1、关于既有线路基病害整治探讨湖南高速铁路职业技术学院毕业论文（ 2012 届）论文题目： 关于既有线路基病害整治探讨 姓 名： xxxxxxx 系（院）： xxxxxx -专业名称： xxxxxxx指导老师： xxxxxxx 2012年 06 月 16 日中文摘要中国铁路始建于1876年，铁路运输线是我国国民经济的大动脉，在我国交通运输体系中居于主导的骨干地位，它在国家的建设中占有重要地位。随着我国改革开放的深入，我国在修新线铁路时采用了国内外先进科技成果，与此同时，对既有铁路进行补强和改造，并加强了对线路的养护和维修。较大的改善了铁路的运营状况，提高了铁路抵抗自然灾害的能力，丰富了预防和整治铁
2、路线路病害的理论与实践，对发展国民经济，促进工农业生产，改善人民生活，改变边远地区交通闭塞和文化技术落后面貌，巩固国防，沟通国际交往，起到了国民经济大动脉的重要作用既有线路路基由于受修建时技术和经济条件的限制，填筑压实标准往往较低。随着客货运量和机车车辆轴重的增加，出现翻浆冒泥、下沉和外挤等各种病害。上述路基病害严重影响线路的稳定性，增加养护维修工作量，缩短轨道上部结构的使用寿命，是影响铁路运输安全和运输能力提高的主要原因。在既有线提速和载重增加的情况下，路基荷载条件发生变化，线路维修中除对路基病害进行整治外，对部分路基还需要采取加固措施，提高承载能力，但是由于既有线运力和运能十分紧张，路基处
3、理从技术到管理都存在一些困难，既有线的路基病害是当前急需解决的重大 课题。关键词 基床病害 坡面病害 岸边冲刷病害 泥石流病害 路基病害AbstractChina Railway was built in 1876, the railway line is our country the main artery of national economy, in our transport system of the dominant position in national backbone, it plays an important role in building. With the de
4、epening of reform in China, China in the repaired railway adopted the results of domestic and foreign advanced technology, at the same time, the existing railway reinforcement and transformation, and strengthen the line maintenance and repair. Improved railroad operation condition, raised railroad t
5、o resist natural disaster ability, enrich the prevention and treatment of diseases of the railway line of theory and practice, to the development of the national economy, promote industrial and agricultural production, the improvement of peoples living, changing remote traffic is out-of-the-way and
6、backward culture technology, consolidate national defence.Existinglines,dueattechnologybuiltroadbedandeconomicconditionrestriction,compactionstandardsoftenislow.Alongwiththeincreasesof passengertrafficsandthelocomotiveaxleload,abundantappearattheclay,andsinkandasqueezeofthedisease.shortentheorbitoft
7、heupperstructure,theservicelifeofrailwaytransportationsafetyandtransportationinfluenceisthemainreasonfortheabilitytoincrease.Intheexistingrailway-speed-increasingandcapability,byincreasingofthesubgradeloadconditionschange,inadditiontothelinemaintenanceofroadbeddiseaseoutsideregulation,tosomeoftheroa
8、dbedreinforcementmeasureswouldneedtotake,improvethebearingcapacity,butbecausetheexistingcapacityandtransportcapacityisverynervous,roadbedtreatmentfromtechnologytomanagementhavesomedifficulties,theexistinglinesofroadbedreinforcementinneedofsolutionisthemajorissue Key Words Subgradediseases Slopedisea
9、se Scourthedisease Debrisflowdisease Subgradedefect目 录第一章绪论 1第二章铁路路基的常见病害及整治 32.1基床病害 32.2坡面病害 62.3岸边冲刷病害 82.4泥石流病害 102.5其他路基病害 12第三章神朔线路基病害整实例 143.1病害类型 143.2病害发生的机理分析 143.3路基病害整治措施 15第四章总结 184.1研究结论 184.2存在的问题 184.1发展方向 19参 考 文 献 20致 谢 21第一章 绪论随着国民经济的日益发展，交通运输越显重要，对铁路提出了更高的要求。既有线路路基由于当时经济，技术条件的限制出
10、现了一些如基床病害，坡面病害，泥石流病害，岸边冲涮病害等病害，严重的威胁铁路交通运输的安全，和运输能力。所以既有线路路基整治成了当前急需研究的课题本论文主要是研究既有线路基的如何产生病害，主要具体的表现翻浆冒泥、基床积水、剪切外挤、坍塌和边坡滑坍防。然后根据病害出现，采取相应的措施！主要还是要预防为主防治结合综合治理的方针政策。主要目的还是为了适应铁路发展的需求，保证行车安全，促进交通运输发展，及国民经济的发展！铁路提速和运量的日益增加，满足重载、高速是铁路运输对线路结构提出的要求。与此同时，许多线路病害对运输的影响也日渐突出，主要表现在接头吐碴、线路翻浆冒泥、道床板结和线路几何形态变化大等。
11、究其原因除了线路设备老化外，路基病害对线路几何形态的影响是一个重要的原因，而路基病害对线路形态的影响，往往又很难用一般的保养手段来解决。一旦出现路基病害，一般只有等待件名整治，有的地段甚至不得不长期慢行，严重影响了运输秩序。因此剖析路基病害的成因，有针对性地采取综合的防范措施，从根本上堵住病害源头，是线路设备管理中必须重视的工作，无论是安全还是运输，整治病害都具有极大意义。既有线路基由于受修建时技术和经济条件的限制，填筑压 实标准往往较低。 随着客货运量和机车车辆轴重的增加， 出现 翻浆冒泥、 下沉和外挤等各种病害。 上述路基病害严重影响线 路的稳定性， 增加养护维修工作量， 缩短轨道上部结构
12、的使用 寿命， 是影响铁路运输安全和运输能力提高的主要原因。 在既 有线提速和载重增加的情况下， 路基荷载条件发生变化， 线路 维修中除对路基病害进行整治外， 对部分路基还需要采取加固 措施，提高承载能力，但是由于既有线运力和运能十分紧张， 路基处理从技术到管理都存在一些困难， 既有线的路基加固是 当前急需解决的重大课题。基床病害是路基病害的一部分，也是常见的、普遍发生 的病害现象，它对轨道及行车稳定性的影响更直接。近年来， 铁路工务部门对路基基床病害进行了大量的研究与整治， 取得 了明显的效果。 随着我国国民经济的迅猛发展， 铁路运量的大 幅度增加和行车速度的不断提高， 基床病害产生的速率呈
13、显上 升趋势。 基床病害及其防治 在列车动荷载作用下， 路基基床部分 因土质不良或施工质量不好和排水不畅等原因，致使路基产生 下沉和隆起，引起道碴陷槽和翻浆冒泥。此外，在寒冷地区， 还可以产生冬季冻胀鼓道和春季融化下沉，导致线路不平顺等。这些病害称为基床病害。此外本论文还简单的介绍了既有线路基整治的发展方向！主要是从检测方面，介绍了地质雷达检测技术！施工技艺方面主要是提高机械程度！此外还有新型开发研究。第二章 铁路路基的常见病害及整治路基是条带状结构工程，沿线经过的地质条件差别较大，填料也不均匀，而不少地区都存在膨胀土、红黏土、软岩风化残积土等各种工程性质不良的土，并且受到地理和气候环境常年变
14、化影响。容易出现各种各样的的病害，如基床病害、坡面病害、岸边冲刷病害、泥石流病害及其他的病害2.1基床病害及整治基床病害是路基病害的一部分，也是常见的、普遍发生的病害现象，它对轨道及行车稳定性的影响更直接。近年来，铁路工务部门对路基基床病害进行了大量的研究与整治，取得了明显的效果。随着我国国民经济的迅猛发展，铁路运量的大幅度增加和行车速度的不断提高，基床病害产生的速率呈显上升趋势。 在列车动荷载作用下，路基基床部分因土质不良或施工质量不好和排水不畅等原因，致使路基产生下沉和隆起，引起道碴陷槽和翻浆冒泥。此外，在寒冷地区，还可以产生冬季冻胀鼓道和春季融化下沉，导致线路不平顺等。这些病害称为基床病
15、害。2.1.1基床病害的类型基床病害在路基的整治工作中占着很大的工作的量，基床病害的类型也是很多，如翻浆冒泥、下沉、挤出、冻害等。（1）翻浆冒泥 在列车动压力作用下，道床孔隙内挤压出泥浆的现象，又可分为土质基面翻浆冒泥、风化石质基面翻浆冒泥及裂隙泉眼翻浆冒泥三种类型。要注意，道床石碴本身材质不良而破碎粉化也会引起翻浆现象，称为道床翻浆，不属基床病害。 （2）下沉 由于基床填筑密度不够和强度不足而引起基床下沉。列车振动将道碴压入基床内，形成道碴陷坑。这种现象的继续发展还可能导致路堤坍塌。道碴陷坑按其发展过程及形式又叫分为道碴槽、道碴锅及道碴囊三种。 （3）挤出由于基床强度不足而产生剪切破坏或塑性
16、流动，基床发生挤出。常见的现象有路肩隆起，侧沟被挤等。 （4）冻害冻害发生于寒冷地区。如路基土为透水性较差的细粒土，当含水量较高或基面积水，在冻结过程中，土中水重新分布和聚集形成冰块，引起不均匀的冻胀现象。冰块融化又引起不均匀下沉。在地下水较高地段，地下水通过毛细管作用而不断向上转移补给，使冻胀量增大，持续时间延长。2.1.2基床病害防治根据基床病害的出现的原因，整治基床病害，主要在填料和排水防水方面。下面采取的所措施，都以这方面为出发点。（1）砂垫层 砂垫床一般用于翻浆冒泥的防治，即在碎石道床的下部，铺设砂垫层，其作用是使碎石与基面隔离，使基面受力均匀，保持基面的平整度，避免基面因积水造成翻
17、浆冒泥。这种措施可防治无地下水的基面翻浆，不适用于裂隙泉眼翻浆；在地下水丰富的基面翻浆地段必须同时采取降低地下水位的措施。采用封闭层、换土等其他整治基床病害措施时最好也同时铺设砂垫床。砂垫床采用的砂以中砂最佳，级配良好的粗砂次之。砂的质量以纯石英砂最理想，不应使用易风化成泥的砂质材料，砂中的含泥量不得超过35。（2）封闭层在基面铺设一层不透水的土工合成材料隔层作为封闭层，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，提高基面承载能力，阻隔泥浆上冒，把道床与基床隔开，防止道床与基床互相混合。用于防治基面翻浆和道碴沉陷，适用于病害水源主要为降水的路段（3）换填换填是
18、指将不良基床土经更换(换土、换砂等)或改良(换掺)使其满足使用标准。其主要作用是改善基床的土质条件、提高基床的承载能力。适用于由于土质不良、承载力不足而引起的下沉与外挤等基床变形。换改良土和换砂均适用于已形成不同深度道碴囊的下沉地段，及软卧层不厚且下面即为刚性层的地段，地下水丰富的地段要同时采取降低地下水位的措施，采取换砂方法必须具有疏干砂层的条件，换砂法也可用于防治基面翻浆冒泥。（4）应用土工合成材料土工合成材料的类型较多，其功能差异较大，可用于隔离道碴和基床土，并具有透水和排水的作用，亦可用于提高地基土的承载能力。最近采用的一种新结构即土工格室，铺设于道床底部与基床表层之间，能显著加强道床
19、的稳固性，提高基床的承载能力，改善基床的动应力分布，减少线路的累积下沉，是一种具有开发前景的有效措施。 （5）成孔回填桩在路基上按一定间距成桩孔，然后填石灰或水泥等材料的改良土或其他填料，经夯实成桩。其主要作用为：通过材料吸水和离子交换，使桩周土体固结和改良，增加土体的强度；桩身起骨架作用，与桩间土复合承载，从而提高承载能力；采用挤密成孔或成桩技术时，对桩间土起挤密压实作用。适用于防治路基及基床强度不足造成的下沉或外挤等路基病害和路基过渡段的强化。（6）搅拌桩和粉喷搅拌桩用专用机具在路基或基床钻孔，然后在粉喷或注浆的同时经叶片搅拌，使灌注材料(水泥或石灰)与土体混合成桩，通过材料吸水和离子交换
20、，使土体固结和改良，增加强度，形成桩身；桩身起骨架作用，与桩间土复合承载，从而提高承载能力。适用于防治路基及基床强度不足造成的下沉或外挤、路基过渡段的强化及不良地基的处理。（7）铺设隔温材料可减小冻害发生，如炉渣、聚苯乙烯泡沫材料、泡沫砖等填筑，保温层的厚度取决于当地冻结深度和材料的导热系数。 （8）加强地面排水、降低地下水位或毛细水这些方法对处理道碴囊和减小深层冻害都有明显效果。排水结构如横向盲沟、纵盲沟、纵向渗沟或隔断层的布置，应根据具体情况设计。近年来，用土工织布铺在路面上作为隔断排水层的材料，它能渗水，又能隔断粘土细粒，具有足够的强度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但这种材料造价
21、较高，使用寿命尚有待测试。2.2 坡面病害的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。2.2.1形成原因坡面病害是由岩性不一或破碎程度不同的岩土组成的斜坡面，因其分布不均，在自然营力作用能及的厚度内，软弱而破碎的岩土发生变形和坍落，并逐次扩大形成危岩落石、碎落剥落、坡面流坍等病害。2.2.1坡面病害整治方法根据坡面病害产生的机理，整治其病害
22、只要抓住俩大要点就可轻松的整治。一是防土石滑落，二是防雨水（1）草或铺草皮适宜草类生长的土质边坡均可采用，是一方法简单、经济实用的防护措施。它能覆盖表土，防止雨水冲刷边坡，团结土壤，调节土壤湿度，防止发生裂纹，加强边坡稳固性。 （2）种植灌木适用于土质和严重风化的岩石边坡，以根系发达枝叶繁茂的灌木为宜，一般选用紫穗槐、夹竹桃、黄荆蔷薇、山碴等。在风沙干旱地区，宜采用沙棘、黄柳、柠条、杨紫等。种植灌木和种草配合使用，效果更好。种植灌木宜在晚秋或初春。 （3）抹面适用于易风化、但不易剥落，岩面较完整的边坡。常用的材料为三合土，成分有水泥、石灰、炉碴；水泥、砂、炉碴；砂、石灰等。抹面保护层，不能承受
23、侧压力，抹面的边坡应比较干燥、稳定。如局部有地下水出露，必须采取引排水措施，予以配合。 （4）喷浆或喷锚喷浆适用于易风化尚未严重风化的岩石边坡，施工简便，是防止坡面风化的有效措施。喷浆分重力式人工喷浆和机械喷浆。重力式喷浆是把浆桶置于坡顶，桶底接胶皮管，借助重力把浆均匀喷至坡面。机械喷浆是用喷浆机，通过喷嘴把浆喷至坡面，由于它有一定压力，浆与坡面黏着较好，质量明显优于重力式喷浆。喷浆前坡面应清理干净，喷浆厚度12cm。常用浆料为水泥砂浆、水泥石灰砂浆。若坡面岩石节理发育，风化严重时，宜采用锚杆钢丝网喷浆，或喷射钢纤维混凝土。 （5）勾缝及灌浆勾缝适用于较坚硬的、较不易风化的、节理裂缝多而细的岩
24、石坡面，以防雨水侵入裂缝，破坏坡面稳定。灌浆适用于较坚硬的、裂缝大而深的岩石坡面。利用灰浆把裂开的岩石粘结为一体，防止坠落或坍塌，也防止雨水侵入促进岩石风化。勾缝砂浆一般为（1：2）（1：3）的水泥砂浆或1：0 .5：3 和1：2：9 的水泥石灰砂浆（体积比）。灌浆可用1：4或1：5 的水泥砂浆，必要时用压浆机灌筑，裂缝很宽时亦可灌筑混凝土。 （6）浆砌片石护墙适用于较陡（1：0.3）（1：1）的土质边坡及易风化剥落或节理发育较破碎的岩石边坡。护墙不承受土压力，所防护边坡应为稳定边坡。护墙的厚度由自身的稳定性及基底承载力确定。护墙型式多种，视边坡具体情况，合理选用。边坡为土质或破碎岩，采用实体
25、护墙；边坡不陡于1：0.75时，为节约圬工，可采用孔窗护墙；比较完整的较陡边坡，可采用肋式护墙；仅需防护边披上部，可采用拱式护墙。 （7）干砌片石护墙是广泛使用的一种坡面防护。除有严重冻害，一般较缓的土质及土石边坡，均可采用。用以防护边坡不受降雨及地表径流侵害。干砌片石护坡，有单层铺砌、双层铺砌等形式，视情况选用。 （8）浆砌片石护坡适用于坡度（1：0.75）（1：1.5）的土质库及易风化破碎的岩石边坡。以防地表水的渗入和冲刷，是一种比较坚固的坡面防护，有时与挡土墙或护墙等结合使用，以防护不同的岩层和不同位置的边坡。浆砌片石护坡，一般采用等截面形式；当护坡面积较大、边坡较陡，为增强护坡自身稳定
26、性，可采用加肋式护坡。在岩体裂面发育的地段，由于爆破方法不当，常出现堑坡上落石和塌岩。可按破碎程度在局部刷坡和清理危石后，分别使用灌浆、喷浆或建护墙等加固措施，甚至加建明洞。这样可根治坡面病害，但费用很高。2.3 岸边冲刷病害 河流、湖泊、海洋和水库对岸边路基造成的淘底、冲刷边坡和地下水位上壅等危害称岸边冲刷。其危害程度因水面宽、水深、流速、流向、旋流、水流含泥量等的不同而异，并同岸边岩土的抗冲能力有关。2.3.1防护种类路基冲刷防护工程，一般分为直接防护、间接防护和改移河道三种类型。设计时应根据下列原则选用适当的类型。（1）直接防护 在宽阔的河滩、凸岸、台地边缘及流速不大，流向与河岸接近平行
27、等水流冲刷作用较弱的地段或山区河谷狭窄，以下蚀为主的V形河谷地段，应优先考虑设置直接防护。防护工点的范围应根据最不利水位时水流的趋势来决定，要包括所有可能受水流冲刷的地段。工点两端均应有足够的长度嵌入稳定的河岸或路基边坡内，并与河流上下游建筑物平顺衔接，防止恶化水流条件。路堤边坡与河岸岸坡的冲刷防护工程类型及其适用条件，根据表31采用。冲刷防护工程常用类型及适用条件 表31防护类型结构形式适用条件注意事项容许流速（m/s）水流方向，河道地貌等植物防护铺草皮1.21.8水流方向与线路近乎平行；不受各种洪水主流冲刷的浅滩地段路堤边坡防护种植防水林，挂柳有浅滩地段的河岸冲刷防护干砌片石护坡单层厚0.
28、250.35m；双层厚：上层0.250.35m，下层0.25m23水流方向较平顺的河岸滩地边缘；不受主流冲刷的路堤边坡；无漂浮物和滚石的河段应设置垫层浆砌片石护坡厚0.30.6m48主流冲刷及波浪作用强烈处的路堤边坡有冻胀变形的边坡上应设置垫层。有流木、流冰、滚石时，应适当加厚混凝土护坡厚0.080.2m抛石石块尺寸根据流速、波浪大小计算，不宜小于0.3m3水流方向较平顺，无严重局部冲刷的河段；已浸水的路堤边坡与河岸抛石厚度不应小于石块尺寸之两倍石笼镀锌铁丝制成箱形或圆形，笼内装石块45受洪水冲刷但无滚石河段和大石料缺乏地区大型砌块2m2m2m3m3m2m58受主流冲刷严重的河段常与脚墙配合使
29、用浸水挡土墙58峡谷急流和水流冲刷严重的河段土工合成材料防护土工织物沉枕45受洪水冲刷深水急流和浪大处的护坡护底工程土工格栅和土工网石笼土工膜袋1.5不受主流冲刷的路堤边坡，边坡不陡于1：1（2）间接防护 在河床宽阔，冲刷和淤积大致平衡，水流方向易于改变并且有设置导流建筑位置的河段，可采用间接防护。设计时应根据河道的地形地质条件和演变规律，规划好导治线，要防止对上下游和对岸的建筑物和农田的冲刷加剧。（3）改河工程 为了将直冲路基的水流引开以防止水流对路基的危害，或为了防止铁路路基过多占用河道加剧水流冲刷，除作好冲刷防护外，必要时可考虑改移河道。改移河道应根据水流特性及河道演变规律，顺应河势，慎
30、重对待。当防护地段很长，河道水流性质变化较大的地段，可采用不同的防护类型，合理布置进行设计，但应注意衔接平顺。在可能发生风浪的宽深河流上，还须对波浪的冲击破坏作用进行校核。2.4 泥石流病害泥石流也是路基病害。在地质不良、山坡陡峻和沟床纵坡较大的地区，由于强大的降水(暴雨、融雪、冰川)而形成的一种含有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流称泥石流。在地震烈度高的山区，特别是在深大断裂地区，以及岩体破碎和岩性不良地段，由于坍塌、滑坡和水土流失严重，提供了丰富的固体扩散物质来源，泥石流往往容易发生。泥石流的危害主要是堵塞和破坏桥梁涵洞，掩埋和冲毁路基。依据前人的研究成果，我国的泥石流预防治理措施可分为
31、工程措施和生物措施两大类，根据泥石流的不同部位，防治措施的侧重点也有所不同。2.4.1泥石流的防治措施我国泥石流研究人员通过理论研究及实际工程治理，积累了较为丰富的泥石流防治经验，总结出“以防为主，防治结合，因地制宜，因害设防，突出重点，综合治理”的灾害防治原则，形成了“预防与治理相结合，工程措施与生物措施相结合，灾害治理与资源利用相结合”的成套减灾技术。目前，我国对泥石流的防治措施主要有监测预报和预防治理两大类措施。我国自上世纪八十年代起开始对泥石流的监测预报系统进行研究。目前建有长江上游水土流失重点防治区滑坡泥石流预警系统，为全国乃至全世界规模最大的泥石流灾害监控网络。此外，多个省份（自治区、直辖市）在泥石流灾害较严重的部分区域也初步建立了群测群防网络，例如中国科学院东川泥石流观测研究站也建立了较为完整的泥石流监测预报系统。依据前人的研究成果，我国的泥石流预防治理措施可分为工程措施和生物措施两大类，根据泥石流的不同
