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神朔线路基病害整治技术探讨(OK!).doc

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神朔线路基病害整治技术探讨(OK!).doc
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神朔线路基病害整治技术探讨摘要: 结合神朔铁路病害整治工程 实例,分析路基病害 发生的机理,提出采用新材料、新技术在不同行车条件下的各种整治方案思路,可供类似工程参考。关键词:路基病害 整治技术 探讨1、病害类型神朔铁路,自陕西神木县大柳塔镇至山西朔州市,正线全长 266 公里。1996年7月1日,神朔铁路开通运营;复线于 2002 年 2 月开工,分段建设、分段开通, 2003 年 3 月建成。铁路路基病害种类很多,主要有基床下沉外挤、基床翻浆冒泥、水浸路基、排水不良、崩塌落石、边坡风化剥落、暗坑陷穴等。随着铁路运能增加,行车速度快、密度大,工务设备的负担日益加重,特别是路基和轨道除了出现新病害以外,老病害较以前更为严重,难以整治。这些路基病害一直是困扰行车安全的一个重要因素。2、病害发生的机理分析2.1 基床病害发生和发展的主要因素1) 基床土多采用 C、D 组填料,土性较差,液塑限较高,压实度低。发生翻浆冒泥病害地段的填料一般是液限大于 32%,塑性指数大于 12;且当软弱层厚度小于 0.5 米左右时,基床出现翻浆冒泥,当软弱层厚度大于 0.5 米时,出现严重下沉外挤与翻浆冒泥。 2) 动荷载的性质、大小和分布。特别是轨道状态不良,列车动应力增大,可使路基面上出现积水坑槽,坑槽出现在应力较大的轨枕下路基面上,并逐渐发展。3)道碴囊、槽排水不畅,基床土长期受水浸泡,寒冷季节发生冻害。4) 基床病害整治不彻底。其中翻浆冒泥问题尤为突出,翻浆冒泥使路拱瓦解消失,无法将路基面以上的水排出路基,虽常规的清筛整道,不补设路拱后,原本间断的若干局部地段的翻浆段经过一段时间运营后便连成一片,轨排出现区段性“悬空” ,少则几根轨枕,多则几十根轨枕,造成低扣接头、轨枕失效、轨道方向偏移、轨面高低不平等一系列病害,由此形成恶性循环,严重破坏轨道结构,危及行车安全。2.2 路基边坡病害发生的主要因素神朔线地处西北山区,由于线路、路基设备等级较低,且长期处于超负荷使用状态,加之沿线地质构造、植被、气候以及路基填料、路基排水不畅等方面的原因,造成边坡溜坍、坡面风化剥落、坡面冲刷、水浸路基等,造成路基强度、稳定性降低,危机列车安全运营。3、路基病害整治措施及采用的新技术3.1 基床病害整治目前国内常用的整治措施主要有:基床换填、铺设土工膜封闭层、土工格室、排水疏干、石灰土短桩等。 1)换填对于下沉外挤或深陷槽(道碴囊)病害的软弱基床,可采用基床表层换填方法,换填厚度视软弱层厚度而定,一般为 50~60cm,换填材料应为级配碎石土或级配砂砾石,且在换填层底部设置 4%的排水横坡,换填层与路肩之间设置干砌片石护肩,路堑地段侧沟必要时需加深改造。采用换填法时要保证层变处设置可靠的隔离层,避免形成道碴囊。也可对原基床土进行物理改良或化学改良。换填不仅提高了基床表层强度,还可防治翻浆冒泥病害。换填厚度大于等于 50cm 时,可消除因土质不良引起的翻浆冒泥。换填法的缺点是对既有线运营干扰大。2)铺设复合土工膜封闭层 在基床翻浆冒泥地段,或基床土质不良(Ip ≥12,WL≥32%) 而强度足够,具备产生翻浆冒泥病害条件的地段,可在基床表层铺设土工膜(板) 封闭层。土工模是不是透水排水型土工合成材料, 其主要作用是:(1)隔离地表水,使之不渗入基面以下,从而防止或减轻基面软化或风化,降低基床含水量,提高基面承压强度; (2)阻隔泥浆上冒污染道床;(3)使道床与基床隔开,防止道碴与基面土互相掺和。当地下水位较高时,要加深侧沟或设纵向渗沟降低地下水位。铺设工作可结合线路大修进行。铺设土工膜的施工需采用架空轨道结合线路封锁或限速慢行的方式进行。铺设土工膜封闭基床的方法设计简单、施工方便、寿命长,适用于各种土质、石质基床的基面翻浆冒泥病害整治,但基床土强度不足时不宜采用。3)土工格室既有线路基基床强度不足、下沉外挤、陷槽、积水等病害可采用土工格室整治。土工格室作为一种新型的立体土工合成材料,以其材料轻、耐磨损、强度高、韧性好等多种特性,是近几年发展起来的一种行之有效的整治路基基床下沉病害的方法。土工格室可折叠,展开后呈蜂窝状的三维结构 。材料为高强度的聚乙烯或聚丙烯,接缝用超声焊接。格室一般设于道床底部或基床顶面,为保证道碴厚度和土工格室不受上部荷载的损害,格室顶面距枕底不小于0.35m,置换地面 4%排水坡,先铺 5~10cm 厚的砂层,以利于排水,其后再铺格室,格室张拉后填中粗砂,路肩用干砌片石垛加固。 铺设土工格室的施工需采用架空轨道结合线路封锁或限速慢行的方式进行,其工程造价较基床换填级配碎石节省 60%的工程投资,且对行车干扰较小。实践证明路基病害采用土工格室整治后,轨面稳定快,养护时间少,具有良好的经济效益和社会效益。5) 石灰土、水泥土短桩对于承载力较低的路基基床,可采用水泥土、石灰土短桩加固。特别适用于行车密度大,扣轨慢行和封锁线路有一定难度地段,这种加固方法简便,成孔速度快,对行车干扰相对较小。它是用机具在基床面成孔,孔深视病害程度确定,孔深通常小于 2.5m,孔内分层填水泥土或石灰土,并用橄榄锤分层击实,提高承载力,也对基床翻浆冒泥有一定的抑制作用。 6)排水疏干对于分布在基床底层或路堤内的道碴囊槽,在对轨道设备进行加强后,从路肩挖槽直达病害部位底部,开槽设置横向盲沟、干砌片石圬工等,将囊槽内水经排水沟、侧沟引排出路基本体以外。3.2 路基边坡病害整治既有路基边坡溜坍、坡面风化剥落、水浸路基等病害,对于发生的病害边坡及时整治,消除安全隐患为原则。根据边坡岩土特性、边坡坡率,依规范要求及当地的实际情况进行植生护坡、实体圬工护坡或护墙处置即可;对于岸坡冲刷、山坡面危石、落石和崩坍的整治,应根据病害类型、规模及其对铁路的危害程度,综合考虑防治措施。SNS 柔性网是以钢丝绳网作为主要构成部分并以覆盖(主动防护 )和拦截 (被动防护)两大基本类型来防治危石、落石、泥石流和岸坡冲刷等病害的柔性安全防护系统。其主要作用是:通过对纵、横向绳和钢丝网绳施以一定的预张拉力,使整个系统紧贴所防护边坡,从而对山体形成连续支撑加固。具有与坡面密贴,支护加固危石,抑止变形效果好等特点,能有效地控制山体由于张剪性节理裂隙发育而引发的落石。具有施工周期短、场地限制少、维护方便、寿命长等优点。对于中小型危石可采用清除、加固等措施整治。山坡面较陡,风化不严重,节理裂隙较宽,支撑加固很难实施地段,可采用环氧树脂粘结加固危石。4、结语 1)路基病害整治采用换填方案时,填土压实标准应按规范要求严格控制,特别是采用非渗水土换填基床表层时,必须设置路拱;采用渗水土换填时,渗水土底部采用山皮土封底,并设置 4%横向排水坡。从近几年新增病害可以看出,这些地段路基基床没有出现病害。2)积极推广新材料、新技术。在既有线上采用新技术整治路基病害有其良好的实用性及经济性,特别是施工速度快,病害消除快捷,对运营干扰较小,整治效果显著,有良好的推广使用前景。参考文献: 1、 《铁路路基设计规范》TB 1001-20052、 《铁路特殊路基设计规范》TB 10035-20023、 《铁路路基施工规范》TB10202-2002/J161-20024、 《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003/J285-20045、 《铁路路基土工合成材料应用设计规范》TB10118-2006/J532-2006
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