软土地区铁路路基病害及整治方案

兰州交通大学毕业设计（论文）

其次使用探地雷达法以及瞬态面波法，对铁路路基试验区段范围内的路基，做大面积的扫描检测。使用探地雷达法能够直观的反映铁道道床的几何特点，表层分辨率高等特点，能够很好的探测路基的结构。瞬态面波法表层状况，因为石碴的散射，以及高频限制等原因，不能精确的反映，探地雷达技术能够有效的弥补瞬态面波法的缺点。

对铁路路基强度，路基刚度等参数的分析，重型动力触探是进行路基力学性能的探测为主，是按照击数×10 cm-1来标线路基各个位置的力学性能的参数指标，击数越高表明路基土质的性能越好，路基的强度也就越，能够从不同深度位置来测试出不同深度下土的力学性能，以更好的进行路基状况的分析。轻型动力触探与重型动力触探原理基本上是相同的，只是重型动力触探以击数×30 cm-1来展现铁路路基，每个位置的力学性能指标。针对现有的铁路线路的特征，对现有路基测试要按照原位以及区段测试相结合的测试措施，这样能够实现对既有铁路路基的基本状况，进行一个综合的评价，为铁路路基病害的预防和处理提供实际的资料。

第二节 路基病害的整治

路基病害的整治要根据产生病害的不同部位和不同原因, 采用针对病害特点的整治措施, 主要有以下措施。

一、路基面防排水

路基面防排水措施是在基床表层形成封闭层, 可以采用中粗砂+复合土工膜、中粗砂+ 复合排水板或采用P.P.T高分子聚合材料作为封闭层。中粗砂+复合土工膜作为封闭层的设计比较常见, 适用于补填高度较大的段落。基床加固后,清除表层的道砟之类的浮土, 做出路拱后在其上设置封闭层, 而后向上补填。中粗砂+ 复合排水板适用于补砟厚度相对较小的地段。挖除道碴,填筑中粗砂厚0.10m, 中间夹铺一层复合防排水板, 其上铺道碴厚0.30m, 路肩两侧设挡碴墙。病害严重路段可采用P.P.T高分子聚合材料作封闭层, P.P.T高分子聚合筑路剂为一种新型的高分子土工聚合材料, 液状, 可溶于水, 反应后形成不溶于水的凝胶体, 它依靠材料中分子间的聚合反应, 形成立体网状结构, 将土颗粒紧紧连结成一个整体, 改善天然土的基本性能, 使土体具半刚半柔特性, 强度及抗渗性能显著提高。利用P. P. T材料改良土体的工艺, 施工快, 操作简单, 凝胶时间可调, 处理厚度薄, 特别适合目前铁路客货车流量大、要点时间短的情况。

21

兰州交通大学毕业设计（论文）

二、基床加固

路基基床加固主要是提高路基的强度和刚度,经常采用的措施有补填、水泥土挤密桩和无砂混凝土桩。补填措施适用于路基沉降较大、补砟较多的地段, 下部填筑体承载能力基本良好或经过加强处理, 设置排水封闭层后向上补填A、B 组土或改良土, 然后按照标准道床厚度铺砟、铺轨。水泥土挤密桩常用于基床承载力较差的地段的基床加固, 加固深度在既有路基面以下3.0～5.0m,水泥土挤密桩布置在枕木间。无砂混凝土桩的桩径、布桩方法和成孔都与水泥土挤密桩类似, 与水泥土挤密桩不同的是桩孔内填碎石后注浆, 注浆材料采用水泥-粉煤灰。采用桩对既有基床部位加固后, 还需在既有路基面上部设置封闭层, 并向上补填至设计路肩高程。

三、基床以下部位加固

基床以下部位的加固就是对填筑体的加固, 常用措施有旋喷桩加固和花管注浆方案。旋喷桩加固措施主要针对与那些沉降量大、填筑体受水害已久, 路基形态变化较大, 承载力严重不足的地段, 如下沉严重的路桥涵过渡段和区间路基地段。花管注浆的注浆材料为水泥-水玻璃。

四、加宽路基面宽度

路基下沉、冲刷等原因造成路肩宽度不足, 采取帮宽、设置挡砟墙等方式加宽路基面至符合要求, 路肩宽度满足路堤0.8m、路堑0.6m的要求。

五、坡面加固

路堤坡面加固可采用浆砌片石肋条、拱型骨架护坡或路堤墙。浆砌片石肋条用于坡面高度不大于3.0m 的坡面。肋条上部接挡砟墙或镶边, 沿路基坡脚处设一道条形基础, 各肋条下部与条形基础相接。拱型骨架护坡用于填高大于3m, 既有坡面无防护、路堤帮宽后恢复坡面防护地段。路堤墙适用于为不出现新征用地, 帮宽受到限制地段, 坡脚处设路堤墙收坡, 墙高根据地质资料和现场条件确定, 一般不宜超过4m, 挡墙以上边坡采用拱型骨架护坡。既有边坡溜塌时, 清除滑塌体, 重新帮填路堤, 坡脚处设护脚墙加固, 并砌筑或恢复拱形骨架护坡。

路堑坡面加固可采用重新砌补、整修或桩板墙加固。对于既有堑坡稳定, 坡面仅有少量损毁地段, 对损毁坡面重新砌补、整修。对于既有堑坡稳定、坡面损毁较为严重, 有鼓胀开裂或有较长的横向贯通裂缝地段, 分段拆除重新砌筑坡面, 并在坡面中部设一

22

兰州交通大学毕业设计（论文）

道耳墙。对于边坡较高且不稳定, 或有滑动倾向时, 在坡脚处设桩板墙, 桩间设外挂挡土板。使之有利于加宽路基面, 增设排水沟, 并有利于边坡稳定。

第四章 路基病害治理

以整治湘黔K121+145.68处软土(裂土)路基病害为例,对既有线铁路路基病害进行整治

第一节 工程概况

一、工程地质

K121+141～K121+455段路基属高填方路段, 基底为软土淤泥, 灰～深灰色, 软～硬塑, 软土厚0.8～40m不等, 且多数地段软土厚度均超过5m,地下水位高且较丰富。原设计是采用0.6～0.8m的片石挤淤处理, 路基边坡坡度定为1:1.5, 且用干砌片石骨架护坡, 内铺草皮。线路于1996年底正式开通运营后, 多次发生溜坍, 其中最大一次中断行车达18h, 最后采用铺设临时便线的办法恢复运营。

二、溜坍原因分析如下:

(一) 自然环境恶劣

该段路基施工是集中在雨季进行的, 回填土又为裂土, 土方施工采用机械运输, 人工夯填。填土密实度难以达到设计要求。再加上雨水浸湿, 土体吸水膨胀, 晒干后收缩, 这样就在新旧土体间形成一个贯通的滑动面, 引起边坡溜坍。 (二) 设计上的不足

该段高填路基全长有314 m,基底为厚0.8～4.0m不等的软土淤泥。而设计只采用0.6～0.8m厚的片石抛填, 基底软弱层处理不彻底是显然的。再者该段路基高12.2m, 设计边坡为1：1.5(按《铁路工务技术手册—路基》中对路基边坡坡度规定: 设计边坡应为1：1.75以上) 。总之, 边坡较陡,抛填片石挤淤不够, 地下水位较高, 没有把水排出路基面, 这些都是造成边坡溜坍的潜在原因。 (三) 利用极限高度理论来分析路基的稳定性

cc= 3.0kPa, ?C=19KN/m3 (式中: HC 为填土的极限高度; cc为软土粘聚力, ?C为填

土密度) 。

hc=0.3cc=0.9m

23

兰州交通大学毕业设计（论文）

从极限高度理论得出采用快速施工路基一次最大填高为0.9m, 而路基设计填高为12.2m, 理论证明路基失稳是可能的。

第二节 整治方案

一、铺设氯丁橡胶封闭地表水和增设支撑盲沟疏导地下水。

（一） 提出方案

该段软土路基地段是娄底站开站的控制地段, 由于工期紧, 雨季赶工, 填土密实度

图4.1 路基病害整治方案设计

未能达到设计要求, 抛填片石没有严格按规范填一层、压一层的标准做, 而是将片石抛填至0.8m后, 用40t重型机械碾压。基底处理质量存在严重问题导致基底失稳, 边坡溜坍。

表4.2 软土路基病害整治方案比较

整治方案 工程造价 工期 运营影响 大 效果 方案1 大面积开挖翻田 较低 施工进度快，工期短 两线间处理不彻底 方案2 采用地下连续墙 高 工期长，工作面小 一般 较彻底 方案3 每5m设一段坡角墙 较高 工期较长 方案4 设抗滑桩加固

较大 较好 较小 桩与桩间不好处理 高 工期长，施24