关于铁路翻浆冒泥病害的整治

(整期优先)网络出版时间:2019-11-22
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关于铁路翻浆冒泥病害的整治

杨彤

大秦铁路股份有限公司侯马北工务段山西省运城市044100

摘要:路基是铁路的重要组成部分,也是铁路安全运行的基础。它承受铁路轨道的重量以及通过轨道传来的机车车辆动力荷载。如果铁路路基施工质量不能达标,很容易引发事故。因此必须重视路基的填筑质量问题,在路基的施工过程中,还要十分重视路基病害的预防和整治。

关键词:铁路路基;翻浆冒泥;治理措施

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,从而导致各种铁路路基病害成为一种分布广、治理难、多发性强的病害。缘于我国区域广阔。地质水文、技术等级和施工技术水平差异等条件的差别,不同区域铁路路基病害按表现形式可分为翻浆冒泥、路基下沉、边坡塌方、边坡冲刷、陷穴、滑坡、水浸路基、冻害等。其中又以翻浆冒泥病害分布范围最广,病害最为突出。

一、铁路路基翻浆冒泥病害的概况

铁路路基翻浆冒泥病害就是指翻浆冒泥是基床土受地表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,在南方这中病害中分布最广,对路基伤害较大。

近几年随着铁路交通网络的扩大,此类病害也更为严重,根据数据显示,基床翻浆冒泥占路基病害总里程的13%,而且这个数字还在不断上升,并且无法完全解决。这种恶化的翻浆病害,会带来轨枕失效、抵扣接头、轨道方向偏移、钢轨硬弯和轨面高低不平等一系列病害,个别的翻浆段,经过一段时间以后便连成一片,使轨排出现区段性空板,这样就会造成一系列的病害,恶性循环,长期以来,轨道结构的稳定会被严重破坏,严重危害机车行驶安全。

二、铁路路基翻浆冒泥形成因素

2.1基床产生翻浆冒泥的前提条件是土、石地质状况

因为土质的原因很大程度上导致基床翻浆冒土,首先由于土质含有易软化的物质,这些是引起路基翻浆冒泥最直接的原因,其次土质的亲水性较强,储水性较好,在水流失干燥后易龟裂,遇水软化膨胀等特性,都是导致路基翻浆冒泥的原因之一。

2.2气温和水是构成翻浆冒泥的必要条件

气温和降水,都是我们无法左右的外界必然因素,而水就是导致路基翻浆冒泥的罪魁祸首,水在路基中流动,使得土质遇水软化膨胀的特性得以表现,在加之较长时间的列车行驶,泥浆就被轨道或是列车的作用力挤出了道床,这就是翻浆冒泥的现象,因此水是路基翻浆冒泥这一病害的罪魁祸首。

2.3列车动力作用是加剧路基翻浆冒泥的重要条件

列车常年累月的行驶,其重量通过轨道分担给路基,路基的稳定性被渐渐消耗殆尽,使得路基对列车的承重能力越来越低,在列车重量的作用下,路基开始坍塌变形,到了降雨较多的时节,土质吸水膨胀,泥浆就会在重力的作用下被挤出路基,自然就发生了翻浆冒泥的现象,在加之外界因素难以控制,这样问题就越发严重了。

2.4每条路基在修建时都会规定一定的排水系统,保证路基能在降雨时顺利将水排出,而劣质的道碴和外来物质将排水床道堵塞,导致道心长时间积水,路基中的水无法排出,日久便渗入其中,在不断外力的作用下使路基翻浆冒泥。

2.5道床厚度不足

道床厚度不满足要求时,道床弹性会变差、路基受力将会不均匀分布、压强变大,路拱的沙子被压到基床和路拱,这就使得路拱变薄,排水效果每况愈下,道心就会产生积水,导致基床形变,形成轨道空板,在列车的外力作用下,泥浆将翻上线路。

三、铁路路基翻浆冒泥的治理措施

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。

3.1路基换填、挤密处理

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。换填的同时,须做好基床的横向排水。

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。

3.2路基设盲沟、渗沟及其他排水

“水”是路基翻浆冒泥罪魁祸首。而造成路基翻浆冒泥的“水”并非地下水,而是地表水。地表水的来源主要有雨季的雨水的渗透、冬季积雪融化后的下渗和路基表面解冻造成无法及时排除的地表水。

排除地表水的常用措施是修建排水槽。排水槽壁必须有足够强度抵抗挤压力且顶面用盖板盖上。槽内壁左右两侧每隔2.5m设一渗水孔,孔径大小约20cm左右,孔高至排水槽底部约为0.8m,渗水孔与道床底部横向连通,按要求设一定纵向坡度,足以使道床底部的水通过横向渗水沟流入排水槽,为保证道床的水能渗入横向渗水沟,不发生堵塞,就要把横向渗水沟设成明沟,用清碴埋填。

因为翻浆冒泥的主要原因是道床厚度严重不足,在补碴、起道抬高道床厚度后基本稳定,为更有利于其排除地表水,应在其右侧1m处设计修一条纵向普通排水沟即可。

为排除春溶及雨水等路基中的自由水,在路基上横向设置盲沟。地下水位较高时,可在边沟下设置排水渗沟,以降低地下水位。

3.3改变列车荷载应力分布法

改变列车荷载在路基中的应力分布,路基面上的动应力最大值位于轨枕正下方(线路纵向)或钢轨正下方(横断面方向),两侧相对较小。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。

3.4注浆加固法泥

路基压力灌浆是指通过钻孔在土中灌入浆液,在灌浆点使土体挤密,在灌浆管端部附近形成向外扩张的“浆泡”,浆泡在土体中引起复杂的径向和切向应力,紧靠浆泡的土体遭受严重破坏形成塑性变形区,土的密度能因扰动而减小;离浆泡较远的土体则发生弹性变形,使土的密度增加而得到加固。当浆泡的直径较小时,灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大,便产生较大的上抬力而使地面抬动。

结束语

以上就是对于现在铁路路基翻浆冒泥现象病害的分析和解决方法。翻浆冒泥使铁路路基的稳定性受到破坏,很容易引发铁路安全事故,而有效的解决路基翻浆冒泥就能保证铁路的运营通畅,使列车的行驶更为安全,减少铁路事故的发生,保证了工作人员和乘客的生命安全,更好的为人民群众服务。

参考文献:

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[2]张勇智.注浆技术在铁路路基病害整治中的应用.《隧道建设》,2005

[3]孙逢坤,李建国,徐良.关于铁路路基病害整治技术的探讨.工程技术,2010(3).

[4]马水生.既有铁路路基基床病害机理与整治措施研究.长沙:中南大学,2013:2.