既有铁路路基路基基床病害类型、成因及整治方法

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分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施铁路路基病害是指铁路路基因为各种外部和内部因素导致的损坏或者变形,严重影响了铁路的畅通和使用。

其造成的主要原因有:自然因素、由于施工缺陷、设计不当和养护不当等原因。

下面就从这几个方面,对铁路路基病害的原因和整治措施进行详细的分析。

一、自然因素1.地貌因素:我国是一个地貌多样化的国家,因此地貌对铁路路基的影响是不可避免的。

比如,在山区,由于地貌起伏比较大,容易引发山体滑坡、崩塌等现象,进而严重损害铁路路基;在平原地带,虽然没有山体滑坡的问题,但是洪水、地震等自然灾害仍然可能发生。

2.气候因素:气候也对铁路路基产生影响。

在我国北方,冰雪封闭的情况下,铁路路基容易受到冰雪的压力,导致路基塌方;而在南方,高温多雨的环境更容易引发山洪等自然灾害。

二、由于施工缺陷施工缺陷是指在铁路路基的施工过程中,由于施工不规范、施工工艺不当等原因导致的病害。

具体表现为:路基高差大、路肩塌方、路堑淤积、桥墩沉降等。

三、设计不当如果在设计铁路路基的时候,没有考虑到地质和气候等因素,很容易造成铁路路基的病害,如山坡上的路基,如果没有做好必要的防护,路基和山体之间的水分容易聚集在路基上,导致路基松动,塌方等病害。

四、养护不当如果长期没有对路基进行养护,就会存在开裂、沉降、塌方等各种路基病害,其中最常见的就是路肩塌方、坡脚冲刷、路堑淤积等。

以上四种原因都会导致铁路路基病害的发生,因此也需要有相应的整治措施:1.加强自然环境治理,加强基础设施建设,科学规划线路,防止自然灾害对路基的影响,如山洪、滑坡、崩塌等。

2.加强施工时候的监管,建立规范的施工流程及评价标准,确保技术合理、质量优良、安全可靠的工程。

3.对前期设计的规划和设计,应当考虑到环境因素和地理特点等,加强规划,科学设计,确保建造工程质量。

4.加强路基的养护工作,保持路基的干燥及排水良好,及时修复路肩塌方等问题,确保铁路的安全使用。

通过加强整治措施的实施,可以有效的减少铁路路基病害的发生,其重要性是显然的。

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施铁路路基是铁路的基础设施之一,它承载着列车、施工机械和物资的行车、停放和运输。

然而,由于气候、地质条件、施工质量等方面的限制,路基往往会出现各种病害。

这些病害不仅会影响铁路的正常运行,而且还会造成安全隐患。

因此,对铁路路基病害的原因进行分析,并提出相应的整治措施,对于确保铁路安全运行具有重要意义。

一、铁路路基病害的类型和原因1. 轨道沉降:轨道沉降是指轨道的孔底高程低于轨道底标高,导致轨道纵向不平,影响列车的正常运行。

其主要原因有:(1)路基地基压缩过度,导致基础沉降;(2)铺设轨道时未按照设计要求进行基础处理,如未进行夯实、加固等措施;(3)路基排水不畅,地下水积聚,导致地基软化,致使轨道下沉。

2. 滑坡:滑坡是指路基土层失稳,导致整个路基向下滑动。

其主要原因有:(1)路基侧坡过陡,土层失稳导致滑坡;(2)路基附近的河流、沟壑等地形特征导致水土流失,引发滑坡;(3)地震、地质构造变动等天然因素导致滑坡。

3. 路基塌陷:路基塌陷是指路基土层不稳定,导致路基表面下降或凹陷,影响列车行驶。

其主要原因有:(1)路基中存在空洞或夹层,导致路基土层失稳,增加了塌陷的可能性;(2)施工时没有进行必要的填筑和夯实,导致路基强度不足,易发生塌陷。

4. 路基裂缝:路基裂缝是指路基表面发生裂缝,严重影响列车的正常运行,其主要原因有:(1)路基内部应力分布不均匀,导致路基土层出现裂缝;(2)温度和湿度的变化会影响路基的稳定性,导致裂缝的出现。

为解决铁路路基病害问题,需要采取适当的整治措施。

以下是对铁路路基病害整治措施的讨论:1. 轨道沉降的整治措施(1)加强路基的基础处理,例如抓紧完成夯实、加固及埋管等工作;(2)铺轨过程中做好轨道板与路基之间的界面处理,并按要求加密填砂;(3)对轨道沉降情况进行监测和及时处理。

(1)加强路基的排水系统,防止附近地区积水和水土流失;(2)对路基侧坡进行修整平整,保障路基的稳定性;(3)增加路基的支撑和加固措施,例如设置支挡墙、加固隧道内的地质构造等。

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施铁路路基是铁路交通运输的重要组成部分,为保障铁路线路的安全运行,铁路路基的病害问题必须得到及时的分析和整治。

本文将从原因和整治措施两个方面进行分析。

1.环境因素:气候因素是导致铁路路基病害的重要原因之一。

气温的变化会引起土壤的膨胀和收缩,进而导致路基的下沉和破坏。

降雨量的增加也会导致路基土壤的湿润程度增加,进一步加剧路基的病害问题。

2.设计和施工问题:铁路路基病害还与设计和施工问题密切相关。

设计不合理或施工不规范会导致路基强度不足、坡度过大等问题,进而引发路基病害。

3.车辆荷载:铁路车辆的长期运行会对路基产生较大的荷载,超过路基强度的承载能力时,会导致路基的沉降和破坏,进而引发病害。

4.排水问题:铁路路基病害与排水问题也有一定的关系。

若铁路路基的排水系统存在问题,比如排水不畅或者没有适当的排水设施,会导致路基土壤水分过多,加剧路基的病害。

1.加强防治措施:根据铁路路基病害的原因,可采取加强监测、防治措施,及时发现问题并进行整治。

对路基进行定期巡查和监测,发现问题及时修补和加固。

2.优化设计和施工:要提高铁路路基的抗病害能力,需要优化设计和施工。

设计时应考虑地质条件和气候因素,合理确定路基的强度和坡度等参数;施工时要严格按照设计要求进行,确保路基的质量。

3.加强排水系统建设:铁路路基的排水系统是保障路基稳定的重要因素之一。

建设良好的排水系统,包括排水沟、井和管道等,保证路基及时排水,减少水分对路基的影响。

4.加强养护管理:定期对铁路路基进行养护,包括路基表面的清扫、修补和加固等,提高路基的耐久性和抗病害能力。

5.科学合理利用资料:通过对铁路路基病害的分析和整治,总结经验,形成及时有效的技术和管理方法,为今后的铁路路基建设和维护提供有益的参考。

铁路路基病害的原因主要包括环境因素、设计和施工问题、车辆荷载以及排水问题等。

为了有效整治铁路路基的病害问题,可以通过加强防治措施、优化设计和施工、加强排水系统建设、加强养护管理以及科学合理利用资料等措施,提高铁路路基的稳定性和安全性。

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施铁路路基病害是指铁路路基发生的各种损伤和病害,包括路基下沉、路基滑移、路基塌陷、路基冻胀等。

这些病害给铁路运输安全和运营带来了很大的隐患。

为了及时解决这些问题,需要对铁路路基病害的原因进行深入分析,并提出相应的整治措施。

1. 土壤性质铁路路基的土壤性质对病害的发生起着关键作用。

一方面,土壤的可塑性、压缩性和抗剪强度等参数直接影响着路基的稳定性。

如果土壤中含有较多的腐殖质、水分等,也容易导致路基的不稳定。

2. 水分问题水分是土壤中不可或缺的因素,但如果水分过多或者长期浸泡在水中,就容易导致路基的软化和液化,从而引发路基下沉、滑移等病害。

3. 动、静荷载铁路列车的行驶和停靠都会对路基产生动、静荷载作用,长期以来,这些荷载对路基的影响不可忽视。

尤其是大型货物列车,其荷载更是巨大,对路基的影响更为严重。

4. 自然灾害自然灾害如地震、洪水、台风等,都有可能对铁路路基造成破坏。

特别是在某些地质条件较差的地区,自然灾害对路基的危害更为突出。

二、铁路路基病害的整治措施1. 加强路基保护在铁路设计施工中,应首先进行严格的地质勘察和工程地质条件评价,并在施工中采取相应的防护措施,以减少地质灾害对路基的影响。

2. 优化路基设计在路基设计中,应结合当地的地质条件和气候特点,合理选择路基的填筑材料和施工工艺,使路基在承受列车荷载的能够保持一定的稳定性。

3. 加强排水系统铁路路基在设计时应充分考虑排水系统的设置,确保在雨水冲刷和地下水位变动的情况下,路基仍能保持一定的稳定性。

4. 强化检修管理要定期对铁路路基进行检查和维护,并建立健全的检修管理制度。

一旦发现路基存在病害,应立即用专业技术手段进行分析,并制定相应的整治措施。

5. 创新应用新技术在路基的维护和整治中,可以适度应用新技术,如激光测量技术、遥感技术、无人机巡查技术等,以提高对路基病害的监测效率和整治效果。

6. 科学合理的复合材料使用在路基的整治中,可以采用一些新型的复合材料,如聚合物改性沥青、聚酯网格布等,用于增强路基的抗压、抗渗和抗冻融能力。

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施铁路路基病害是指在铁路运行过程中,由于土基变形、沉降、地质灾害等各种原因导致的路基出现的损坏现象。

铁路路基病害的原因有很多,主要包括以下几个方面:1. 土质问题:路基的土质不均匀、强度低、水分含量过高等问题都会导致路基的病害。

比如土壤有机质含量过高会导致土质松软,易于发生沉降和侵蚀;土层中含有易溶解的盐类,会引起路基结构松散和沉降。

2. 地基问题:地基不稳定是导致路基病害的主要原因之一。

地基的不稳定可能是由于原地基质量不好,或者是因为地下水位的变化、地震等外力作用导致的。

3. 沉降问题:沉降是路基病害中常见的问题。

沉降原因主要有两方面:一是路基所在的土层因为长期压实或者地下水位改变导致土层沉降;二是土层中存在易溶解的盐类,在水分作用下溶解结晶会引起土层沉降。

针对这些原因,可以采取以下的整治措施来解决铁路路基病害问题:1. 路基改良:通过加固路基的土层,提高土质的稳定性,可以采取填筑合理的骨料,进行松土、碾压、固结等工艺来改善土层的性质。

采用加固材料,如灰木,砂石等进行填筑,增加路基坚实度。

2. 排水处理:加强路基的排水系统,保证路基的排水畅通,以减少地下水对路基的影响。

可以采用排水沟、排水管、排水泵等设施来加强路基的排水系统。

3. 地基处理:对于地基不稳定的情况,可以通过加固地基的方法来解决。

可以采用加固材料,如水泥、胶结土等进行地基加固,提高地基的稳定性。

4. 定期维护:定期进行路基的巡视和维护工作,及时发现和处理路基病害,防止其扩大,保障铁路的正常运行。

5. 加强监测:通过安装监测设备,对路基的变形和沉降进行实时监测,及时发现问题,并做出相应的处理措施。

铁路路基病害的原因可分为土质问题、地基问题和沉降问题等多个方面,针对这些原因采取路基改良、排水处理、地基处理、定期维护和加强监测等措施,可以有效地解决铁路路基病害问题,确保铁路的安全和运行的畅通。

既有线路基常见病害及处理方法浅析

既有线路基常见病害及处理方法浅析

既有线路基常见病害及处理方法浅析随着社会的不断发展,交通运输事业不断发展,铁路、公路、水路等交通方式逐渐成为人们出行的首选,特别是铁路交通,由于其运输效率高、安全性强等特点,成为人们出行的首选。

然而,由于外界因素的干扰、设备老化或本身设施质量等问题,既有线路一直是维护铁路运营的难点,常见病害包括曲线塌陷、道床沉降、平面损伤等,今天本着政府提高铁路安全性的目标来探讨既有线路基常见病害及其处理方法。

一、曲线塌陷的处理方法曲线塌陷:在铁路路基中沿弯曲处出现填方土体沉降的现象,塌陷部分通常呈现椭圆形,曲线上行车时会产生车体横向震动、轮对滑移,甚至导致铁路事故发生。

处理方法:1、砀山处理法在塌陷区域外面架起支撑,然后在塌陷区域内通过水泥搅拌桩进行耐久性的根治,最后卸除外部支撑以恢复原状。

2、超宽铺设法对于曲线处发现的病害部分,采取超宽铺设技术,设置一定的梯度和超高铺装,通过这种方式来减小病害的出现,提高铁路行车的安全性。

二、道床沉降的处理方法道床沉降:全称叫做路基和道床沉降,导致的原因主要包括间接原因和直接原因,间接原因主要包括水土流失、下切河谷等,对铁路设施的破坏和病害产生有一定的影响。

处理方法:1、搭建搅拌桩法直接钻向地层,同时再钻孔中钻孔来进行搅拌,在发生病害部位套管并进行灌浆使其产生固化效果,以提高道床的稳定性。

2、高压注浆法使用高压注浆的方式针对病害进行现场处理,具体包括固化地基和道床底面,在纵切带的地方进行加固,最终实现道床病害的处理和修复。

三、平面损伤的处理方法平面损伤:指在面层病害处理中经常提到的一种病害,主要表现形式为路面出现裂缝和坑洼,明显影响铁路的行车安全。

处理方法:1、混凝土涂层法利用混凝土涂层广泛应用于铁路加固处理方面,不仅可以提高铁路面层的透水性,还可以填平面损伤的痕迹,对于铁路的安全性、舒适性等方面有一定的提升。

2、冻胶处理法通过铁路路面形成的裂缝使其滲透到路面下面的土壤中冷却成为胶状物,接下来用改良路面进行修复处理,处理后的效果至少可以维持3年以上。

铁路路基病害及整治防护措施

铁路路基病害及整治防护措施

铁路路基病害及整治防护措施铁路路基是铁路线路中的基础部分,负责承受列车的荷载并传递给下部土壤,是铁路安全稳定运行的重要组成部分。

由于长期使用和自然环境的影响,铁路路基常常出现各种病害,如沉陷、滑坡、冻融裂缝等,给铁路运营带来了不小的隐患。

及时对铁路路基病害进行整治和防护显得尤为重要。

本文将从铁路路基病害的常见类型及其成因、整治方法和防护措施等方面进行探讨。

一、铁路路基病害的常见类型及其成因1. 沉陷沉陷是指路基表层沉降,造成线路处于不平整状态,给列车运行带来危险。

沉陷主要原因包括路基设计不合理、下部土质软弱、长期荷载作用等。

2. 滑坡滑坡是指路基边坡发生破坏,导致路基下沉或移位,影响线路安全运行。

滑坡的成因主要有地质条件恶劣、降雨等自然因素以及人为活动导致的土体破坏。

3. 冻融裂缝冻融裂缝是指路基土体在冻融作用下出现的裂缝,影响路基的稳定性和承载能力。

主要原因是路基土体内部水分在冻融过程中形成的应力导致裂缝的发生。

二、铁路路基病害的整治方法1. 加固处理对于路基沉陷、滑坡等病害,可以采取加固措施,如在路基下部加设加固板、钢丝网等,增强土体的承载能力。

还可以采取挖土加高、设置排水沟、铺设防护层等方法,加强路基的稳定性。

2. 补强处理对于冻融裂缝等问题,可以采取补强措施,如在裂缝处注浆、加固,提高土体的整体抗裂性。

还可以通过加设排水系统、降低路基内部水分含量等方法,减少冻融裂缝的发生。

三、铁路路基病害的防护措施1. 加强日常巡检铁路管理部门应加强对路基的日常巡检工作,及时发现和处理路基病害,防止病害进一步扩大。

2. 定期维护铁路路基需要定期进行维护和检修,对存在的病害进行整治和修复,确保路基的稳定和安全。

3. 强化技术监测采用现代化的技术手段,如遥感、无人机巡检等,监测路基的变形和变化情况,及时发现问题并采取措施。

加强对路基工程的施工和设计监督,提高路基的抗灾能力。

四、结语铁路路基病害的整治和防护是保障铁路安全稳定运行的重要环节,需要各方共同努力。

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施

分析铁路路基病害原因及整治措施铁路路基是铁路建设的重要组成部分,其质量和稳定性直接影响列车的安全和运行效率。

由于长期使用和自然环境的影响,铁路路基常会出现各种病害,包括塌陷、沉降、变形等现象。

下面将对铁路路基病害的原因和整治措施进行分析。

1.地质条件:地质条件是铁路路基病害的主要原因之一。

地质松散、水土流失等地质条件不良的地方容易发生路基塌陷等病害。

2.水分问题:水分是导致铁路路基病害的重要因素。

当路基处于高含水状态时,会引起路基沉降、变形等问题。

而干燥的路基则容易发生开裂。

3.荷载问题:长期以来,铁路运输的荷载不断增加,超载的列车通行会对路基产生巨大的荷载压力,导致路基的沉降和塌陷。

4.施工质量问题:铁路路基在建设过程中的施工质量是引起病害的重要因素。

如果施工不规范或质量不过关,很容易导致路基的不稳定和病害的发生。

1.加强地质勘察:在铁路建设前,应进行详细的地质勘察,评估地质条件和潜在风险。

对于地质条件差的区域,可以采取加固措施,如注浆加固、喷锚加固等,提高路基的稳定性。

2.控制水分:路基水分管理是预防路基病害的关键。

可以采用排水沟、防渗墙等措施,加强对路基的排水处理。

可以对高含水路基进行加固处理,如加铁丝网、加固土体等。

3.强化维护管理:定期检查和维护铁路路基,发现问题及时修复。

修复路基塌陷部分,填充路基空洞等,以保持路基的稳定性。

4.加强施工质量控制:在铁路建设的过程中,严格按照相关施工规范进行施工,确保施工质量和工艺过程的可靠性。

加强监督和检测,对施工质量进行监控和评估。

铁路路基病害是铁路运营中常见的问题,其原因主要包括地质条件、水分问题、荷载问题和施工质量问题。

针对不同的病害原因,需要采取相应的整治措施,包括地质勘察、控制水分、强化维护管理和加强施工质量控制等。

通过科学有效的措施,可以保证铁路路基的稳定和安全运营。

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铁路路基病害主要类型、成因分析及整治方法铁路路基是为满足轨道铺设和运营条件而修筑的土工构筑物,与桥梁、隧道、涵洞和上部轨道结构一起构成铁道线路的整体。

由于路基本体或路基附属设备在列车荷载的作用、自然营力的侵袭和各种不良地质条件以及人为因素的影响下,降低或破坏了原有的设计标准,出现了非正常的变形状态甚至导致其使用功能的丧失,铁路路基不可避免会发生程度不同的变形与病害,且在不间断运营的条件下,路基病害的出现往往是多种类型并存,并相互引发。

病害的发生与发展必然以不同的形式削弱路基原有的强度并直接影响路基的稳定性,从而不同程度地威胁着铁路的行车安全。

1.1 铁路路基病害主要类型既有铁路路基病害多种多样、病害程度轻重不一,为了较客观地认识各种病害的成因与规律,更好地采取相应的积极防治措施,通过对既有铁路产生路基病害的现场调查分析,对铁路路基病害仍沿用铁路系统的习惯分类,即按铁路路基结构的基本部位分为路基基床及本体、路桥(涵、隧)过渡段、路基边坡、路基基底及路基排水设施等五大类,按其病害特征可细分为18种类型。

(1)基床下沉外挤:基床土被水浸湿软化,基床面下沉形成道砟囊,并越来越深,或软弱层发生剪切滑动,致使道床下沉、路肩隆起、边坡或侧沟外挤等现象。

(2)基床翻浆冒泥:基床土体或风化岩被水浸蚀软化,在列车动力作用下液化成泥浆挤压冒出的现象。

(3)路基过渡段病害:在既有线路基连接处路堤与桥台、路堤与横向结构物(路堤与路堑、路堑与隧道等连接路段),由于以往建设标准较低,未有设置过渡段的结构要求,因结构的特殊性引发的病害造成连接部位两端的刚度突变,与沉降不一致,导致轨面不平顺,影响线路结构的稳定。

(4)边坡溜坍:黏土质土(如黄土质砂黏土、砂黏土、黏土等),干燥时易崩裂,长期阴雨或暴雨后,雨水沿裂隙下渗,使表层饱和,失去稳定造成溜坍;或倾斜及基岩面上有黏土质覆盖层,受地表水下渗或地下水影响,造成覆盖层沿基岩面溜坍。

(5)边坡坍塌:一般发生在路堑中的某一部分,节理较发育,岩层较破碎,风化较严重,稳定性较差,路堑边坡坡度陡于其天然休止角,稍有外界影响(如与水等)就发生坍塌,坍塌前顶部先发生裂缝,当边坡坡度与天然休止角相适应时,可以稳定。

(6)风化剥落:整个边坡基本稳定,但由于岩层本身易受风化(如绿泥生岩、页岩、千枚岩、云母生岩、滑石片等)作用时,风化碎屑向下滚落的现象。

(7)坡面冲刷:较高的土质边坡或严重风化的软质岩边坡,坡面由于地表径流的冲蚀、冲刷作用,坡冲成鸡爪沟或冲坑等。

(8)河岸冲刷:指在河滩或岸边的铁路路基,由于河流流向的天然演变,河岸和河床都经常地或周期性地受到水流冲刷作用,已危及或造成路基丧失稳定的现象。

(9)水浸路基:指在滨河、河滩、海滩和水库、湖泊、水塘或洼地路段修建的铁路路基,因一侧或两侧边坡长年或季节性受水浸润,受到水位变化(包括浮力、渗透动水压力)的影响和水流、波浪的冲击作用下而威胁到路基的稳定性现象。

(10)沙害:指风沙流的堆积、吹蚀(掏蚀)作用对铁路线路设备的破坏或流沙上道影响行车的现象。

(11)雪害:指因降雪或积雪被风吹移至路基上堆积、埋没线路的现象称为雪害。

(12)滑坡:一般系指山体滑坡,指在一定地形地质条件下,由于多年自然或人为因素的影响,引起山体内部平衡力的破坏,局部不稳定岩(土)体沿着山体内部某一软弱面或软弱带发生整体、缓慢或急速滑动的变形现象。

对于路堤段,当坡体发生较深层滑动或沿倾斜基底滑动时,由于其成因和特性和山体滑坡有某些相似之处,也可列入本类。

(13)崩塌落石:在地势陡峻、地质条件复杂的山坡上,因长期受风化浸蚀或其它外力的影响,岩体或土体突然脱离母体,在自重的作用下,发生急剧地向下倾倒、崩落。

翻滚和跳跃等现象,称为崩塌;落石系指个别岩块从悬崖陡坡上突然坠落的现象。

(14)泥石流:泥石流是由于降水、融雪、冰川运动而形成的含有大量泥、砂、石块的固体物质的来势凶猛和破坏性大的特殊洪流。

(15)陷穴:指路基或附近地面突然塌陷成洞穴或凹陷的现象,如岩溶塌陷、黄土塌陷,矿区采空、古墓、古窖、窖洞、蚁穴以及由大气降水、过量抽取地下水诱发的路基突然塌陷、沉落。

(16)冻害:指路基内的水在冻结或融沉时造成路基不均衡的冻胀或承载力不足的现象。

(17)排水不良:指因地表或地下水系统的设备状态(如排水设备不足或损坏、堵塞等)不能满足过水需要的现象。

(18)地基变形:主要包括以下三个方面:①地基承载力不足:即在上部荷载的作用下地基承载力不能满足要求时,地基产生变形,建(构)筑物产生的水平位移及沉降超过相应的允许值。

其中以不均匀沉降的危害性较大。

②地下渗流:在砂层地基(主要细砂、粉砂),由于地下水渗透流动,当地基的渗流量或水力比降超过允许值时,会发生潜蚀、管涌,使地基失稳,路基整体下沉。

③软弱地基:除了承载力不足之外,还由于地下水位下降引起软弱地基固结,造成路基沉降。

上述统计的路基病害分类基本涵盖了目前既有铁路路基的病害类型,但尚有一些发生频率较低或对路基结构危害较轻的病害,如路基面宽度不足、路肩局部破损或未硬化等。

由于铁路路基病害类型种类繁多,产生病害的成因、机理复杂多样,其中路基基床病害是路基病害发生频率高且直接影响到线路行车运营安全,为此本课题重点总结路基基床病害发生的成因、机理、表现形式、区域特点以及整治处理措施的设计方法、施工工艺、质量控制标准等。

1.2 路基基床常见病害成因分析与治理路基基床常见的病害有基床下沉外挤、基床翻浆冒泥。

1.2.1 基床下沉外挤基床下沉病害表现形态为沉落、道砟囊、道砟陷槽,多发生基床土中存在中、高塑性的黏性土(包括膨胀土)、淤泥、泥炭风化残积土等土或基床填筑密实度不足或运营条件改变(如动荷载影响加大)。

当基床部位由于地表水的严重渗入或路堑地段由于地下水位较高,基床土处于经常饱和状态时,往往会导致基床土极度软化(Kv<1×10-5cm/s,q u<0.1MPa),基床在列车动荷载作用下发生下沉病害。

另外,特殊土基床(如冻土、湿陷性黄土、盐渍土等),由于其土质的特性,在一定条件下极易发生道砟陷槽、基床沉落、沉陷变形等病害。

基床外挤病害一般的表现形态分为隆起和挤出,在上述土质基床中,当软卧层厚度约0.4~1.5m,下有刚卧层或密实土层,当软卧层与刚卧层(密实土层)接触面有水侵入,或道砟囊(道砟陷槽)积水使软卧层处于饱和状态时,在列车动荷载作用下,即会在刚卧层上形成剪切滑动或塑性流动面,基床向一侧挤出并隆起的现象。

当软弱层很薄(厚度小于0.5m),刚卧层接近水平时,可发生向两侧同时挤出。

当软弱层厚度大于 1.5m 时,不易发生挤出,道砟囊(道砟陷槽)深度则根据土质条件继续发展。

基床外挤地段,轨道会出现较严重的连续下沉或急剧下沉,几何状态难以保持;侧沟呈湿润状态或明显见地下水从沟边或沟底渗出,严重时为泥浆冒出。

对于容易发生下沉外挤的软弱基床,常采用线路抬道、基床表层补强、基床表层换填、基床桩体加固与注浆等处理方法。

1.2.2 基床翻浆冒泥既有铁路基床翻浆冒泥按基床土性可分为:土质基床翻浆冒泥、风化岩质基床翻浆冒泥和裂隙泉眼翻浆冒泥。

多发生在基床排水不良或地下水发育地段,且基床土质为较密实的黏性土或风化严重的软质岩地段,病害的特征为软化层较薄,下卧层强度较高。

基床翻浆冒泥必须同时具备有一定特征的基床土、水、动荷载等三个主要因素。

其中基床土质不良是翻浆冒泥病害的主要内因;水(包括地表水和地下水)是重要诱发因素,尤其在降雨量大的南方地区;列车的动荷载的作用是主要外因。

对于最易发生翻浆冒泥的土质基床均为新生代细粒(小于0.075mm的颗粒质量达50%以上)的沉积土层,矿物成分以伊利石、蒙脱石为主,干缩湿涨、亲水性强;对于岩质基床中多为沉积岩中的泥质岩(如泥岩、页岩、泥灰岩)、变质岩(如片岩、千枚岩)等,成岩作用差,节理发育,多含泥质矿物,故风化严重。

由于地表排水不良或地下水发育,土质基床面湿化后其原有的物理力学性质将被破坏,基面土质软化或液化成泥浆,在通过列车的反复冲击、挤压作用下循环产生正、负弯矩,导致基床面强度降低和基面翻浆体挤入道床甚至翻出轨枕面;或软质岩石基床的裂隙(泉眼)在列车活载作用下沿岩层中的缝隙渗至基面,与基面风化物混合成泥浆。

此外,基床的设计标准、施工质量、养修方法等也是不可忽视的影响因素。

基床翻浆冒泥常用的加固方法有:线路抬道、基床面封闭、基床设置排水砂沟、基床表层换填、基床表层补强、基床桩体加固及注浆等方法。

1.3 路基过渡段常见病害成因分析与治理路基过渡段主要包括路堤与桥台、路堤与横向结构物、路堤与路堑以及路堑与隧道的连接地段。

既有铁路受以往建设标准较低基本未设过渡段,但因其所处结构部位的特殊性,一方面由于连接部位两端的刚度差别大而引起轨道刚度的突变,另一方面由于两端的沉降不一致,导致轨面不平顺,影响线路结构的稳定。

在路堤与桥台的连接处,由于路堤填料和混凝土桥台的弹性模量与力学指标差别较大,且两者的地基基础沉降量亦不相同,动力特征的急剧变化容易导致桥台后路堤部位与桥梁部位的轨道出现不均匀沉降;若台后路堤遇软弱地基,则会在较长时间内持续缓慢的工后沉降,或出现路基深层滑动的破坏现象。

路堤与横向结构物的连接处,由于铁路修建时横向结构物一般先于路基施工,故该部位的地基沉降先于路基部位地基的沉降完成;另横向结构物为刚性结构,上覆填土薄于路堤本体部位,故二者的刚度亦有差异,造成软硬不均。

路堤与路堑的连接处,路堤端填料性质、规格及其压实标准、填土高度以及填筑施工质量等决定着其刚度与强度;路堑端系在土质或岩质山体中开挖形成的,路基面以下天然地基的工程地质和水文地质条件决定着其刚度与强度;且堤、堑本体多呈斜坡连接,因此连接处两端的强度存在一定差异,导致纵向刚度的不均匀变化。

路堑与隧道的连接处,由柔性天然地基与刚性的混凝土基础相接,基床的刚度变化太大,易发生病害。

路基连接处的病害整治,在列车运营条件的制约下,通常采用基床表层补强、表层换填或桩体加固;对基床底层及路基本体部位采用注浆、旋喷桩等处理方法以提高路基连接处的强度与刚度。

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