铁路技术管理规程

《铁路技术管理规程》第35条规定：“路基应按铁路等级选择优质填料填筑坚实，基床应强化处理，并经常保持干燥、稳固及完好状态……对不稳固的路基，应进行调查，分析原因，采取措施，消除病害。”由于铁路既有线路建设年代、技术标准及填筑材料不同，在列车运行速度、密度和单位荷载都不断提高的情况下，既有线路路基基床会发生各种病害，如，多雨地区的浸水、沉降，寒冷地区的冻胀、隆起，软土地区的地基路堤工后沉降①等，直接引起基床变形，这些变形都会导致线路上部构造发生变化，譬如：几何尺寸、线路方向、轨道平顺度等不易长期保持稳定，从而影响列车的正常运营，甚至危及列车安全。用科学的态度和方法，认真研究铁路线路路基基床病害的防治技术，以利在在新线路铺设和既有营运线路基床维修和病害整治中，利用现代化科学理论和方法、技术、设备等，确保铁路路基基床技术状态完好，支撑线路上部建筑，确保列车安全运行，是本文的研究目的。由于基础理论和实践经验有限，本文不可避免地存在错误，请各位导师批评指正。

1基床病害的分类及形成条件

1.1 基床病害的分类

铁路路基基床是指路基上部受列车动力作用和水文气候变化影响较大的一层，它的确切厚度，视路基构造、运输条件和水文气候条件的不同而有差别，一般约有1－3m左右，在这范围内，尤以路基面下0.5m内受动力的影响较为剧烈，再下去应力缩减较快，到路基面下1.0m处，路基动应力约为路基面的1/3。

运营线路，由于列车经常不断地、反复地运行，对线路产生一定的压力和剧烈的振动，这些重压与振动通过线路上部构造（轨道）对路基基床施加相应的压力和振动，以致轨道面的质量处于不断地变化之中，这些变化有的是由于水、土、力等不力因素的作用，有的是技术设施上存在缺点，有的是在筑路施工中施工不良，有的是经常养护维修不好所引起的。由于上述原因，基床会产生变形和病害。

基床变形是指路基基床部分原有形状发生非弹性的任何变形。在发生变形之先，有一个引起变形的过程，这个过程通常称之为基床病害，而变形只是病害的现象。一般情况下是先发生病害而后引起变形，但有时病害与变形同时发生。例如，轨道沉落，既是病害又是变形，变形可由外表的观察或测量断定，病害的判断则需经过研究和检查路基内部情况。

我国幅原辽阔，南北温差大，东西降水不均，且地表构造复杂。如多雨地区气候温和、潮湿、多雨水，而路基土质又多系粘性土和粉质粘土，颗粒细小，含水量高，以至路基面软弱，故在列车频繁地运营动力作用下，特别是在春融和雨季防洪期间，不少线路上经常发生基面翻浆冒泥、路肩外挤隆起、路基边坡外臌，引起轨道沉降。北方寒冷地区，寒冬季节则还会发生线路冻胀，引起轨道沉落和冻胀隆起。盐渍土、软土地区，多为冲海积冲洪积平原，广泛分布软土、盐渍土、臌胀土等特殊土及松软土，其主要问题是工后沉降不易控制，在最不利水文、气候变化的影响和列车动载的重复作用下，常常发生道碴陷槽、翻浆冒泥、冻害、挤出等基床病害。

基床变形分内部变形和外表变形。

1.1.1基床内部变形

路基基床，在地表水和地下水的浸润作用下，原来有一定强度的土体和风化石质的岩体变得软弱无力了。当线路上部建筑传递来的荷重，特别是近乎周期性的列车动力作用，使粘性土和粉质粘土便发生触变而软塑液化。在路基面抗塑强度大大减弱的情况下，道碴更被切压入基床，有些在基床内部便逐步形成和发展为各式各样的道碴陷坑，从而构成基床内部变形。

道碴陷坑为基床内部由于道床下陷构成各式坑洼的统称。在各种不同条件下形成的道碴陷坑，其深浅、大小和形状各不相同，但按其发生的部位和发展的过程来讲，道碴陷坑可分为：道碴槽、道碴锅、道碴囊和道碴窝四类。道碴槽的陷坑部位并不深，属于路基面变形范围。道碴锅就比较深些，已经由基面进入到基床内部。（见图1－1）

道碴囊是在基床内部深入发展的结果。（见图1－2）

由于气温变化引起的冻结作用所形成的蜂窝式道碴陷坑称之谓道碴窝。（见图1－3）

1.1.2基床外表变形

基床内部变形产生道碴陷坑，导致了基床外表发生相应的变形。内部变形是根源，外表变形则是后果。随着道碴陷坑的类型、形式和发生部位的不同，基床外表便也相应地发生不同部位不同类型的变形。因此，基床内外的变形是密切相关而又互为里表的。按照变形发生的部位和程度，基床外表变形有：基面变形――翻浆冒泥和冻胀；路肩变形――路肩外挤和隆起；边坡变形――路堤边坡外臌。

（1）基面变形――翻浆冒泥和冻胀

翻浆冒泥为我国雨水充沛地带铁路线上最常发生的，实质上是由翻浆和冒泥两种不同性质的病害所组成；基面冻胀病害多发生在我国北方寒冷地区的铁道线路上。

①翻浆类型及其特征

翻浆，是由含有一定量细小粉土、粘土颗粒以及少量砂粒所组成。比较紧密、强度较高的路基面，受积水和运行列车动力不断地作用，基面土发生触变和液化。又由于列车周期性的运动作用，使触变了的土未及恢复又再次发生触变液化，这样反复地触变液化，使路基面形成泥浆。同时，列车运行时，线路以波浪式的运动起伏，对路基面产生真空抽吸作用，使泥浆通过道床孔隙向上翻冒，便形成路基面翻浆。

路基面翻浆的特征有：

（a）翻浆由路基面开始，逐渐侵入道床，以至轨枕底部，严重的在轨枕面上也泛滥泥浆；

（b）路基面存在不深的道碴槽有的甚至不存在道碴槽，由于积水，其表层土便泡成稀泥薄浆或软塑状态的稠泥，整个路基面呈泥碴混合体；

（c）翻浆初期，在道碴孔隙间可以清楚地看到泥浆上冒的途径痕迹，冒出泥浆的着色基本上与路基面土质相同，有时由于污染的原因，比路基面土的颜色稍深一些；

（d）稠泥型泥浆的上冒，其根部有下泥盘，道床和轨枕面有上泥盘，上下泥盘之前有冒泥孔，列车经过基面受压时，下泥盘的泥浆就经冒泥孔道通道上冒，列车过后，大部分上冒的泥浆返回下泥盘，并逐渐加剧了翻浆的程度；

（e）雨季开始，首先在钢轨接头处出现翻浆，随着雨季的延续，迅速蔓延到钢轨的其余部位，雨季过后，逐渐减轻；

（f）一般翻浆地段轨道并不沉落。现场的经验是：“翻浆不下沉，下沉不翻浆”。

实际上，在不少情况下，由于各种翻浆的相互影响，道床翻浆和路基面翻浆往往不是单独存在，而是呈复合状态出现的，既有道床翻浆，又有基面翻浆。

表1道床、路基面翻浆对照表

道床翻浆路基面翻浆

1.受外来因素的影响，污染道床，引起翻浆；

2.完全由于地表排水不良，在列车频繁的振动和抽吸作用下而翻浆；

3所翻的泥浆多为稀泥薄浆，颜色质黑污浊，与路基面土色不同；

4.翻浆的部位发生在道床内，愈接近道床上部愈严重；

5.不受钢轨接头的限制，春融雨季季节翻浆较严重，干旱天气不翻浆，固结成硬块。 1.内在的原因。由于路基土质不良或石质路基面有裂隙、泉眼而引起翻浆；

2.很多是由于地下水的作用（也有少数是地表水的作用）泥浆在道床内或循道碴孔隙沿轨枕边沿在轨底附近翻冒；

3.所翻的泥浆有稀有稠，颜色基本上与路基面土质相同，略带深色；

4.泥浆从路基面向上翻冒，愈接近路基面愈严重；

5.先从接头处出现，随春融、雨季而蔓延，雨季过后，逐渐减轻。

②冒泥及其特征

冒泥，翻浆的另一种表现形式。实质上就是翻土。比较松散软弱的粘性土或粉质粘土路基面，特别是线路上部建筑结构薄弱的新线上，或者是基床上部为松软的粘性土和粉质粘土，