铁路路基翻浆冒泥病害成因及处理对策.pdf

铁路路基翻浆冒泥病害成因及处理对策摘要整治路基翻浆冒泥病害，首先得从其产生的条件和原因出发，追根溯源，从而针对具体情况采用有效的措施和方法。关键词铁路路基；翻浆冒泥；病害成因；处理对策路基是铁路轨道的基础，它承受铁路轨道的重量及机车车辆的动力荷载，同时还不断遭受到水流、风沙、雨雪、严寒、高温等的侵袭和各种不良地质条件及人为因素的影响。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的泥浆，在列车动荷载作用下形成沿道床道碴的空隙向表面涌出的一种路基病害现象。翻浆冒泥不仅使铁路线路的技术状态发生急剧变化，严重影响线路质量，使线路维修工作量增加、线路上部建筑材料使用寿命缩短，造成劳动力和材料的极大浪费，而且由于基床的软化和道碴板结使道床的整体弹性降低，影响列车的安全运营，特别是在铁路提速、重载列车飞速发展和运量日益增长的形势下，其危害性显得愈来愈大。1路基翻浆冒泥病害的主要影响因素由于铁路路基易受降雨和地下水的影响，一旦地表水或地下水渗入特定的地基土中，在活载的作用下，孔隙水压力不断变化，会产生翻浆冒泥和道碴陷入等整体软化的现象。路基翻浆冒泥是多种因素综合作用的结果，土质、水、温度、路面与行车荷载是影响路基翻浆冒泥的主要因素，同时还包括工程措施方面的原因。1）土、石地质状况是基床产生翻浆冒泥的前提条件。根据以往的研究表明，基床翻浆冒泥的土质中，由于含有易软化的物质，如蒙托石、绿泥石等物质，这些是路基发生翻浆冒泥的最直接的原因，另外土质具有颗粒细小、透水性差、亲水性强、遇水软化膨胀、脱水收缩龟裂等特性，也是发生翻浆冒泥的前提条件。2）气温和水是构成翻浆冒泥的必要条件。路基的翻浆冒泥过程，实质上就是水在路基中迁移、相变的过程。水是发生翻浆冒泥的必要条件，没有水的存在也就没有翻浆冒泥的产生，由于水的作用，才会使土中易软化的物质加剧。由于水的侵入，土体膨胀软化，道碴被压入填土层，形成道碴陷槽，在水作用下，填土软化范围逐步增大，进而在列车荷裁作用下，泥浆被吸人或挤出道床。因此水是发生翻浆冒泥必不可少的。没有一定的冻结深度或冰冻指数难以形成冻胀和路基翻浆冒泥。而在同样冻结深度或冰冻指数的条件下，冻结速度和负气温作用的特点对路基翻浆冒泥的形成有很大影响。3）列车动力作用是加剧翻浆冒泥的重要条件。路基翻浆冒泥是通过行车荷载的作用最后形成和暴露出来的。土在重复荷载下，由于重复动力作用，路基土的塑性变形不断积累而造成基床变形和破坏，列车的高速重载会加速这种塑性破坏。当其条件相同时，在翻浆季节，交通量愈大，车辆愈重，则路基翻浆也会愈多、愈严重。4）劣质道碴、道床道碴不洁，以及外来物质脏污道床，阻碍排水而造成道心积水导致线路脏污，日久积水渗入路基，在列车重复荷载下发生翻浆冒泥。5）道床厚度不足。道床厚度不足，会使道床弹性变差、路基受力不均、压强增大；道床石碴侵入路拱，路拱的砂子也会侵入基床，使路拱变薄，降低排水效果，道心积水，或使道床和路基塑性变形，产生轨道空板。列车的重复动载对道床和路基反复冲击和吸附，使吸水饱和的淤泥穿过道床翻上线路。6）路拱因翻浆冒泥而被瓦解。翻浆冒泥使路拱瓦解消失，无法将路基面以上的水排出线路。当水渗入路基后，由于列车的重复动载，从而形成更严重的翻浆。7）路基土体土质不良。2翻浆冒泥病害的处理措施从路基翻浆冒泥病害产生的原因可知，铁路路基翻浆冒泥病害的整治应从路基的填料、路基的排水处理和减小列车荷载在路基中产生的动应力3个方面入手。1）路基填料的更换或改良。①换填法。换填法具有操作简单、消耗材料少、造价较小等优点，但对行车干扰比较大．是普遍采用的一种病害整治方法。换填不仅提高了基床表层强度，还可防治翻浆冒泥病害。据研究，换填厚度在50cm或以上时，可消除因土质不良引起的翻浆冒泥。若换填为碎石土或中粗砂等渗水土时，须做好基床的横向排水。②挤密桩法。挤密桩法是近年发展起来的对行车干扰相对较小、操作较简便的方法，这种方法能在线路运营的情况下进行路基病害的处理和施工。首先用机具在基床成孔，然后分层填水泥土或石灰土，并用橄榄锤分层击实，从而使桩体与土体共同作用，形成复合地基，达到改良土质、提高承载力的目的。2）排水。路基翻浆冒泥病害产生的主要原因是路基中有水。因此，采取有效措施，使路基中的水及时排出，让路基始终处于一种比较干燥的状态，路基就不会产生翻浆冒泥病害。排水措施有很多种，如排水管插入陷槽疏干法、两侧挖切疏干法、单向切沟排出陷槽积水法和设置横向盲沟等方法。3）改变列车荷载在路基中的应力分布。一般情况下，路基面上的动应力最大值位于轨枕正下方或钢轨正下方，而两侧较小。路基面应力沿横向总体上呈马鞍型分布。如果在基床内铺设土工材料，就可以改变基床的受力状态，使列车动应力在基床中分布比较均匀，同时，还可以提高整个基床的承载力，消除路基病害。