铁路路基崩塌产生原因及防治

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2017-10-12 14:33 热度:

   路基是铁路的基础,对行车安全起着很重要作用,近年来随着铁路运量大幅度增加和行车速度不断提高,堑体路基病害产生的速率呈上升趋势,本文主要探讨路基崩塌产生原因及防治。

高速铁路技术

  《高速铁路技术》期刊是由中国中铁股份有限公司主管,中铁二院工程集团有限责任公司主办的国家级科技期刊。本刊于2009年10月已获国家新闻出版总署批准, 2010年2月正式向国内外公开发行。国内统一连续出版物号:CN51—1730/U;国际标准连续出版物号:ISSN1674—8247,邮发代码:62-124。

  崩塌落石是堑体或上山坡的土石发生崩塌或附落造成的地质现象。具有突然、快速和较难遇测特点。是地形、地质比较复杂的山区铁路十分常见的路基病害。对铁路行车安全危害很大,易导致中断行车、甚至颠覆。

  1、 路基堑体崩塌落石产生的原因

  1.1、 陡峭高峻的边坡或山体斜坡,坡度大于45°,高度大于30m,特别是坡度在55°—75°的斜坡,是崩塌多发地段。由于坡度大,碎石可能因为极小的作用力的影响,带动其他碎石,发生大面积的崩塌落石。

  1.2、 由风化的坚硬岩层组成的又高又陡的斜坡。如互层砂岩、存在裂隙灰质岩,稳定性很差,易形成崩塌。

  1.3、 受地质构造影响,有很多结构面将岩体切割成不连续体的斜坡。特别是有两组结构面倾向线路,其中一组倾角较缓时,易向线路崩塌.地质结构中有很多粉性岩层,这样的岩层被裸露在外,岁月的风化使其变得越来越松散,极易崩塌。

  1.4、 水的作用是产生崩塌的重要因素,绝大多数崩塌发生在雨季或暴雨之后。因水在岩体中的渗入,对岩体产生软化、润滑使岩体强度降低,内磨擦力减小,促进崩塌发生。

  1.5、 地震、爆破、人工开挖及列车震动等也是诱发崩塌的因素。在施工或者岩层本身存在崩塌隐患,在爆破和地震中有一次受到震荡,是发生崩塌的导火索。人工开外,是路基底部受损,是部分路基不实、悬空,这也是诱发路基崩塌的一大因素。

  1.6、 先天设计和施工原因:在施工过程中公路的路基没有严格的按照施工标准进行施工,路基在填料过程中,填入了还有大量杂质的土,或是没有打碎的大块土、还有就是大小各异的石块等等,这就很容易造成路基的内部结构不均匀,在作用力下,极容易造成公路的路基出现开缝、碎裂的问题,从而导致了路基横向的不均匀沉降。还有就是在路基下方的土层没有进行合理有效的整理,使得土层中含有的大量的水分、石块、有机物等等没有经过处理,在这些因素的长时间作用下,路基下的土层就会出现问题,造成路基的下沉或者移动、倾斜等等,也会造成公路的路基横向上会产生不均匀的沉降。

  2、 2008年9月17日牙林线420km776m发生堑体崩塌。

  产生原因

  2.1、先天设计不足

  大兴安岭山地属兴安海西褶皱带,主要为海西期与燕山期的古生代的变质岩,残积层分布于山顶与山坡地带,上覆0.1m—0.2m腐植土,其下有含碎石的亚砂土层,再下为碎石角石砾层,厚1-2米。此段线路建设时受设计理念、投资规模等影响,线路通过路堑时,采用大爆破方法施工,两侧有切割面,山体构造面被切割分离成不连续状态。造成岩体产生裂缝,连坡陡峭,无防护设计。

  2.2、自然条件影响:堑体坡度1:0.3,高约30米。经长时间风吹雨淋、冻融循环,岩体节理逐渐发育。在薄弱的受剪面处形成滑动面,当滑动面上剪应力失去平衡时,上部岩体突然滑落。

  2.3、防护不当:此处堑体2007年虽然进行了落石柔性网防护,但柔性网只是对单个落石的主动防护,对大面积堑体崩塌不能做到有效防护。

  3、防治措施:以预防为主,制早治小,一次根治,不留后患为原则。

  3.1、拦截类:适用于小规模、小块体的崩塌落石,拦截构造有落石平台、落石坑、落石沟、拦石墙、钢栅栏及柔性网等。3.2、遮拦类:应用于规模较大的崩塌落石,遮拦建筑物有多种明洞和棚洞。修建明洞、棚洞既可遮拦崩塌落石,又可对边坡下部起稳定和支撑作用。

  3.3、支挡加固类:适用于不宜或难于消除的大危岩或不稳定的大孤岩。支撑建筑物有支顶墙、明洞式支墙、支柱、支撑等。

  3.4、护坡、护墙适用于易风化剥落的边坡。边坡陡用护墙,边坡缓用护坡。

  3.5、大面积爆破,一次性清除。

  3.6、对新建线应考虑改线绕避。

  4、牙林线420km776m路基堑体崩塌采取措施:根据当地实际情况采大面积爆破一次性清理进行了彻底整治。

  5、通过牙林线420km776m路基堑体崩塌灾害原因分析与整治,现对堑体崩塌、落石制定下步养护、维修办法:

  5.1、对牙林线山体进行排查、归类、建档,按轻重缓急化分重度、中度、一般三个档次。重度要安排专人看守。

  5.2、崩塌落石地段应进行定期检查、经常检查、雨季汛期检查。对于检查结果进行统计分析,根据施工经验,预计崩塌可能性。

  5.2.1、定期检查:利用春、秋检对崩塌落石及其防护建筑物进行全面检查。春检时发现隐患,采取防范措施安全渡汛;秋检时是检查汛期过后崩塌落石处所的变化情况及防护建筑物的破损情况,分轻重缓急按级别安排路基大、维修计划。5.2.2、经常性检查是按维修规则结合现实情况特制定的日常检查制度检查所有落石处所。

  5.2.3、雨季汛期应加强检查力度,执行雨前、雨中、雨后检查制度。是防止崩塌落石事故的有效措施。

  5.3、及时清理被拦截的崩塌附落土石,修理被破坏的建筑物及排水设备。

  5.4、对范围大、数量多、危石分散、清除整治困难的崩塌落石地段应设置报警装置,以防事故发生。

  6、结束语

  牙林线420km776m路基堑体崩塌落石灾害整治后,内蒙古国土资源部门对牙林线山体进行了测定:牙林线山体岩石节理发育饱和,根据资料记载达到了50年节理发育期,在不同程度上存在着再次发生崩塌落石灾害。面对牙林线420km776m路基堑体崩塌落石灾害,2009年对牙林线山体进行了全面清理,现山体状态良好。为了预防塌方,我们在施工实践中总结了很多有效的方法。预防塌方措施和出现塌方处理方法均基于对围岩的充分认识和对塌方原因的正确分析,检验措施和方法的标准是:可靠、可行、节约。虽然路基塌方处理是一项艰难而复杂的作业,处理方法也很多,需根据塌方的规模、部位、具体情况而确定方案。

  参考文献:

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  [2] 李晓辉. 论高填路基施工过程中不均匀沉降问题及处理方法[J]. 建材与装饰(下旬刊), 2007,(07) .

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  [4] 张嘉凡,张慧梅. 软土地基路基不均匀沉降引起路面结构附加应力[J]. 长安大学学报(自然科学版), 2003,(03) .

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文章标题:铁路路基崩塌产生原因及防治

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