加固技術在鐵路路基工程中的應用
2016-02-29
一、前言
鐵路路基又稱為鐵路線路的下部結構，它是支撐鐵軌與火車承載能力的建筑結構。鐵路路基是整個鐵路工程施工過程中最為基礎的環(huán)節(jié)，對整個鐵路工程的安全有著深遠的影響，它是鐵路整體工程的關鍵，鐵路路基質量好壞對鐵路后期的運轉是否安全和穩(wěn)定有著直接的影響。鐵路路基工程大體包括建筑鐵路路基本體，路基加固工程，路基的基本維護工程，路基排水工程以及路基支擋建筑工程等等。鐵路路基工程是比較復雜的，它涉及的面比較廣，比如強度、安全性和牢固性，而這些屬性又受到很多因素的制約。
二、鐵路路基工程加固的必要性和重要性
隨著我國鐵路事業(yè)的日益發(fā)展，近幾年來，高速鐵路的投產與應用越來越廣泛。在我國六次火車大提速的過程中，在線路平面、軌道結構、橋梁、機車車輛和信號系統(tǒng)等方面進行了大量的有關研究和改造工作。但路基方面的研究和改造一直處于次要地位，同時在高速鐵路的使用中發(fā)現了一些較為棘手問題。比如在火車與鐵軌接觸過程中，伴隨著火車速度的不斷提升，制定了一些基礎設施的新標準，如：機械設施和鐵軌路基等。這些標準大致可以歸納為兩個方面，第一是隨著火車行駛速度的不斷提升（速度達到甚至超過了300千米/小時后），空氣動力性能已經發(fā)生了較大的改變，對火車的設計結構和鐵軌路基等基礎設施提出了更高的要求，同時由于行車速度的提高，列車對路基產生的動應力增加，特別是原有的路基病害處，動應力加大致使病害加重，病害加重又致使軌道狀態(tài)惡化，造成線路的惡性循環(huán)，影響行車安全。第二，隨著列車速度提高，對列車乘座的舒適度有了進一步的要求。對列車平穩(wěn)性指標和車體震動加速度指標提出很高的要求，要求全部要達到優(yōu)的標準。這就要求路基具有更好的均勻性，并保持良好狀態(tài)，對路基的強度、剛度和穩(wěn)定性提出了更高的要求。
綜上我們可以看到，在鐵路建設中，鐵路路基工程是最為重要的環(huán)節(jié)，只有扎扎實實的做好路基工程的質量，才能確保鐵路運轉的正常，更好的推動國民經濟的快速發(fā)展。
三、影響鐵路路基的因素
鐵路建設過程中鐵路路基的強度、安全性和牢固性等重要屬性受到很多因素的干擾和制約，給工程的施工造成很大的困難，那么鐵路路基工程都會受到哪些具體因素的影響呢，以下進行詳細的介紹：
3.1 水分因素的影響
在鐵路路基建設中，經常會受到水分因素的一些影響，例如在地質巖性比較明顯的地段，由于土壤本身排水能力比較好，這時一旦出現大面積降水，則對鐵路路基的排水影響是非常小的。但是如果鐵路的周邊土壤的地質條件巖性較弱，土壤過于松軟，濕潤性較強，則會直接影響到鐵路路基的穩(wěn)定性和安全性，對路基的沉降起到決定性的作用，對于水分較多土壤松軟的地質，一旦發(fā)生強降雨，則十分容易將鐵路路基兩側的土質沖刷掉，引發(fā)路基下沉，或者使路基的承載能力和牢固性受到較為明顯的下降。
3.2 土壤性質因素的影響
鐵路建設有如下的特點，覆蓋面積廣泛，規(guī)模龐大，路線長，因此在鐵路施工建設過程中，會遇到不同類型的土壤地質，這些土壤地質類型情況各異，是造成鐵路路基沉降的主要原因。例如，在黃土高原地區(qū)，因為黃土的濕潤性比較好，且較為松軟，所以很容易引發(fā)鐵路路基的塌陷。
3.3 邊坡因素的影響
鐵路周邊環(huán)境如：邊坡的毀壞對鐵路路基的安全性有著直接影響，如果邊坡毀壞，那么很難保證路基的穩(wěn)固性。影響邊坡的因素很多，大體歸結為兩個方面，主要是降水降雨和風沙侵蝕等等。因此，在鐵路路基施工中，工程設計人員一定要從科學性和合理性來設計邊坡的結構，維護人員做好日常的維護保養(yǎng)工作，確保鐵路路基不受損壞，同時還能夠起到美化環(huán)境的作用。
3.4 路基工程的質量因素影響
路基工程建設施工質量因素屬于人為因素，施工質量好壞能夠反映出路基的實際情況。因此在路基施工過程中，要做好路基材料的選取，填筑的厚度以及受壓能力等等，最大程度的確保鐵路運轉的安全性。
四、鐵路路基加固技術的探討
為了確保列車的正常運行，在鐵路建設過程中路基的穩(wěn)定性和安全性顯得尤為重要，因此必須對鐵路路基采取必要的加固和防護措施。下面探討了幾種常見的鐵路路基加固技術和措施，具體描述如下：
4.1 加固的方式
鐵路路基在建設中加固的方式主要有兩個方面，一方面為路基預加寬，另一方面為路基預加高。路基加寬的方式一般是從鐵路下部開始，即和地面接觸的部位。鐵路下部路基的加寬過程，一般要求一次完成，并且按照層次分割明確。路基的預加高方式，一般是根據鐵路邊坡的穩(wěn)定程度，由低處向高處，逐漸成收縮形狀，在預加高的過程中，要求路基之間要搭接牢固，同時對鐵路的界限要嚴格注意。
4.2 排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)是鐵路路基加固措施中非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，保證鐵路四周排水系統(tǒng)的通暢，才算是合格的路基工程。在路基加固中，應先建好延長涵洞，同時將沉降縫留出?？梢圆扇∪缦戮唧w的措施：路堤地段在天然護道外，單側或雙側設置排水溝；路塹地段應于路肩兩側設置側溝，塹頂以外單側或雙側設置天溝；年降水量大于等于400mm地區(qū)，路塹邊坡平臺宜設置邊坡平臺截水溝；地面橫坡明顯地段的排水溝、天溝可在橫坡上方一側設置。當地面橫坡不明顯時，宜在路基兩側設置；地面排水設施的縱坡不應小于2‰。排水溝溝頂應高出設計水位不小于0.2m。
4.3 粘土固化漿液注漿加固技術
鐵路地基處理的基本方法按作用機理可以分為置換、夯實、擠密、排水、粘土膠結、加筋和熱學等方法，由于每種加固方法都有它的適用范圍，因此，不可能采用一種加固方法而覆蓋所有的路基加固，因此應根據路基的具體情況選擇合適的加固方法。粘土固化漿液注漿加固技術是目前鐵路路基加固工程中使用較為常見的一種新技術，這種技術可以發(fā)揮其強大的防滲堵漏的特點，為土質松軟的地區(qū)，進行鐵路路基改良和加固。粘土固化漿液具有較強的吸水性和抗流變能力，它能夠在地下水流動較快的情況下完成注漿過程。根據實驗表明，粘土固化技術具有較強的抗震性能，很好的保證了鐵路路基的穩(wěn)定性和抗干擾能力。加固完成后基床內沿深度形成縱向連續(xù)的樹根樁，基床表面形成柔性封閉層，以達到提高基床承載力和防止地表水滲入的目的。此外粘土固化漿液主要由十分細致的粘土顆粒組合而成，因此具有較好的滲透性，能夠深入到鐵路路基的巖層中去，起到良好的加固作用。
五、結語
鐵路工程是我國交通運輸業(yè)中重要的環(huán)節(jié)之一，直接關系到我國交通網絡的完善和運行的安全，在鐵路建設中，鐵路路基工程是最為基礎的環(huán)節(jié)，鐵路路基的建筑牢固性、穩(wěn)定性以及可行性，直接關系到整個鐵路工程的質量和安全。在鐵路地基建設過程中，必須保證牢固性和安全性。只有確保施工的質量，同時繼續(xù)進行路基加固新技術的研究，如抗滑支擋工程中，黏性土抗滑樁中樁上荷載的研究；軟土地基加固措施及設計計算方法的研究等，如此可以保證整個工程的穩(wěn)定和質量，促進我國鐵路工程行業(yè)的健康發(fā)展。
