浅论铁路路基病害综合整治与防护(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
特性和温度及其变化有关。主要是路基填料、水、列车荷载和温度变化等各项因素综合作用的结果,各种因素之问又相互关联,铁路路基病害发生的原因非常复杂,并且每一种病害都有自己特殊的病理。但归纳起来主要有两个方面:(1)病害的发生取决于特定的地质环境;(2)病害的发生与相应的气候变化和列车振动荷载息息相关。前者是病害发生的内因。后者是病害发生的外因。对某一具体的线路来讲,其地质条件是客观存在,虽然它也在不断地发生变化,但基本上是一种较为稳定的量,因此,在一定程度上路基病害的发生频率和程度将取决于气象水文条件和列车长期重复振动荷载的影响,路基病害的产生和发展是各项因素综合作用的结果。观测表明,在列车轮轴荷载的重复作用下,路基的渐进破坏主要表现为过大的塑性变形,这种塑性变形累积到一定程度将会使路基填土产生塑性流动,并产生路基病害。研究表明:产生这些病害(破坏)的原因在很大程度上依赖于路基土在循环荷载作用下的抗剪强度特性,而后者与土的饱和度密切相关。随着饱和度的增大,土的动强度(即经过若干次循环加载后仍处于稳定状态的最大偏应力比)将显著降低。处于轨道下方的路基土因反复受到挤压和固结而产生过大的累积塑性变形,从而形成所谓的道碴坑以及枕木下方的积水坑。尤其是在雨季,基床填土含水量达到饱和状态,动强度显著减小,从而使道床工作性能急剧下降,甚至会导致线路产生严重的不平顺而影响行车安全。

  3铁路路基病害检测

   为了对路基病害进行合理整治,必须准确检测病害状况,分析病害成因。

    根据铁路既有线的特点,路基检测应不干扰行车或少干扰行车,为此需采用的检测手段应力求准确、可靠、快速,从而为将来的整治工作提供准确可靠的信息。可采用轻型动力触探、地质雷达、瞬态面波法和取土试验等多种手段对线路进行试验检测,具体步骤和方法如下:

   1)典型地段开挖横沟,了解路基的几何特性。

   2)采用探地雷达法和瞬态面波法对试验区段内的路基进行大面积的扫描检测。

  探地雷达法具有直观反映道床几何形态、表层分辨率高的优点,可以探明路基结构的分层;探测路基病害类型、程度和具体位置,用于分析道床、路基各个土层的地质情况;探地雷达测出的结果是基床的电性参数,而无法给出路基的力学特性。而瞬态面波法表层状况由于石碴的散射和高频信号的限制不能精确的反映,探地雷达方法可弥补瞬态面波法的不足。瞬态面波方法对在土中频散曲线比较平滑,能够准确反映路基土的力学参数随深度的变化,测试的深度也比较深,也正好弥补了探地雷达方法不能反映路基土的力学参数和测试深度浅的不足。在路基病害测试中,最关心的是路基表层和其下路基土的承载能力,所以两种方法结合,优势互补,正好能够达到路基的测试目的。

  3)对路基强度、刚度等参数方面的分析。重型动力触探主要反映路基土的力学性能,是以击数×10cm-1来反映路基各个位置的力学性能指标,击数越高说明土质性能越好,强度也越高,可以从不同深度位置来测试出不同深度下土的力学性能以分析路基状况。轻型动力触探与重型动力触探原理相似,只是后者以击数×10cm-1来反映路基各个位置的力学性能指标。

  针对既有线路的特点,对既有路基测试应遵循原位(动力触探)和区段测试(地质雷达、瞬态面波法)相结合的测试方法,这样可对既有路基的状况做出一个综合的评价,为路基病害的处理提供基础资料。

  4病害的预防与整治

  路基病害的预防和整治,应贯彻“预防为主、综合治理”的原则,首先弄清发生病害的原因,经过综合分析。因地制宜地采取整治的措施。

  4.1病害的预防

  病害预防包括以下内容:①资料收集包括线路的设计、施工资料及线路区域的气候、水文、工程地质等情况,并了解其变化规律,为防治病害提供第一手资料;②根据线路当前的状态及运营情况,应每3--5行一次线路的普查,评估线路的安全状态,提前发现病害趋势并进行相应的处置。调查的方法除了传统的人工调查、轨检车检测外,铁道部目前正在推广铁路路基快速物探检测系统,检测深度达轨面下2.5m度可达80km/h入路基和路基积水,保持路基面排水坡度。

  4.2病害的整治

  路基病害的整治应从路基填料(改变其填料类型、改变填料的成分)防止水侵入(改善路基结构设计)、提高路基强度和刚度(改善路基结构设计)入手,路基的整治流程见图

  前期准备→总体方案→检测路基→细化方案→治理施工→效果评价

                     路基的整治流程图

  处理路基病害基本按以下步骤进行。①需要检测路基病害,判断路基病害的类型、发生的部位及规模大小、严重程度;②对产生病害的主要原因进行分析:一般为填料、水分侵入、强度不足等方面的问题;③拟采取的措施:应采用技术上可行(控制病害产生原因)、经济上合理的治理方法。

  1.路基滑坡的防治

  对滑坡这一常见的路基病害的预防及治理。中国铁路有些区段滑坡病害较为密集,平均每百公里分布高达20~30

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