什么是路基病害防治?

[拼音]：luji binghai fangzhi

[外文]：roadbed problems and remedial measures

预防路基的隆起、下陷、滑移、坍塌或崩溃，预防铁路路堑两侧的山坡变形以及土石掩埋路基和侵入行车限界等病害所采取的措施。在地质条件不良的山区，路基在雨季易发生崩坍、滑坡，并易遭泥石流和河流冲刷等危害；在易溶岩地段及采矿区，路基常因下部有岩溶和坑洞而发生突然下陷；在多雨和冻溶地区，路基易产生道碴陷槽、翻浆冒泥和冻害等。总的说来，常见路基病害有崩塌、错落、滑坡、下陷、坍塌和边坡滑坍坡面病害、基床病害、岸边冲刷、泥石流等。公路、铁路沿线地形、地质、水文、气候、土质等条件十分复杂，产生路基病害的因素很多，因此在修建新线和运营养护中，必须采取病害的防治措施，以保证行车安全。

多组裂面穿插分割的破碎岩体组成的高陡山坡，其近坡面处的破碎岩土变形脱落，致使破碎岩土所支顶的岩体失稳而倒塌的现象；以及岩体下伏为软岩的斜坡，软岩变形而引起上覆岩体发生岩崩的现象，都称为崩塌。崩塌的特点是：先兆不明，发生突然；每次崩塌都沿新裂面发生，且崩体多脱离崩床堆于坡脚；崩落后的岩体，其内部各岩块间的相对关系发生了变化（图1）。

崩塌防治主要是：在可能发生大型崩塌和中型崩塌的地段，在线路选线时应尽可能绕避，否则在修筑线路时应按工程地质比拟原理对山坡进行刷坡和减重。在基础确实稳定地段，可修建明洞或棚洞抗御倒塌。在地形和地质条件允许时，可采用明洞式支墙支挡山坡，或修建浆砌圬工墙、混凝土墙等刚性建筑物防止底部软岩变形或破碎岩土变形，以增强对上覆岩体的支顶作用。此外，也可用水泥沙浆灌注金属锚杆或锚索，以锚固中部不稳定的岩体和岩块。

岩土山坡的底层是由一个向外缓倾斜的、松散破碎岩土所组成的软层为底层，在久雨或暴雨的雨水作用下，软层上覆荷载增大，或底层岩土的强度降低，致使软层产生压缩为主的变形，并进而引起上覆岩土沿后缘向外陡立的裂面整体下挫，这种现象称错落。发生错落现象的软层又称错动带，一般依附于断层破碎带生成。每当软层上覆岩土后缘与稳定山体之间的下错裂缝贯通和错壁呈现后，即完成一次错落（图2）。错落一般不像崩塌那样突然发生，但错落可发展为崩塌和滑坡。松散的错落体也可能在连续大雨中发展成为泥石流。

错落防治主要是：在可能产生大型错落的地段，线路选线时应尽可能绕避；在基础稳定的地段，线路可修支挡明洞通过，必要时将洞顶及外边墙全部用土石掩埋，作为山体的一部以支撑山坡。

但是，防治错落的有效措施是在错落体后部采取减重措施和在前部修筑支挡建筑物。同时，要修筑地表排水系统和安装必要的排水设备，必要时应有疏干错落体前部的措施。错落体后部减重措施是指在错落体自身的后部挖去一块岩土的工程，目的是减少错体的荷载。在错落体前部修筑支挡建筑物的基础应埋置于错动带以下，目的是平衡发生错落的推力。这种支挡建筑物一般采用刚性圬工墙。刚性圬工墙后应有足够厚度的软隔层，以减少错动时对圬工墙的应力。

斜坡上的岩土沿坡内的软弱带或软弱面向前和向下发生整体移动的现象，称为滑坡。发生滑坡的软弱带又称滑动带。滑动带在重力作用下，或在其他外力作用下使其剪切应力大于强度，或因震动液化、溶蚀潜蚀、自燃、人为开采等因素的作用下，使其结构破坏和岩土性质改变而丧失强度，就会引起滑动带上覆岩体或土体发生滑动（图3）。

滑坡一般从地表上呈现的裂缝等迹象的变化可大致划分出蠕动、挤压、微动、滑动、大动和滑带固结六个阶段。在发生滑坡的地方，常出现环状后缘、月牙形凹地、滑坡台阶和垅状前垣等独特的地貌景观。但岩体滑坡由于其界面的生成多依附于岩体内既有的构造裂面，因此其后缘和分块裂缝一般呈直线或折线状。

滑坡按其特点可进行各种不同的分类。中国铁路按滑体的物质组成及其成因，把滑坡分为粘性土滑坡、黄土滑坡、堆填土滑坡、堆积土滑坡、破碎岩石滑坡和岩体滑坡等六类。

滑坡防治主要是：对规模过大的滑坡或滑坡成群的地区，线路选线时应尽可能避开。中国曾对多处数百万立方米规模的大型滑坡进行整治，整治投资大，应与绕避方案作经济技术比选。滑坡防治一般是对有滑动征象的边坡，把地表水排出，并经常把排水沟养护好。对滑动带富集流动水的滑坡，以用盲沟、泄水隧洞或用仰斜钻孔结合灌注化学浆液的隔墙、集水井等建筑物截排滑动带的一层水为根治措施，也可采用渗水支垛、支撑渗沟和仰斜钻孔等疏干滑坡前部的措施治理。在滑坡前部筑抗滑堤、墙或桩等支挡建筑物也是滑坡防治的有效措施。 图4

为贵昆线大海哨车站岩石顺层滑坡的处理工程图。对粘性土滑坡和滑体呈塑性的滑坡，用支撑渗沟或山坡切沟的方法可疏干滑体，但滑坡通常在地表植被生长茂盛之后才稳定下来。对滑坡前缘坡高而坍塌，或有上层滑动的滑坡，在条件允许时也可做抗滑明洞通过；将洞顶及外边墙全部掩埋，既可支撑滑动，也可拦截坍塌的土石，防护行车安全。对滑动带是新生的滑坡，防治的有效措施是在滑体的后部减重和在前部支挡，并相应地采取地表排水和疏干前部的潮湿部分的措施。

在治理铁路滑坡中采用的刚性抗滑建筑物类型较多，其中有各种圬工的抗滑挡墙、预应力锚杆抗滑挡墙、沉井抗滑挡墙、挖孔钢筋混凝土抗滑桩、刚架抗滑桩排和多种形式桩墙结合的建筑物等。在治理土质滑坡中可用焙烧法和化学浆液灌注法。不论采取什么防治措施，对已破坏变形的坡面都要修整和种栽植物，以巩固坡面和稳定边坡。

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、公路通过的可能性和路基加固方法提供科学依据。

溶沟和溶洞常沿构造裂面发育。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；处于活动中的溶洞、溶沟和暗河，在摸不清地下水活动情况时，或需建大跨度桥跨过时，宜改线绕开。

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；在岩土水出口处修筑小盲沟等；在浸湿的岩土处修筑边坡渗沟或支撑渗沟，以疏干岩土；在坡上种草植树，以利用植物疏干土体。此外，坍塌地段可采取刷缓边坡和在坡面上做各种类型护坡的措施，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按滑坡下滑力设计的抗滑挡墙。

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。

坡面病害防治主要是：

（1）做好地表排水和恢复坡面植被。

（2）在一般堑坡碎落和剥落的地段，可在路基侧沟内留1～2米宽的清理护道；对严重者，需做带骨架式的轻型护坡，保护格内植物生长。

（3）对雨淋冲刷、碎落或一般落石、坡面流坍地段，可采取格式满铺片石或浆砌片石等坡面防护措施。

（4）对裂面发育处的危岩落石，一般从坡底部开始用浆砌圬工或用混凝土护墙等加固，必要时用金属锚杆锚固个别大块岩石；也可用水泥砂浆灌注和喷射胶结坡面破碎岩块；或修拦挡工程，如修筑落石平台、挡石墙、拦挡栅栏、明洞和棚洞。

（5）对落石地段须组织定期检查，及时处理。

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。

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。

基床病害防治主要是：

（1）在新建铁路时，为了防治基床病害，应选择适当的填料，保证填筑密度，做好排水设施；

（2）在路基面铺设砂垫层防止粘土粒挤入道床；

（3）在软岩路堑中可铺设各种封闭层，以避免地面水渗入基床而引起路基面软化成泥；

（4）将有病害地段的基床部分置换成透水性填料。

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。

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。

岸边冲刷防治主要是：线路选线时应尽可能避免与河流争地。为了防止河岸路基遭受冲刷，可修各种路基挡土墙和圬工护坡，并将基础埋置于淘刷线以下。基础埋深不足时应按不同河床堆积物的情况在脚墙外修较宽的沉排、石笼，或堆垒大量漂砾或混凝土块体，或砌筑圬工护墙；也可用改河和导流的办法避免路基直接受激流冲刷。

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。

泥石流防治主要是：不让土石下山，首先要在水土流失严重的山坡上筑水平沟，以保持水土和恢复植被，并对坍塌和滑坡等进行治理，以减少产生泥石流的土石来源。例如在坍塌滑坡严重的支沟中修拦河的谷坊坝，制止沟床下切，以控制山坡病害的发展和停积泥石；在泥石流沟中选择上游宽阔而出口狭窄处修坝拦淤；下游洪积扇地段改直沟道，以避免泥石堆积。

铁路以在洪积扇以上泥石流输送地段通过为上策，或以一孔桥跨过，或以明洞自沟底以下而过，也可在铁路上方修渡槽将泥石送走。如必需经过洪积扇，可顺直河沟以坝束流，使泥石流通过桥孔不致堵塞桥涵、掩埋路基。沿泥石流群分布的河岸筑路时，铁路位置和路面标高，要预计沟床淤高的速率。