提速工程中路基病害段试验及加固处理措施分析

　　在铁路运输事业快速发展的同时，铁路运输优化建设工作也已经提上日程，越来越多的铁路线路开始开展提速工程。虽然提速工程建设在一定程度上能够提高行驶车辆运行速度，满足人们的运输需求，然而在提速工程建设过程中不可避免的会出现路基病害问题。路基病害不仅会加大提速工程建设难度，还有可能会威胁到行驶车辆安全。因此，在提速工程改造建设方面，相关部门都会进行路基病害段实验检测，通过实验结果进行路基加固处理方案制定，以保障线路的正常运行。

　　

　　1　路基病害类型探讨从铁路线路提速改造工程建设层面来看，路基病害主要有路基下沉、路基坑穴和路基基床翻浆冒泥等。当铁路线路路基密度与路基强度，特别是路桥、路涵过渡段范围内的路基密度与强度不足时，便有可能在列车长期行驶过程中产生的作用力下导致路基下沉。路基沉降会造成铁路线路高低不平，甚至会引起轨道变形，威胁到列车行驶安全。路基坑穴一般都是以洞穴形式出现在路基附近或者路基下方。若铁路线路路基含水量较大，路基强度不足，则列车行驶过程中形成的作用力便会引起基床表层土翻浆冒泥。在铁路路基施工过程中若使用细粒土作为填料，则路基基床表层土便可能会在雨水侵蚀作用下出现软化，当列车反复抽吸与挤压时，泥浆便会翻冒出来。

　　

　　2　提速工程路基病害段实验分析2.1　路基基床力学特性实验本文以宁启线提速改造工程为研究对象，对路基病害段进行实验分析。本研究选取宁启线K160+217~K160+989.7 段土样作为实验样品，对两线路段路基床土物理力学性质表进行分析。

　　

　　经室内试验发现，K160+561 线路段软土含水量为27.7%，干密度为14.9kN/m3，压缩模量为5.11MPa，液限为39.0，塑限为22.1，塑性指数为16.9，孔隙比为0.835，密度为19.0kN/m3。

　　

　　线路段软土含水量为24.7%，干密度为15.6kN/m3，压缩模量为5.93MPa，液限为34.1，塑限为20.1，塑性指数为14.0，孔隙比为0.746，密度为19.5kN/m3。

　　

　　2.2　分析实验结果经实验结果中可以看出，K160+217~K160+989.7 线路基床表层土液限和塑性指数都没有达到I 级线路基床要求。

　　

　　线路基床表层黏土颗粒低于0.55mm 比例已经大于60%，该路段路基可能会出现翻浆冒泥土质。两线路路基基床表层土塑性指数都超过12，路基实际应力超过低侧限压时临界应力，路基可能会出现较大变形现象。宁启线路路段列车时速由120km/h 提速到200km/h，该路段路基承载力及强度不足，部分路段采取水泥搅拌桩对路基进行加固。2.3　水稳定性实验分析分别选取宁启线K160+561 线路与K160+989.7 线路砂黏土为研究对象，通过室内实验进行水稳定性探索。经研究发现，线路砂黏土最大干容重为16.1kN/m3，最有含水量为；K160+989.7 线路砂黏土最大干容重为15.9kN/m3，最有含水量为23.7%，当含水量逐渐上升时，无侧限强度会越来越小。从水稳定性实验分析中可知，宁启线路基填料强度可能会受到压实系数与水的影响，尤其是在压实系数逐渐降低之后，路基填料强度受水影响越来越明显。砂黏土水稳定性相对较差，本文所研究两端线路段基床可能会因此而出现很多病害。若提速改造工程施工过程中出现路基病害问题，便有可能会导致线路运行过程中产生更多的安全隐患，因此相关部门应结合实际情况进行地基加固处理对策探索。

　　

　　3　提速工程路基加固对策3.1　搅拌桩施工工艺搅拌桩施工的工艺参数水泥土挤密桩材料（水泥、砂、土、水）应符合要求（配比土与砂之比为1 ：1.5，掺水量由击实试验最优含水量确定，水泥掺入量由无侧限抗压强度试验确定）搅拌应均匀，夯实时锤的落距符合要求。水泥土挤密桩挖孔深度为1.5m，孔径，填料夯实后桩径为0.3m。

　　

　　　桩机就位按照设计要求的桩位标准和纵横向间距定出桩位。每一施工段由测量人员提前按照设计桩位测量定位，并在枕木上作好标记。在施工过程中，为便于桩位记录，以防漏桩，对桩位统一编号。

　　

　　　基床成孔水泥土挤密桩施工时应控制拔管速度，在拔管前宜停顿10 秒左右，使达到孔深满足要求。成孔后清底夯实、夯平，夯实次数不小于8 击，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。

　　

　　　材料拌合与运输水泥土按要求将各种材料按配合比在现场平铺的钢板上混合，并用铁锹翻拌均匀，各种用料计量准确，配合比符合标准试验配合比，水泥土混合料外观颜色均一。水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过6 小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用，应按作废处理。下雨期间不进行水泥土拌制。

　　

　　　夯实夯击与装填交替进行，每层填料均以橄榄锤夯实，做到既使填料密实，又沿水平和竖直方向挤密。夯实采用电动卷扬机提升式夯机，夯锤采用橄榄锤（重80kg），锤夯下落高度不低于80cm。一般情况下每层夯实厚度以20cm 为宜，虚铺厚度不超过25cm，夯击次数不少于8 次，最后一次夯实后再加少量水泥土以补平坑穴，再用平底锤夯实15 次，以控制桩顶桩顶与基床表面齐平。

　　

　　3.2　路基挤密桩坑穴处理对策对于既有线提速改造工程中存在的路基坑穴问题，相关地基加固处理人员首先需要做好路基坑穴相关资料收集，包括坑穴位置、路基稳定性现状和坑穴规模等，通过数据评估判断是否需要采取技术处理措施。当搅拌桩桩头低于路基高度应采取用高配比的水泥土进行夯实，防止形成水坑，如高于路基面应铲平。在进行路基坑穴处理的同时，相关工作人员还要采取一些必要的排水措施，确保路基病害问题的顺利解决。

　　

　　图1　宁启线加固处理平面示意图3.3　路基基床加固处理对策水泥搅拌桩施工完成后，再铺设一层黄砂使上部传递载荷能够扩散开来，以减少原基面承载力同时防止翻浆冒泥病害问题，铺设黄砂厚度控制在40 厘米到50 厘米内。黄砂铺设应分两层进行，在两层之间铺设土工织物将道床与基床隔断开来，从而避免基床底层的雨水侵蚀。另外，在进行铺设黄砂工作开展时，工作人员需要花费较多的时间进行整平夯实处理，通过隔离层设置以防道碴囊。从相关数据统计中可知，宁启线路基病害主要集中在年降水量超过300 毫米区域内。因此，在进行既有线路基加固处理时应做好排水工作，通过排水沟合理设置来防止路基沉降。

　　

　　4　结语综上可知，提速改造工程主要用来提高来往列车行驶速度，保障线路正常运行和列车行驶安全。然而在线路提速改造工程建设中，线路路基可能会因为填土材料或者地下水侵蚀等因素而影响到路基强度与密实度，引起路基沉降、路基坑穴或者路基翻浆冒泥等病害。因此，在进行线路提速改造工程施工阶段，项目部需要做好路基病害问题处理工作。本文主要以宁启线线路段基床表层土为研究对象，通过实验分析路基病害原因，并对如何进行路基加固处理进行对策研究。

　　

　　参考文献：[1] 徐前卫,张骏.运营高速铁路桩-筏复合路基现场注浆减沉试验研究[J].土木工程学报[2] 牛永立.CFG桩在铁路软土路基加固中的应用分析[J].建筑知识[3] 安旭.花管注浆技术在加固既有铁路软土路基中的应用[J].建筑知识[4] 《铁路路基工程施工质量验收标准》、《客货共线铁路路基工程施工技术指南》、《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定铁》、《铁路工程土工试验规程》、《宁启铁路路基施工图》、《既有线路基病害整治设计图》.