既有线路基病害整治探讨毕业论文.doc

中中文文摘摘要要 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 关关键键词词 基床病害 坡面病害 岸边冲刷病害 泥石流病害 路基病害 Abstract China 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 deepening 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 to 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 people s living changing remote traffic is out of the way and backward culture technology consolidate national defence Existing lines due at technology built roadbed and economic condition restriction co mpaction standards often is low Along with the increases of passenger traffics and the locomotive axle load abundant appear at the clay and sink and a squeeze of the disease shorten the orbit of the upper structure the service life of railwa y transportation safety and transportation influence is the main reason for the ability to incr ease In the existing railway speed increasing and capability by increasing of the subgrade load conditions change in additio n to the line maintenance of roadbed disease outside regulation to some of the roadbed rei nforcement measures would need to take improve the bearing capacity but because the ex isting capacity and transport capacity is very nervous roadbed treatment from technology t o management have some difficulties the existing lines of roadbed reinforcement in need of solution is the major issue Key Words Subgrade diseases Slope disease Scour the disease Debris flow disease Subgrade defect 目目 录录 第一章绪论 1 第二章铁路路基的常见病害及整治 3 2 1基床病害 3 2 2坡面病害 6 2 3岸边冲刷病害 8 2 4泥石流病害 10 2 5其他路基病害 12 第三章神朔线路基病害整实例 14 3 1病害类型 14 3 2病害发生的机理分析 14 3 3路基病害整治措施 15 第四章总结 18 4 1研究结论 18 4 2存在的问题 18 4 1发展方向 19 参 考 文 献 20 致 谢 21 第第一一章章 绪绪论论 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 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 第第二二章章 铁铁路路路路基基的的常常见见病病害害及及整整治治 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 2 1 1 基基床床病病害害及及整整治治 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 为基床病害 2 2 1 1 1 1 基基床床病病害害的的类类型型 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 2 1 1 2 2 基基床床病病害害防防治治 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3 5 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 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 材料造价较高 使用寿命尚有待测试 2 2 2 2 坡坡面面病病害害的的整整治治 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 2 2 1 1 形形成成原原因因 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 2 2 1 1 坡坡面面病病害害整整治治方方法法 根据坡面病害产生的机理 整治其病害只要抓住 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 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1 2cm 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 2 3 3 岸岸边边冲冲刷刷病病害害 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 2 3 3 1 1 防防护护种种类类 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 3 1 采用 冲冲刷刷防防护护工工程程常常用用类类型型及及适适用用条条件件 表3 1 适用条件 防护类型结构形式容许流速 m s 水流方向 河道地貌等 注意事项 铺草皮 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 护植物防护 种植防水林 挂柳 1 2 1 8 有浅滩地段的河岸冲刷防护 干砌片石单层厚0 25 0 35m 双层2 3水流方向较平顺的河岸滩地边缘 不应设置垫层 护坡厚 上层0 25 0 35m 下 层0 25m 受主流冲刷的路堤边坡 无漂浮物和 滚石的河段 浆砌片石 护坡 厚0 3 0 6m 混凝土护 坡 厚0 08 0 2m 4 8 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 抛石 石块尺寸根据流速 波浪大 小计算 不宜小于0 3m 3 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 4 5 受洪水冲刷但无滚石河段和大石料缺 乏地区 大型砌块 2m 2m 2m 3m 3m 2m 5 8受主流冲刷严重的河段 常与脚墙 配合使用 浸水挡土 墙 5 8峡谷急流和水流冲刷严重的河段 土工织物沉枕 土工格栅和土工网石笼 4 5 受洪水冲刷深水急流和浪大处的护坡 护底工程土工合成 材料防护 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 2 4 4 泥泥石石流流病病害害 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 2 4 4 1 1 泥泥石石流流的的防防治治措措施施 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 根据泥石流的不同部位 防治措施 的侧重点也有所不同 2 2 4 4 2 2 工工程程措措施施 泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成 流通 堆积区内 相应采取蓄水 引水工程 拦挡 支护工程 排导 引渡工程 停淤工程及改土护坡工程等治理 工程 以控制泥石流的发生和危害 泥石流防治的工程措施通常适用于泥石流规 模大 暴发不很频繁 松散固体物质补给及水动力条件相对集中 保护对象重要 要求防治标准高 见效快 一次性解决问题等情况 工程措施分类大致如下 1 跨越工程 修建桥梁 涵洞从泥石流上方凌空跨越 让泥石流在其下方排泄 2 穿过工程 修建隧道 明洞从泥石流下方穿过 泥石流在其上方排泄 对于隧道 明洞 和渡槽设计的选择 总的原则是因地制宜 3 防护工程 对泥石流地区的桥梁 隧道 路基 泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线 路或其他重要工程设施 作一定的防护建筑物 用以抵御或消除泥石流对主体建 筑物的冲刷 冲击 侧蚀和淤埋等危害 防护工程主要有护坡 挡墙 顺坝和丁 坝等 4 排导工程 排导工程的作用是改善泥石流流势 增大桥梁等建筑物的泄洪能力 使泥石 流按设计意图顺利排泄 泥石流排导工程包括导流堤 急流槽和束流堤三种类型 导流堤的作用 主要是在于改善泥石流的流向 同时也改善流速 急流槽的作用 主要是改善流速 也改善流向 束流堤作用 主要是改善流向 防止漫流 导流 堤和急流槽组合成排导槽 以改善泥石流在堆积扇上的流势和流向 让泥石流循 着指定的道路排泄 不让淤积 导流堤和束流堤组合成束导堤 可以防止泥石流 漫流改道为害 5 拦挡工程 用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流 削弱泥石流的流量 下泄总量 和能量 减少泥石流对下游经济建设工程冲刷 撞击和淤积等危害的工程设施 对于防治泥石流的工程措施 常须采取多种措施结合应用 最常见的有拦碴坝与 急流槽相结合的拦排工程 导流堤 拦碴坝和急流槽相结合的拦排工程 拦碴坝 急流槽和渡槽相结合的明洞 或渡槽 工程等 6 治水工程 蓄水工程调蓄洪水 避免或减缓洪峰 引水工程引 排洪水 减缓 控制泄 洪量 截水工程拦截上方滑坡或水土流失地段径流 控制冰雪融化工程人为促使 冰雪提前融化 控制避免大量冰雪提前融化 加固或预先铲除冰碛堤 7 治泥工程 拦坝 谷坊工程拦蓄泥沙 稳固滑坡 节节拦蓄 减缓沟底坡度 挡墙工程 稳固滑坡 崩塌体 拦蓄泥沙 护坡 护岸工程加固边坡 岸坡 增强坡体抗滑 抗流能力 削坡工程降低坡角 削弱泥石流侵蚀力 潜坝工程 稳固沟床 防止泥 石流下切 排导工程导流堤工程 排导泥石流 防止泥石流冲淤 顺水坝工程调整 导流向 排泄泥石流 排导沟工程排泄泥石流 防止泥石流漫溢 导槽工程在道 路上方或下方筑槽排泄泥石流 拦蓄工程蓄淤场工程利用开阔低洼地 蓄积泥石 流 拦泥库工程利用平坦谷地 蓄积泥石流 8 农田工程 水田改旱地工程减少水渗透量 防止山体滑坡 渠道防渗工程防止渠水渗漏 稳定边坡坡地改梯田工程防止坡面侵蚀和水土流失 田间排水 截水工程排导坡 面 径流 防止侵蚀 夯实地面裂缝 田边筑埂工程防止水下渗 拦截泥沙 稳定边 坡 2 2 4 4 3 3 生生物物措措施施 泥石流防治的生物措施是通过种植植被以防止或减少泥石流危害的一种植物 方法 它作为一种重要的泥石流防治措施 越来越引起人们的广泛关注目前最常 见的一种分类方法是根据生物类别 将生物措施分为林业措施 农业措施和牧业 措施三种类型 林业措施是指在泥石流地区种植植被 起到改善土壤 稳固沟床 防风固沙 防护堤岸的作用 还可以注重选择经济林 以便增加当地居民收入 产生良好的社会经济效益 农业措施是根据地形 流域 气候等特点 通过因地 制宜 合理规划 开发坡地农田耕地 既减少了水土流失 土地又得到了重新利 用 牧业措施是指泥石流山区要避免过度放牧 可采取分区放牧 圈养 改良牧 草等措施以减少对植被的破坏 防止草场退化和水土保持能力的降低 从而有效 减少泥石流固体物质来源量 生物措施可减少水土流失 削减地表径流和松散固 体物质补给量 又可改善流域生态环境 是治理山区泥石流的根本性措施之一 但其缺点是植被生长需要时间 见效慢 而且生物措施并非对任一类型的泥石流 都适用 比如冰湖溃决型泥石流 冰川泥石流等就不适用 而工程措施几乎可适 用于所有类型的泥石流的防治 并且工程措施见效快 对急待治理的泥石流尤为 适用 虽然其造价比较高 但是仍为各地区所广泛应用 2 2 5 5 其其他他路路基基病病害害 引起路基的出现病害的原因 有人为的 有地质 荷载等一些原因 除了前 面几节所提到的病害 下面在简单的讲述下其他的病害 如 下陷 溶沟和溶洞常 沿构造裂面发育 坍塌和边坡滑坍等病害 2 2 5 5 1 1 路路基基下下陷陷 路基下坑道 矿洞 溶沟 溶洞等沉陷而引起的路基病害 通常发生在一些 地下采矿区 易溶岩层 如石灰岩和石膏 地区和黄土地区 地下坑道和矿洞一般 是人类开凿的 也有一些是由煤层自燃形成的 溶沟和溶洞是易溶岩土在地下水 的长期作用下生成的 分布倾向临空的坑道和矿洞易转化为崩坍 滑坡 范围大 埋藏浅而顶板岩石破碎者 易陷落 路基下陷防治主要是 采矿形成的矿洞应研究开采与回填采空区的布置 方 法和顺序 矿柱的分布与尺寸 以及矿洞中的地质构造和地下水的情况等 以 便分 析沉落及其危害 一般布置矿洞的走向 应同岩体分块中贯通性好的陡立裂面的 走向相垂直或斜交 在平行岩体分界面上可多留矿柱 以减少沉陷 及时回填采 空区和截排矿洞中地下水 可避免采矿后产生大面积陷落 此外 通过已陷落地 区的研究可从陷落过程 采空区范围和各种地质与水文地质等条件中推断其发展 和危害 从而为铁路通过的可能性和路基加固方法提供科学依据 2 2 5 5 2 2 溶溶沟沟和和溶溶洞洞常常沿沿构构造造裂裂面面发发育育 老溶洞的分布受当时侵蚀基准面对地下水活动的限制 在高程上有一定规律 一般可从易溶岩土及其顶板岩石的岩性 厚度 分布和产状 岩体中地质构造及 构造裂面的组数 产状 性质 分布和彼此穿插 底板的岩性和隔渗条件 以往地下 水的活动规律及溶洞 溶沟的性状和洞内充填物 特别是当前地下水的活动规律 等等与溶沟和溶洞发展的关系上判断发生沉陷的可能与危害 有的路基由于大量 开采地下水或长期干旱 以致地下水位下降 引起覆盖层塌陷 这种地方应控制地 下水开采或对路基采取加固措施 铁路上是从路基范围内每一坑道 矿洞和采空区 溶沟和溶洞的范围 形状 周壁的条件 顶板条件和发展趋势等来分析对线路的危害 根据洞 坑等的分布 和其他一些情况 经过比选确定是否绕避和调整线路走向 在洞 坑 沟危害范 围不大的地方 可用钢筋混凝土盖板或桥渡跨过 近地面的 可挖开填实 2 2 5 5 3 3 坍坍塌塌和和边边坡坡滑滑坍坍 坍塌和边坡滑坍及其防治山坡表层松弛带内的岩土 在重力和雨淋作用下往 往会发生边坡坍塌现象 甚至似泥石流状坍泻而下 雨季或连雨天在土质不良或 岩石风化破碎严重的山地和丘陵地区 这种现象尤其容易发生 在松弛带的岩土 几乎全部被水浸湿时 松弛部分岩土的抗剪强度就会降低 坡上岩土就从松弛带 内强度与应力比值最小面逐次坍下 直至坍到一定缓度后才稳定 这种边坡坍塌 现象称为坍塌 在松弛带的岩土只有某一向外倾斜层被水浸湿时 倾斜层由于过 湿而抗剪强度降低 发生岩土沿倾斜层滑动现象 称为边坡滑坍 坍塌和边坡滑坍防治主要是 在易发生坍塌和边坡滑坍的地段做好地表排水 系统和截排地表水的沟渠 此外 坍塌地段可采取刷缓边坡和在坡面上做各种护 坡 的措施 以保持边坡的稳定和防止雨水冲刷 风蚀和风化等对坡面的破坏 也 可按 土堆力修建各种护墙和挡墙 边坡滑坍地段 可采取截断或疏干松弛带水的 措施 或在其前部修支撑渗沟和抗滑挡墙 第第三三章章 神神朔朔线线路路基基病病害害整整治治实实例例 3 3 1 1 病病害害类类型型 神朔铁路 自陕西神木县大柳塔镇至山西朔州市 正线全长 266 公里 年 月 日 神朔铁路开通运营 复线于2002 年2 月开工 分段建设 分段开通 2003 年3 月建成 铁路路基病害种类很多 主要有基床下沉外挤 基床翻浆冒泥 水浸路基 排水不良 崩塌落石 边坡风化剥落 暗坑陷穴等 随着铁路运能增加 行车速度快 密度大 工务设备的负担日益加重 特别是路 基和轨道除了出现新病害以外老病害较以前更为严重 难以整治 这些路基病害 一直是困扰行车安全的一个重要因素 3 3 2 2 病病害害发发生生的的机机理理分分析析 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化影响 加之由于技术水平 经济条件以及施工机 械设备方面的原因 我国的铁路路基设计通常采用较低的技术标准 施工质量往往 要求不严 从而导致各种铁路基床病害成为一种分布广 治理难 多发性强的病 害 加之近年来随着重载及提速列车的大量开行 路基内应力水平 分布状态和 作用方式显著改变 由于既有铁路线路基设计承载力偏小 在列车提速后荷载引 起的动应力之下 导致各种病害的产生 或使已存在的病害更加严重而严重影响 着列车的安全运行 3 3 2 2 1 1 基基床床病病害害发发生生和和发发展展的的主主要要因因素素 1 基床土多采用C D 组填料 土性较差 液塑限较高 压实度低 发生 翻浆冒泥病害地段的填料一般是液限大于32 塑性指数大于12 且当软弱层厚 度小于0 5 米左右时 基床出现翻浆冒泥 当软弱层厚度大于 0 5 米时 出现严重 下沉外挤与翻浆冒泥 2 动荷载的性质 大小和分布 特别是轨道状态不良 列车动应力增大 可使路基面上出现积水坑槽 坑槽出现在应力较大的轨枕下路基面上 并逐渐发 展 3 道碴囊 槽排水不畅 基床土长期受水浸泡 寒冷季节发生冻害 4 基床病害整治不彻底 其中翻浆冒泥问题尤为突出 翻浆冒泥使路拱瓦 解消失 无法将路基面以上的水排出路基 虽常规的清筛整道 不 补设路拱后 原本间断的若干局部地段的翻浆段经过一段时间运营后便连成一片 轨排出现区 段性 悬空 少则几根轨枕 多则几十根轨枕 造成低扣接头 轨枕失效 轨 道方向偏移 轨面高低不平等一系列病害 由此形成恶性循环 严重破坏轨道结 构 危及行车安全 3 3 2 2 2 2 路路基基边边坡坡病病害害发发生生的的主主要要因因素素 神朔线地处西北山区 由于线路 路基设备等级较低 且长期处于超负荷使 用状态 加之沿线地质构造 植被 气候以及路基填料 路基排水不畅等方面的 原因 造成边坡溜坍 坡面风化剥落 坡面冲刷 水浸路基等 造成路基强度 稳定性降低 危机列车安全运营 3 3 3 3 路路基基病病害害整整治治措措施施 目前国内常用的整治措施主要有 基床换填 铺设土工膜封闭层 土工格室 排水疏干 石灰土短桩等 3 3 3 3 1 1 换换填填 对于下沉外挤或深陷槽 道碴囊 病害的软弱基床 可采用基床表层换填方 法 换填厚度视软弱层厚度而定 一般为50 60cm 换填材料应为级配碎石土或 级配砂砾石 且在换填层底部设置4 的排水横坡 换填层与路肩之间设置干砌 片石护肩 路堑地段侧沟必要时需加深改造 采用换填法时要保证层变处设置可靠的隔离层 避免形成道碴囊 也可对原 基床土进行物理改良或化学改良 换填不仅提高了基床表层强度 还可防治翻浆冒泥病害 换填厚度大于等于 50cm 时 可消除因土质不良引起的翻浆冒泥 换填法的缺点是对既有线运营干扰大 铺设土工膜封闭基床的方法设计简单 施工方便 寿命长 适用于各种土质 石质基床的基面翻浆冒泥病害整治 但基床土强度不足时不宜采用 3 3 3 3 2 2 铺铺设设复复合合土土工工膜膜封封闭闭层层 在基床翻浆冒泥地段 或基床土质不良 Ip 12 WL 32 而强度足够 具 备产生翻浆冒泥病害条件的地段 可在基床表层铺设土工膜 板 封闭层 土工模 是不是透水排水型土工合成材料 其主要作用是 1 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 提高基面承压强度 2 阻隔泥浆上冒污染道床 3 使道床与基床隔开 防止道碴与基面土互相掺和 当地下水位较高时 要加深侧沟或设纵向渗沟降低地下水位 铺设工作可结合线路大修进行 铺设土工膜的施工需采用架空轨道结合线路 封锁或限速慢行的方式进行 铺设土工膜封闭基床的方法设计简单 施工方便 寿命长 适用于各种土质 石质基床的基面翻浆冒泥病害整治 但基床土强度不足时不宜采用 3 3 3 3 3 3 土土工工格格室室 既有线路基基床强度不足 下沉外挤 陷槽 积水等病害可采用土工格室整 治 土工格室作为一种新型的立体土工合成材料 以其材料轻 耐磨损 强度高 韧性好等多种特性 是近几年发展起来的一种行之有效的整治路基基床下沉病害 的方法 土工格室可折叠 展开后呈蜂窝状的三维结构 材料为高强度的聚乙烯 或聚丙烯 接缝用超声焊接 格室一般设于道床底部或基床顶面 为保证道碴厚度和土工格室不受上部荷 载的损害 格室顶面距枕底不小于0 35m 置换地面4 排水坡 先铺5 10cm 厚 的砂层 以利于排水 其后再铺格室 格室张拉后填中粗砂 路肩用干砌片石垛 加固 铺设土工格室的施工需采用架空轨道结合线路封锁或限速慢行的方式进行 其工程造价较基床换填级配碎石节省60 的工程投资 且对行车干扰较小 实践 证明路基病害采用土工格室整治后 轨面稳定快 养护时间少 具有良好的经济 效益和社会效益 3 3 3 3 4 4 石石灰灰土土 水水泥泥土土短短桩桩 对于承载力较低的路基基床 可采用水泥土 石灰土短桩加固 特别适用于 行车密度大 扣轨慢行和封锁线路有一定难度地段 这种加固方法简便 成孔速 度快 对行车干扰相对较小 它是用机具在基床面成孔 孔深视病害程度确定 孔深通常小于2 5m 孔内分层填水泥土或石灰土 并用橄榄锤分层击实 提高承 载力 也对基床翻浆冒泥有一定的抑制作用 3 3 3 3 5 5 排排水水疏疏干干 对于分布在基床底层或路堤内的道碴囊槽 在对轨道设备进行加强后 从路 肩挖槽直达病害部位底部 开槽设置横向盲沟 干砌片石圬工等 将囊槽内水经 排水沟 侧沟引排出路基本体以外 第第四四章章 总总结结 4 4 1 1 形形成成原原因因 路基病害的产生和发展与路基填料的性质 地表水及地下水 列车振动荷载 土的动力强度特性和温度的变化有关 在列车荷载的反复作用下 路基的 破坏主 要表现为过大的塑性变形 积累到一定程度 路基填土出现塑性流动 产生路基 病害 随着土的饱和度增大 其动强度显著降低 因反复受到挤压和结固 轨道 下方的路基土产生过大的积累塑性变形 形成所谓的道砟坑 以及轨枕下方的积 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 致使道 床工作性能急剧下降导致线路产生严重的不平顺 影响行车安全 路基是一种土工构筑物 既要承受荷载 又要受各种自然条件的严重影响 因此路基的养护也是相当复杂的 对路基病害应尽量防患于未然 以 预防为主 治养并重 排水防水 安全第一 为出发点 治早治小 多做预防性工程 对一些 较大的路基病害 如崩塌 滑坡 软土路基下沉 基床病害 较大的冻害等的整 治 通常需要进行细致的勘探试验 单独的特殊设计和工程措施 如抗滑桩 排 水盲沟 砂井 砂垫层和土工织物等 防御的措施主要有如下几点 1 改善基床土和达到压实标准 做好基床排水 2 认真做好线路养护工作 3 保证道床饱满整洁 4 保证排水设施处于良好状态 5 经常做检测 4 4 2 2 存存在在的的问问题题 在既有线路基病害整治过程中 总是不能彻底的整治好已出现的病害 在长 期的整治经验中 总结了出如下几个问题 1 检测方法 传统的路基检测方法以挖探 钎探为主 既损坏铁路 又只能提供少量的 信息 不能提供长段线路的详细情况 且费时 费工 远不能适应目前铁路未 来运营的需要 2 施工技艺 传统的施工方法 虽然能达到整治病害的要求 但是机械化不够搞 难免会 出现一些误差 随着铁路的高速发展 全面提速 要求线路更加精确 安全 无 隐患 对施工技艺提出了更高的要求 3 路基基床填料 既有线路基基床出现病害 归根还是路基填料出现了问题 假设填料尽可能 的抵抗地表水及地下水 列车振动荷载 土的动力强度特性和温度的变化 病害 出现的现象就会降低 减小 4 4 3 3 发发展展的的方方向向 随着铁路高速的发展根据现在既有线路基基床整治所出现问题也提出来所下 几个方向 1 改进检测技术 近几年 地质雷达技术别引入铁路路基检测和评占 显现出了独特功能和优 异特点 地质雷达检测具有无损 快速等有优点 非常适用于道床 基床状态调 查和病害检测 2 全面机械化 目前既有线路基基床整治虽有用到机械 但程度不搞 为了满足铁路的发展 应该提高机械化程度 这样节省了大量的人力物力 还提高了精准度 3 研究新型填料 既有线路基基床整治机械化程度提高 省下的人力物力可以运用于新型填料 开 发研究 这样就可也减少病害的发生 参参 考考 文文 献献 1 黄淑森 铁路路基基床病害与整治 北京 中国铁道出版社 2005 2 解宝柱 铁路路基 北京 中国铁道出版社 2009 3 聂忠权 路基病害整治 北京 人民交通出版社 2010 4 中华人民共和国铁道部 铁路线路修理规则 北京 中国铁道出版社 2010 5 何奎元 铁路轨道与修理 北京 中国铁道出版社 2009 6 倪铁山 季冻区铁路路基冻害原因分析与整治措施研究 D 吉林大学 2009 8 7 杨若芳 杨灿文 防止翻浆冒泥新技术 中国铁道出版 1989 10 8 施加友 浅谈道床病害产生与防治 J 上海铁道科技 2008 03 9 邓苏 滑坡病害整治设计中应注意的几个问题 J 路基工程 1996 01 30 34 10 练松良 轨道工程 M 北京 人民交通出版社 2009 6 致致 谢谢 本人的论文是在我的导师xxx 和xxxx 师的亲切关怀和悉心指导下完成的 他 们严肃的科学态度 严谨的治学精神 精益求精的工作作风 深深地感染和激励 着我 Xxxxxxxx 不仅在学业上给我以精心指导 同时还在思想 生活上给我以无微 不至的关怀 在此谨向 范善颖老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意 我还要感谢在 一起愉快的度过3 年生活同学们 正是由于你们的帮助和支持 我才能克服一个 一个的困难和疑惑 直至本文的顺利完成 你们为我们提供了 学习知识的土壤 使我们在这里茁壮成长 并且教会我们专业方面的知识 而且教会我们做人做事 的道理 在这短短的三年里 聆听着老师孜孜 不倦的教诲 感受着老师们严谨进 取的治学精神和乐观向上的生活态度 我受益匪浅 在论文即将完成之际 我的心情无法平静 从开始进入课题到论文的顺利完 成 有多少可敬的师长 同学 朋友给了我无言的帮助 在这里请接受我诚挚的 谢意 最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母 谢谢你们 最后 再次对关心 帮助我的老师和同学表示衷心地感谢 袄袄 芈芈 蒇蒇 袇袇 螀螀 芇芇 蕿蕿 蚀蚀 聿聿 芆芆 艿艿 蒃蒃 肅肅 芅芅 蒁蒁 螈螈 羁羁 芄芄 薃薃 薁薁 袆袆 芃芃 芃芃 螆螆 螂螂 芃芃 莅莅 蕿蕿 肁肁 节节 蒈蒈 螅螅 羇羇 莁莁 薀薀 薈薈 袃袃 莀莀 艿艿 螃螃 蝿蝿 荿荿 莂莂 薆薆 膈膈 莈莈 薄薄 袁袁 肄肄 莇莇 蚆蚆 蚄蚄 羀羀 莇莇 莆莆 袀袀 袆袆 羃羃 蒈蒈 蚂蚂 螂螂 羂羂 薁薁 袈袈 肀肀 肁肁 芀芀 蚁蚁 羆羆 肁肁 莃莃 袆袆 袂袂 肀肀 薅薅 虿虿 袈袈 聿聿 蚇蚇 蒂蒂 膇膇 肈肈 莇莇 螇螇 肃肃 肇肇 葿葿 薀薀 罿罿 肆肆 薂薂 螆螆 袅袅 肅肅 芁芁 薈薈 螁螁 膅膅 莃莃 螄螄 聿聿 膄膄 蒆蒆 薇薇 羅羅 膃膃 蚈蚈