目的均為保護(hù)與提高路基邊坡的安全性。邊坡病害的整治措施二、路基邊坡病害防治坡面防護(hù)主要是解決裸露的路基邊坡和影響路基安全的山體邊坡的穩(wěn)定問題。凡容易風(fēng)化的或易受雨水沖刷的松軟黏性土、膨脹土、松散碎石類土、砂類土、黃土、鹽漬土、軟質(zhì)黏土巖或泥巖、嚴(yán)重破碎的巖石邊坡，均應(yīng)及時(shí)加以防護(hù)；軟硬巖相間的路塹邊坡應(yīng)根據(jù)巖層情況采取全部或局部防護(hù)。加強(qiáng)坡面防護(hù)二、路基邊坡病害防治既有鐵路的沖刷防護(hù)工程主要用于河岸沖刷病害的治理，是為了保證河、海、湖、庫、塘等自然岸坡和修建在濱河、河灘、海灘和水庫、湖泊、水塘岸邊的既有路基邊坡的坡腳部位(即應(yīng)力和應(yīng)變集中部位)和坡體的穩(wěn)定性，防止其遭受沖刷與水浸的破壞。加強(qiáng)沖刷防護(hù)二、路基邊坡病害防治在既有鐵路，對(duì)于前述的由于地質(zhì)病害造成路基邊坡失穩(wěn)的處所，均需采用支擋加固工程加固既有路基邊坡體或自然山坡體，防止其變形引發(fā)對(duì)鐵路運(yùn)輸安全造成更大的危害。加強(qiáng)支檔加固工程二、路基邊坡病害防治支擋加固設(shè)備是承受側(cè)向土壓力和各種外加荷載的建筑結(jié)構(gòu)物，按照規(guī)范要求，凡屬于下列情況的，均應(yīng)修筑支擋結(jié)構(gòu)。①在為減少路塹邊坡薄層開挖、路堤邊坡薄層填方的地段，在為避免大量挖方、降低邊坡高度的路塹地段②在為加強(qiáng)本體穩(wěn)定的陡坡路基地段③在不良地質(zhì)條件下需加固地基、邊坡、山體、危巖或攔擋落石的路段④在受水流沖刷影響邊坡穩(wěn)定的沿河、濱海路堤地段⑤在為節(jié)約用地、少占農(nóng)田或?yàn)楸Ｗo(hù)重要的既有建筑物地段⑥為保護(hù)生態(tài)環(huán)境和其他特殊條件需要的地段修筑支擋結(jié)構(gòu)鐵路防汛抗洪工作是保證鐵路運(yùn)輸安全必不可少的工作。防洪工作以“全員防洪”為指導(dǎo)思想，實(shí)行“預(yù)防為主、安全第一、全力搶修、當(dāng)年復(fù)舊”的方針。但當(dāng)遇到水害危及行車安全時(shí)，需立即采取措施攔停列車、臨險(xiǎn)搶護(hù)和水害搶修。路基防洪與搶修三、路基防洪與搶修三、路基防洪與搶修防洪檢查主要包括汛前防洪大檢查和降暴雨時(shí)的冒雨檢查兩項(xiàng)內(nèi)容。防洪檢查汛前防洪大檢查的目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)路基設(shè)備的病害和不良狀態(tài)，以便采取加固或防護(hù)措施,確保汛期行車安全。汛前防洪大檢查三、路基防洪與搶修a.各種排水設(shè)備有無被沖刷、斷裂、滲漏、堵塞或淤積現(xiàn)象，排水設(shè)備的數(shù)量、斷面和長度是否滿足排洪的要求。b.靠近江河、湖泊、水庫、魚塘的路堤邊坡,其河岸及防護(hù)建筑物有無被沖刷，破壞或坍塌，堤壩是否安全可靠。c.路基邊坡及自然山坡上有無溜坍、裂紋、錯(cuò)動(dòng)、外鼓或沉陷現(xiàn)象,其防護(hù)加固建筑物有無斷裂或位移。d.滑坡地段應(yīng)檢查整個(gè)滑坡范圍有無裂紋,水溝有無斷裂,各種建筑物有無變形,樹木有無歪斜，地下水出露變化等，結(jié)合觀測資料分析滑坡狀態(tài)。e.塹頂以上山坡及斜坡路堤上有無積水、坑洼，路基范圍內(nèi)的農(nóng)用水渠有無斷裂、滲漏、堵塞和缺口等。主要檢查內(nèi)容三、路基防洪與搶修重點(diǎn)地段一般為高堤深塹、高陡邊坡、巖層破碎或孤石裸露的山坡、水庫堤壩、不良地質(zhì)構(gòu)造和特殊土質(zhì)(如裂土、軟土等)、水利設(shè)施影響地段以及嚴(yán)重路基病害地段。全面又有重點(diǎn)三、路基防洪與搶修

由于路基水害一般發(fā)生在連續(xù)降雨成降暴雨時(shí)，所以當(dāng)降雨強(qiáng)度(10min或10h降雨量)或長時(shí)間連續(xù)降雨的降雨量較大時(shí)應(yīng)冒雨出巡，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水害并采取有效防護(hù)措施,保證列車安全。冒雨檢查三、路基防洪與搶修檢查方式一般為在線路上來回巡查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響行車的水害。一旦水害發(fā)生，應(yīng)立即進(jìn)行防護(hù)、限速行車封鎖線路，并向上級(jí)報(bào)告。檢查形式三、路基防洪與搶修在養(yǎng)護(hù)維修、大修、復(fù)舊、改建等各項(xiàng)工作中，均應(yīng)有計(jì)劃地提高設(shè)備的抗洪能力。在路基方面，應(yīng)著重做好以下工作:①清理整修和完善排水系統(tǒng)。②對(duì)可能危及路基的河溝，進(jìn)行改移或增設(shè)沖刷防護(hù)工程。③整修坡面。夯填裂紋、洼地、沖溝，清除危巖。提高設(shè)備的抗洪能力三、路基防洪與搶修當(dāng)遇到水害危及行車安全時(shí)，必須采取相應(yīng)措施讓列車停止運(yùn)行，進(jìn)行比必要的臨險(xiǎn)搶護(hù)了。臨險(xiǎn)搶護(hù)三、路基防洪與搶修雨季時(shí)由于內(nèi)澇、滯洪等各種原因,路基被水浸泡。表土松軟，如再受到風(fēng)浪的沖擊淘刷,就有坍塌的危險(xiǎn)。這種現(xiàn)象在無防護(hù)或防護(hù)不良的坡面上最易發(fā)生。因此，必須采取一些防止風(fēng)浪侵襲的措施。防止風(fēng)浪侵襲三、路基防洪與搶修防止風(fēng)浪的措施有永久性的和臨時(shí)性的兩種1.永久性的有加固坡面、營造防浪林等。2.臨時(shí)性的主要有草袋(編織袋)裝石砟(砂)護(hù)坡、拋片石護(hù)坡、防浪排、系繩投石固定柴草、系繩投石固定柴草、掛草把或柳枝。防止風(fēng)浪措施三、路基防洪與搶修路堤一側(cè)浸水、堤身土質(zhì)不良、在水壓力作用下背水坡下部發(fā)生滲漏，會(huì)產(chǎn)生脫坡、堤身沉陷甚至潰決，應(yīng)進(jìn)行搶護(hù)。搶護(hù)的原則是“臨河隔水、背河導(dǎo)滲”即臨河一側(cè)用不透水或透水性差的材料封堵，背河一側(cè)用透水性好的材料作反濾層，穩(wěn)定堤身。路堤滲漏的搶護(hù)三、路基防洪與搶修搶護(hù)的原則是“臨河隔水、背河導(dǎo)滲”即臨河一側(cè)用不透水或透水性差的材料封堵，背河一側(cè)用透水性好的材料作反濾層，穩(wěn)定堤身。路堤滲漏搶護(hù)的措施主要有迎水面幫土、鋪砌反濾層護(hù)道、搶堵漏洞、搶護(hù)脫坡。原則措施三、路基防洪與搶修水漫路基主要有兩種類型:一是洪水來勢洶涌，水位上漲迅猛，破壞性強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間短,受害范圍較小，如山洪暴發(fā)成附近水庫潰決時(shí)的情形；二是水位上漲緩慢，但持續(xù)時(shí)間長，受害范圍較大，路基由于長期浸水容易松軟坍陷，如江湖漫溢，江河或水庫堤壩潰決，滯洪范圍較大時(shí)的情形。水漫路基的搶護(hù)三、路