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既有铁路路基边坡防护技术

既有铁路路基边坡防护技术

姜永伟

(中铁十六局集团第五工程有限公司,河北唐山063000)

摘 要:既有铁路路基边坡的防护是确保铁路正常运行的关键,文章对铁路路基边坡防护的必要性及原则,以及坡面防护类型进行了总结,并提出了相应的注意事项和防护措施,通过加强既有铁路路基边坡防护技术的质量控制,有效地减少边坡病害的出现。

关键词:铁路工程;路基;边坡防护;原则

在既有铁路工程的运行维护中,若边坡失去稳定性,不但会危害到铁路工程本身,还可能破坏环境,造成泥石流和滑坡等病害的发生。所以在进行铁路路基建设和维护中,对于可能出现的边坡问题必须予以重视。

1 铁路路基边坡防护的必要性与原则

1.1 路基边坡防护的必要性

目前,铁路项目使用阶段容易出现路基边坡结构不合理的问题,导致铁路无法正常使用,同时在对边坡稳定性进行评价的过程中,首先应对边坡的地质条件、地形地貌、水文地质条件及新构造运动等进行考察,但由于这些因素都是决定边坡稳定性的关键,加之通常情况下,其与人类的工程活动相关,因此这些因素会对边坡稳定性造成较大影响。其次由于铁路线形差、开挖不深,并且边坡稳定性对铁路的影响程度相对较低,因此人们未能对边坡稳定性加以重视,无法有效避免高填深挖的现象,铁路边坡失稳问题的存在,不仅对其运行安全造成影响,而且还会掩埋铁路,中断交通,迫使将已有的铁路在使用中放弃,导致不可估量的经济损失,所以加强对铁路路基边坡防护技术的研究极为必要。1.2 路基边坡防护的原则

在保证边坡使用稳定性以及安全性的基础上,保证路基效果的经济性、环保性等是路基边坡防护的主要原则。而边坡防护的首要原则,则是确保边坡防护的稳定性能,即实现经济效能与使用性能之间的平衡。具体为:首先在具体的环境下实现路基边坡的防护功能;边坡防护实施的目的是降低外界因素对铁路路基的影响,延长铁路的使用年限。在实践中,设计人员会对路基边坡的极限承载状态、正常使用极限进行测试,通过综合分析路基边坡的使用年限,以及在最差环境状态下的荷载能力,设计出路基边坡的支护立柱、锚杆以及挡土墙截面等。其次在路基边坡防护设计之前,需要有经验的设计师对铁路施工地形实地勘察,分析可能导致路基边坡不稳固的外界与内部因素,并在设计时将这些因素作为重点防范对象,通过结合实地情况与计算结果,综合设计出经济环保的施工方案,以将施工方案的各个细节做到最优。另外在铁路路基边坡防护过程中,要坚持从工程地段的地质地貌条件出发,加强对滑坡问题做出科学合理的定性评价,同时坚持技术原则和经济原则的统一性,因地制宜,降低工程成本。此外,在进行边坡防护过程中,要确保工程的安全性,实施安全作业管理,并在综合考虑地震等条件的情况下,严格计算整个工程的安全系数。

2 铁路路基边坡的坡面防护类型

坡面防护是当前主要的路基边坡防护技术,可起到未雨绸缪、防患于未然的效果,同时通过考虑坡面的植物生长情况,能够将坡面防护的类型分成以下几种:土工格栅挂网喷浆、土工网植物防护或喷射混凝土防护。

2.1 土工格栅挂网喷浆

首先将喷面上的杂物清除干净,再喷混凝土,同时事先埋设好控制喷层厚度的标志,喷浆应当分段、自下而上的进行。其次要及时清理喷射过程中反弹的混凝土料,切记不能使用回弹料进行喷混凝土或复喷,同时在喷混凝土终凝大约2h之后,即可开始对其进行洒水养护。当气温在5℃以下时,要及时展开防冻保暖处理,并严禁对其进行喷水养护,且应当在喷混凝土结束后及时进行检查,以确保其质量达标。

2.2 土工网(垫)植物防护施工

铁路路基坡面防护施工中的土工合成材料,应保障达到相关的质量标准。材料使用之前,需查验报告单与合格证,并对材料进行抽样检验,以保证质量。其次在坡面防护施工过程中,应当先用小木棍贯穿于整卷网垫中,之后再顺坡将网垫抽出,并用木钉、塑料钉等在四周将其钉住。其次在选择草籽进行播种时,最好选择根系较为发达的草籽,并根据施工地的土壤来决定播种的深度,同时播种时间适宜安排在雨季来临之前的3~4个月进行,以保证草皮一定的生长时间,这样在雨季来临时,草皮的根系已经牢固,并能够稳定生长,从而可发挥铁路路基边坡的坡面防护作用。

2.3 捶面防护与骨架护坡

为了确保更好地完成捶面防护,可将炉渣、粘土和石灰土掺入其中,同时还可加入一定量的砂砾。捶面防护优点是厚度较大,强度较高,能够就地获取材料,工程造价较低,但缺点是耐久性不强。骨架护坡技术是通过表面的局部固定和局部挡土,以让骨架中填充植物,并通过固土以及排水导向来达到稳定整体边坡的效果。对于片石出产丰富的地方有价格优势,而且施工技术难度不高,但只适用于一般比较稳定的土层。

3 铁路路基边坡防护技术分析

3.1 砌石防护技术

对于边坡缓于1∶1的铁路填方边坡与沿河路堤浸水部位坡面,为防止地面径流或河水冲刷,可采用砌石防护。而砌石防护可分为两种:干砌和浆砌。易遭受雨、雪、水流冲刷,受水冲刷较轻的路基,且严重剥落的软质岩石的路基边坡,均可采用干砌片石护坡,同时为提高路基边坡的整体强度,防止水分渗入,宜对干砌片石进行砂浆勾缝处理,但如铁路处于水流较大,且有漂浮物冲击的环境中,就应采用厚度为0.25~0.4m的浆砌片石护坡,且每隔10~15m,需设缝宽2cm的伸缩缝。其次,石砌护坡坡脚应修筑馒石基础,并在骨架内铺草皮或三合土捶面,常用浆砌片石骨架或混泥土骨架,以节省片石和水泥。

3.2 植物防护技术

应用植物进行铁路路基边坡防护,也就是从生态的角度出发,对路基边坡可能出现的问题进行防护处理。主要有以下两种方式:(1)喷混植草技术;运用此种边坡防护技术,需先将锚杆打设在坡面上,并利用挂镀锌的方式编制铁丝网,以提升稳定性,之后再把由谷壳、草木种子和黏土等通过特殊方式搅拌而成的混合物,均匀喷射在边坡上,形成一定强度的可抵抗雨水冲刷的草木互相结合的绿色防护。(2)三维网植草技术;近年来,固土防冲刷生态防护技术在铁路工程路基边坡防护中得到了有效应用,它主要是在边坡上固定多层的聚合物网,并将耐涝、抗病虫和更细与发达的植物草种播撒到聚合物网包中,这样能有效防控浅层的塌方和滑坡。

3.3 风沙防护技术

在容易受到风沙袭击的路段,铁路路基边坡往往会受到较严重破坏,而此时路基的边坡防护应当结合不同性质的风沙确定防护方法。对于累砂和粉砂填筑的边坡,在含水量不小于2%的风沙区,能够通过将土工网和织植物相结合的方式,达到防风沙侵蚀的效果。其次若所处风沙区含水量偏低,可单独使用土工网来对路基边坡进行防护,而对于路基边坡两侧的防风沙防护可通过阻沙,并结合固沙的方式来进行。另外若想达到良好的固沙、阻沙的目的,无论是利用沙障或是通过土工网,旱地生灌木林的结合是必不可少的。

4 铁路路基边坡防护措施优化

4.1 边坡防护方案的确定

选择防护方案时,合理计算坡高、坡率是关键。地质环境会影响到路基边坡的稳定性,但人为设计改造也非常重要。这就要求在设计边坡时,一定要灵活使用工程地质比拟法,并把周边或本地的处理方式当作试验模型,通过利用经验数据对比法,以及力学计算法来研究与比较其差异性和相似性,将其当作关键的技术设计参数和重要数据。其次要按照边坡本身岩土的强度特征和结构情况,结合环境,提升铁路路基的稳定性,并控制工程造价。

4.2 巧妙结合外界环境

植物防护设计是有效防止边坡不受雨、洪水和风的侵蚀必不可少。然而这也会带来一定问题,不断延伸的植物根系会造成铁路路基土体的内部出现裂隙,裂缝会将土体的渗透力增大,大大降低防护作用。所以在边坡边坡施工时,对观赏的效果和美观性要防止过度关注,重点要关注植物对边坡防护与植物的特征,结合生态绿化与周边景观,巧妙选择和配置植物物种。

4.3 方案思路的优化

多变性和复杂性是铁路路基边坡防护的特点,所以需合理地分析和研究边坡防护的施工数据,并反复调整和修正设计方案。其次在边坡防护中,在开挖边坡之后,需高度重视边坡的地质情况,并重视修正、完善和审视工作。

5 总结

总之,路基边坡防护是铁路工程中所需重点关注的施工环节,一旦出现问题,必会对铁路的正常使用带来一定的危害。因此在实际工作中,应细致认真地分析其所出现的问题,并选择科学合理的施工技术,从根本上提升铁路工程的路基质量。

参考文献:

[1] 孙逢坤,李建国,殷 昊.既有铁路路基边坡防护技术[J].山西建筑,2014(7):153-154.

[2] 李汝晓.高速铁路几种常用的路基边坡防护施工方法浅析[J].水利水电施工,2015(2):52-54.

[3] 李晓梦.浅谈铁路路基施工技术与防护措施的施工[J].科技创新导报,2009(26):69.

中图分类号:U213

文献标识码:A

文章编号:2096-2339(2017)05-0171-02

作者简介:姜永伟(1983-),男,河北衡水人,硕士,工程师,研究方向:建筑与土木工程。

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