鐵路路基翻漿冒泥的機(jī)理及影響因素

　　摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步發(fā)展，我國(guó)的交通網(wǎng)絡(luò)也越來(lái)越完善，鐵路建設(shè)是我國(guó)當(dāng)前重要的交通建設(shè)項(xiàng)目，其建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生命安全以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)交流水平。在其建設(shè)過(guò)程中，路基施工作為重要的基礎(chǔ)工程，需要施工單位在充分考察施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，但是就當(dāng)前鐵路運(yùn)行的情況來(lái)看，路基翻漿冒泥的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，主要是因?yàn)殍F路在運(yùn)行過(guò)程中不僅會(huì)承受鐵路軌道的重量及機(jī)車車輛的動(dòng)力荷載，還會(huì)長(zhǎng)時(shí)間受到水流、風(fēng)沙、雨雪、嚴(yán)寒、高溫等的侵襲和各種不良地質(zhì)條件及人為因素的影響，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加劇翻漿冒泥病害的發(fā)生，嚴(yán)重威脅著鐵路運(yùn)行安全。基于此，本文就鐵路路基翻漿冒泥的機(jī)理及其影響因素進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：鐵路路基;翻漿冒泥機(jī)理;影響因素

　　翻漿冒泥是基床土受地面水或地下水的浸濕軟化或液化后形成的泥漿，在列車動(dòng)荷載作用下形成沿道床道碴的空隙向表面涌出的一種路基病害現(xiàn)象。一旦該現(xiàn)象發(fā)生就會(huì)鐵路線路的技術(shù)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，降低線路的運(yùn)行質(zhì)量，而且后續(xù)的維修工作中二會(huì)投入大量的人力、物理以及財(cái)力，但是由于基床的軟化和道碴板結(jié)使道床的整體彈性降低，導(dǎo)致維修后的鐵路路基需要花費(fèi)較多的資源進(jìn)行后期的維護(hù)，大大提高了運(yùn)營(yíng)成本，且存在著較大的安全隱患。因此必須要深入分析鐵路路基翻漿冒泥現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理及其影響因素，以便能夠做好相應(yīng)的預(yù)防措施，進(jìn)一步提高鐵路路基的施工質(zhì)量。

　　1 鐵路路基翻漿冒泥病害分類及其機(jī)理分析

　　1.1 翻漿冒泥病害分類

　　1.1.1土質(zhì)基面翻漿

　　土質(zhì)基面翻漿一般會(huì)發(fā)生在路堤和土質(zhì)路塹，該路段并沒(méi)有地下水或地下水不甚發(fā)育，主要是因?yàn)樵撀范蔚幕矠檎惩痢⒎圪|(zhì)粘土，其具有不密實(shí)、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)較大的降雨就會(huì)因?yàn)樵诨钶d作用下翻漿冒泥進(jìn)入道床，因此該路段在雨季或者春融后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)翻漿情況，甚至?xí)斐蓢?yán)重的基面下沉問(wèn)題[1]。

　　1.1.2巖質(zhì)基面翻漿

　　巖質(zhì)基面翻漿現(xiàn)象的出現(xiàn)一般是因?yàn)樵撀范蔚穆坊怯赡噘|(zhì)軟巖構(gòu)成的，因此極易會(huì)在雨水、活載和道床研磨作用下翻漿，一般在雨季翻漿，旱季停止。

　　1.1.3裂隙泉眼翻漿

　　裂隙泉眼翻漿一般會(huì)發(fā)生在山區(qū)和丘陵區(qū)的路塹處或隧道內(nèi)，該路段屬于地下水較發(fā)育地段，泥漿內(nèi)裂隙水和軟巖風(fēng)化物在抽吸作用下形成，由壓力水帶至基面污染道床，由于該路段地勢(shì)低，地下水發(fā)育較好，因此翻漿常年不斷，雨季更為嚴(yán)重。

　　1.2 機(jī)理分析

　　由于鐵路路基易受降雨和地下水的影響，一旦地表水或地下水滲入特定的地基土中，在活載的作用下，孔隙水壓力不斷變化，會(huì)產(chǎn)生翻漿冒泥和道碴陷入等整體軟化的現(xiàn)象，翻漿冒泥的形成過(guò)程主要經(jīng)過(guò)了泥漿擠壓上升、積壓抽吸聯(lián)合作用和翻漿冒泥形成等三個(gè)階段。一是擠壓上升階段，一般是線路經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，有列車的荷載作用導(dǎo)致基床鋪有的親水性粘性土或存在易風(fēng)化親水的軟質(zhì)巖出現(xiàn)了不均勻沉降，如果遇上雨季就會(huì)導(dǎo)致雨水下滲到機(jī)床中造成積水，在反復(fù)作用下會(huì)使得基床面土層軟化形成泥漿，且泥漿會(huì)沿道碴孔隙上升，如果連續(xù)降雨嚴(yán)重也會(huì)加劇翻漿冒泥現(xiàn)象;二是泥漿擠壓抽吸階段，第一階段過(guò)后，機(jī)床會(huì)因?yàn)楦稍锏纫蛩匦纬砂褰Y(jié)道碴層，其會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫，泥漿在這時(shí)上升受到兩種力的作用，一種是擠壓力，另一種是抽吸力，板結(jié)層對(duì)封閉的泥漿加壓，使孔隙泥漿水壓力加大，并且列車在運(yùn)行中還會(huì)產(chǎn)生抽犀利，最終導(dǎo)致翻漿冒泥現(xiàn)象加劇;三是翻漿冒泥形成階段，泥漿被擠壓抽吸上升反復(fù)進(jìn)行，使道碴板結(jié)越來(lái)越嚴(yán)重，基床在干燥與濕之間來(lái)回切換，泥漿產(chǎn)生的越來(lái)越多，不斷透過(guò)板結(jié)層縫隙向上涌出，直至使泥漿漫溢道床，掩蓋軌枕，并使道床積水，雜草生長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了列車的行駛安全[2]。

　　2 鐵路路基翻漿冒泥病害的主要影響因素

　　2.1 路基填料

　　路基填料的性質(zhì)決定了路基施工質(zhì)量和難易程度。路基填料性質(zhì)好、級(jí)配合理，路基施工容易，路基填筑質(zhì)量也容易控制和保證;反之，路基填料性質(zhì)不良，級(jí)配不合理，在路基施工過(guò)程中就需要施工人員按照施工要求采取各種改良措施來(lái)進(jìn)行處理，一旦處理不當(dāng)就會(huì)造成施工質(zhì)量問(wèn)題。就當(dāng)前我國(guó)鐵路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的翻漿冒泥現(xiàn)象老看，頻發(fā)地段一般的土質(zhì)基面滲透系數(shù)范圍為1.05×10-5-9.5×10-7cm/s;石質(zhì)基面的滲透系數(shù)范圍為4.8×10-5-6.1×10-7cm/s;其礦物成分主要以伊利石、蒙脫石或以其中之一為主，因此也需要重點(diǎn)對(duì)這些路基填料進(jìn)行有效的改進(jìn)。除此以外，粉質(zhì)土具有的較強(qiáng)凍脹性也是發(fā)生翻漿冒泥情況的主要地質(zhì)，當(dāng)其含有較多腐殖質(zhì)和易溶鹽時(shí)，路基更易形成翻漿冒泥。

　　2.2 水

　　路基翻漿冒泥的實(shí)質(zhì)就是水在路基中的遷移、相變的過(guò)程，因此水也是造成翻漿冒泥病害產(chǎn)生的主要因素，對(duì)上述翻漿冒泥病害種類的分析來(lái)看，地表水以及地下水都能夠?qū)е略摬『Φ陌l(fā)生，其中地表水會(huì)通過(guò)滲透作用滲透到路基的土體當(dāng)中，大大降低土的抗剪強(qiáng)度，使得路基發(fā)生眾多病害，以翻漿冒泥病害最為嚴(yán)重;地下水則是使粘性土和泥質(zhì)巖石中的路基土體含水量增加，長(zhǎng)期侵蝕路基，再加上列車荷載和其他外力作用就會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的基床翻漿冒泥等病害[3]。

　　2.3 溫度

　　溫度是路基翻漿冒泥產(chǎn)生的原因之一，凍害是導(dǎo)致該現(xiàn)象發(fā)生的重要溫度因素，可以說(shuō)沒(méi)有一定的凍結(jié)深度或冰凍指數(shù)就難以形成凍脹和路基的翻漿冒泥。在同樣凍結(jié)深度或冰凍指數(shù)的條件下，凍結(jié)速度和0℃以下氣溫作用的特點(diǎn)都會(huì)影響到翻漿冒泥現(xiàn)象的發(fā)生，比如初冬時(shí)節(jié)處于氣溫冷暖交替變化的時(shí)候，溫度則會(huì)在0℃到-5℃之間長(zhǎng)時(shí)間波動(dòng)，這時(shí)候路基就會(huì)有大量水分聚流到距路面很近的地方而導(dǎo)致嚴(yán)重的翻漿冒泥現(xiàn)象出現(xiàn);再比如，春季氣溫會(huì)見(jiàn)升高，這時(shí)候處于開(kāi)始化凍的時(shí)期，就會(huì)因?yàn)橥粱眲∪诨又芈坊瓭{冒泥。綜合以上情況來(lái)看，是因?yàn)樗艿綔囟鹊挠绊懚霈F(xiàn)變化，所以說(shuō)相對(duì)于水，溫度是一個(gè)間接因素[4]。

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