２０１１年第９期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ０建筑与工程０ 科技信息 浅议铁路既有线膨胀土路基 翻浆冒泥的处理方法 俞 刚 （重庆交通大学 中国 重庆４０００７４） 【摘要Ｊ针对铁路既有线膨胀土地段常见的翻浆冒泥病害，对膨胀土的特性进行分析并结合工作、学习经历．综合提出各种处理膨胀土路 基翻浆冒泥病害的方法，并结合铁路工务工作管理现状，论述各种处理方法的经济适用性，从而得出针对不同情况整治翻浆冒泥病害的适宜方 法，以便于更好地解决该类病害，确保列车运行安全 【关键词】铁路既有线；膨胀土路基：翻浆冒泥：整治方法 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｉｍｎｏｎ ｍｕｄ ｐｕｍｐｉｎｇ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ．ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌ ＩＳ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ａｓ ｗｅｌ１ ａｓ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｂｅｉｎｇ ｃｏｍｂｉｎｅｄ，ａｌｌ ｓｏｒｔｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｓｏｌｕｔｅ ｔｈｅ ｍｕｄ ｐｕｍｐｉｎｇ ｄｉｓｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌ ｓｕｂｇｒａｄｅ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｗｏｒｋｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｍ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｅ ｕｐ ｗｉｔｈ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｒａｉｎ ０Ｄｅｒａｔｉｏｎ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｅｘｓｉｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ；Ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌ ｓｕｂｇｒａｄｅ；Ｍｕｄ ｐｕｍｐｉｎｇ；Ｈａｎｄｌｉｎｇ ０引言 的差别，一般为０．８ｍ～１．５ｍ，最大可达２ｍＩ“。由于既有线施工条件的限 膨胀土是一种特殊土，也是一类典型的非饱和土．在我国２Ｏ多个 制，运用此种方法整治膨胀土路基受“天窗点”时问．单日工作量 省、市、自治区内均有分布，其主要分布在四川Ｉ、湖北、陕西、云南、安 小，枕底下换填土密实度不易保证。同时．对于行车干扰非常大，行车 徽、贵州、广西、广东、河南、河北、山西等省和自治区。成因以残积或残 安全不易保证，同时造价过高且工期太长。 坡积为主。其矿物组成多以伊利石、蒙脱石为主，夹少量的高岭石。膨 ３＿３基床上铺设土工布或塑料排水板或复合土工膜。其原理是隔断 胀土中含有大量细小粘土颗粒，其一般含量超过３０—５０％，并具有较 道床中水到基床的通路，从而阻止基床膨胀土遇水作用。其施工方法 强的阳离子交换能力。通常具有发育的微孔隙一裂隙结构，为胀缩变形 是将道床清空，修整基床排水坡，坡度４％，向两侧排水。铺底中粗砂 提供了吸水与失水的良好通道。膨胀土具有超固结性，孔隙比小，于容 ５ｃｍ，上敷专用土工布或塑料排水板或复合土工膜，盖面中粗砂２５ｃｍ， 重较大。这些特点导致膨胀土遇水膨胀．失水收缩，具有明显的胀缩 回填洁净道碴，施工过程中尤其注意铺设物搭接部分的质量控制，有 条件时，可以顺线路方向每隔１－２ｍ安设横向排水管。由于此种方法 性、多裂隙性、超固结性，以及强度减弱性。 受行车干扰较少，且施工便利，完全可以满足在“天窗点”内施工的要 １ 膨胀土地段翻浆冒泥的危害 求，因而应用较广。但是由于铺设物的老化作用及地下水位上升等因 素，致使长期效果欠佳。 由于膨胀土有受水浸湿后膨胀，失水后收缩的特性．膨胀土基床 ３．４石灰改良膨胀土处理工艺。石灰改良膨胀土施工方法是使含水 遇降水后，加上上部列车荷栽作用，很容易引起铁路路基的收缩和胀 量合适的膨胀土与掺入的石灰混合接触，并产生物理化学反应，以达 裂，破坏路基的整体强度和稳定性，影响行车安全，造成常见的病害 到降低或消除膨胀土膨胀性，增强其水稳性和耐久性的目的。其机理 如：基床翻浆冒泥、路肩鼓胀、路堑侧沟壁挤出等，尤其是在雨季，膨胀 是硅酸盐与铝的水化物与颗粒相互间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和 土遇水膨胀后在列车荷栽作用下．容易诱发基床翻浆冒泥，多以泉眼 新生矿物的结晶作用，降低了液限，增大了土体的抗剪强度。膨胀土体 翻浆冒泥为主，致使道床结构弹性与稳定性减弱，轨道几何尺寸难以 经过生石灰、熟石灰改良后，膨胀土的物理力学性质主要在以下方面 保持，影响行车安全，同时，严重影响线路外观。 发生明显变化：粘粒含量大幅减少，粉粒含量有所增加；膨胀土改良后 ２既有线处理翻浆冒泥病害的不利因素 塑性指数明显降低；自由膨胀率、收缩系数都有不同程度的降低，压缩 系数减少、压缩模量增大等 。但是石灰与土的反应速度较慢，所生成 ２．１时间。既有线施工管理要求“行车不施工，施工不行车”，施 的水化物强度较低，耐久性较差，而且掺量必须控制在适当的比例才 工时间全部纳入“天窗点”管理，一般施工时间为２～４ｈ左右，如果不能 能达到较好的效果，在施工时需要拌和均匀，施工周期较长，造价偏 在给定时间内完成施工，势必影响线路开通，扰乱正常行车秩序。 高。同样的，运用此种方法整治膨胀土路基受“天窗点”时间，单１３ ２．２行车。对于既有线病害整治施工，必须确保施工结束后，列 工作量小．枕底下换填土密实度不易保证。同时，对于行车干扰非常 车运行的安全，所以，施工期间对于线路的扰动不能超过容许的程度， 大。行车安全不易保证。 否则．线路行车条件无法恢复到正常状态，影响列车运行安全。 ３．５水泥改性膨胀土。掺加一定比例的水泥对膨胀土进行改性是目 ２Ｉ３其它。施工场地条件困难，没有“三通一平”的场地，并且场 前处理膨胀土的主要方法之一，水泥的掺人改变了膨胀土的结构和化 地流动：施工时间不固定，“天窗点”可能是一天２４ｈ的任何时候；所有 学成分．从而改变了膨胀土的物理力学性质，通过水泥与膨胀土的离 施工用材料必须提前准备，施工前搬运到现场，且施工场地附近临时 子交换及团粒化作用、硬凝反应及碳酸反应，可以有效地改良土的膨 存放材料、机具要求不能侵入限界；困难气候条件（雨、雪、大风）、不良 胀性㈨。此种方法与石灰改良膨胀土工艺的施工过程相似，存在同样 照明条件（隧道内、黑夜）等都能成为制约施工质量的不利条件。 的不适应既有线施工因素，并且对于水泥换填物的拌制与夯填之间的 时间间隔以及夯填质量要求更严格，因而，处理既有线膨胀土的翻浆 ３膨胀土地段翻浆冒泥的常用处理方法 ’ 冒泥病害实际应用范围不大。考虑到此种情况，也有压力注入水泥浆 ３．１长期以来，处理翻浆冒泥广泛使用的方法主要是清筛换碴。将道 的改良方法，通过钻孔或插人花管，将水泥浆液压人基床，压密土体， 床内板结的泥碴混和物挖出，修整基床底排水坡，补充洁净道碴，此种 从而解决拌和水泥填物再夯填的问题，此种方法存在两个弊端：一是 方法费工费时，并且相对于膨胀土基床效果短暂，通常要结合线路大 水泥与膨胀土混和不均匀，不能均分接合反应。二是基床浅层的处理 中修使用，是所谓的“治标不治本”的方法。通常情况下，适用于零星翻 效果较差．仍然能够形成翻浆物。 浆冒泥处所或道床翻浆冒泥的整治。 ３，６铺设吸水材料制作的排水组件和排水管。该办法的原理是减少 ３．２换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。即挖除 道床内积水对膨胀土的作用，及时、充分地将道床内积水排出。排水机 膨胀土．换填非膨胀土或沙砾土，换土层根据膨胀土的强度和当地的 理不同于传统的排水，传统的排水方法主要是利用重力排水，只排高 气候特点确定，该厚度因受气候变化及风化作用的显著影响，致使裂 位向低位运动的水且土壤细小颗粒与水一起运动，易产生堵塞和水土 隙发育．强度急剧衰减，其工程地质性质与同一土层的深部有着明显 流失。而选作吸排水组件的材料，能够利用毛细自吸水，吸水片可以自 ３１８ 科技信息 ０建筑与工程０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１１年第９期 动达成吸水、过滤、封闭、排水等动作，吸附靠近吸水片周围和饱和水， 期检查．尤其是雨季时期的检查，察看处理效果，总结经验，并作好同 而高于吸水片的水会在重力作用下向下运动，靠近吸水片时，水被吸 类病害不同处理方法的比较工作，找出最适合既有线施工特点和相对 走随之再排出。毛细吸水收集面大于传统应用的集水管。其优点是克 经济的方法。服了传统排水材料（比如普遍使用的ＰＶＣ管等埋设在道床两侧）易堵 塞失效且承载力低易损坏的问题。并凡此种方法施工时间短，“天窗 【参考文献】 铁路膨胀土路基的设计研究叨山西建筑，２００９年第３５卷第１５期： 点”内即可完成，将翻浆冒泥吸排水组件铺设在土层与道渣结合面的 ［１］郭书云．下部，使不能下渗的饱和水迅速排出，切断“翻浆冒泥”的水源，避免 ２７０—２７１． ［２］贺晓沛，朱晓涛．石灰改良膨胀土路基概述［ＪＪ＿建筑与工程，２００９（１１）：９５—９６． “翻浆冒泥”现象的产生。 ［３］吴新明，巫锡勇，周明波．水泥改良膨胀土试验研究［Ｊ］．路基工程，２００７（２）：９４— ３．７在襄渝复线修建过程中使用的ＣＭＡ膨胀土生态改性剂。它是 种复合的化工产品，具有电解和离子交换的作用，有较强的渗透 ［４］史春宁，等．ＣＭＡ膨胀土生态改性剂及其在襄渝铁路复线工程中的应用［ＪＪ 交 性，能溶于水 在水中离解出带正电荷的阳离子［Ｘｊ 和带负电荷的阴 一９５ 通科技．２００９年第２期：７７—７９． 离子［ＹＩ ．阳离子与膨胀土胶体表面的阳离子［Ｍ１ 产生交换作用，将 ［５］周红，等．膨胀土铁路基床翻浆冒泥产生机理与整治对策［３１．西部探矿工程， 这些原本吸附在膨胀土颗粒表面、亲水性极高的阳离子赶走，代之以 ２０１０年第４期：１８４—１８６． 亲水性较低、粘结力较强的铝离子及其水合物。这种作用的结果，使膨 ［６］刘辉，等．安康车站高边坡开挖支护分析［１３．四川建筑，２００９年第３期：８０—８１． 胀土颗粒上的吸附水的化学键破坏形成自由水，改性后土颗粒形成键 ［７］刘辉，等．赣龙铁路Ｋ８２～Ｋ８３段膨胀土堑坡稳定性分析『Ｊ］．路基工程，２００９年 １２５—１２６． 状和网状结构加快反应和离子交换，自由水通过重力、蒸发、压实作用 第５期：［８］梁坚希，等．高速公路工程中膨胀土路基的处理措施探讨【Ｊ１ｌ公路与管理，２０１０ 排除，改变了膨胀土颗粒的结构特征，改善膨胀土的湿胀于缩特性，从 ２９１． 而提高膨胀土的抗剪强度，增强膨胀土的水稳性，永久地将膨胀土的 年第３期：［９］高志强，等．高速公路膨胀土路基施工Ⅲ．山西建筑，２０１０年３月 ３６期筇８ 属性改性为非膨胀土，日具有比石灰土更稳固更持久的效果。ＣＭＡ膨 胀土生态改性剂是在水中电解出离子与膨胀土颗粒离子进行交换，从 ［１Ｏ］：Ｅ炳龙，等．高速铁路膨胀土路堑基床换填厚度试验研究［Ｊ］．铁道建筑技术， 而达到将膨胀土改性的目的，它 ｊ其他的胶合材料不同，自身与土粒 ２００８年第６期：６８—７１． 期：２９８—２９９． 并不结合．而且具有再生功能，它与膨胀土作用时其总量并没有减少， ［１１］英薇，等．关于膨胀土地质现状和地基处理方式［Ｊｌ江苏建筑，２００９年第４期： 其功效也不会随着时间的推移而逐渐减弱，相反，只要膨胀土中有水 ７６—７７． 分，它的功效就会延续下去，这种作用是永久的、不可逆的 』。该种生 ［１２］乔婷婷．论土质改良法处理膨胀土路基『Ｊ１ｌ科学之友，２００９年６月第ｌ８期： 态改性剂具有改善膨胀土湿胀干缩的特性、改性后的土体具有人造沉 ６８． ３］董谦．宁西铁路南阳地区膨胀土路基施工技术『ＪＩｌ国防交通工程与技术，２００９ 积岩倾向、水的渗透不会引起岩土工程的破坏等利于基床稳定的特 ［１３４—３７． 点。并且运用此种方法对于行车干扰小、施工安全易于保证，可以结合 年第３期：［１４］梅正君．膨胀土弹塑性本构模型研究进展ｌＪ］．广州建筑，２００９年第４期：２０～ 中修进行处理，甚至是维修过程中也可以对基床进行局部处理，具有 ２４． 实际的应用价值。 ３．８兖石线上整治翻浆冒泥使用的化学改良剂。将改性脲醛树脂与 丙烯酸钙共混聚合，使两种网状聚合物会交织在一起，形成一种既有 【１５］王敦红．膨胀土的路基加固设计和施工处理 科技博览，２００９年第４期： １０８． ［１６］张玲玲．膨胀土地区铁路基床病害整治［Ｊ１．山西建筑，２００８年１月第３４卷第 强度又有韧性并且稳定性好、防水性好的新型聚合物材料。把这种材 ２期：２８５—２８６． 料在铁路基床上面铺设一定厚度，可防止地表水下渗，提高基床强度， ［１７］杨海鸣，等．膨胀土地区铁路路基拼接离心试验分析『Ｊ１郑州大学学报：工学 防止翻浆冒泥、等病害产生。同时，考虑高分子材料存在收缩量大的缺 版．２００９年３月第２９卷第１期：１１０—１１４． 点，所以，添加适量的粉煤灰进入膨胀土中，创造碱性介质环境，使粉 １１８］洪树党膨胀土路基的施工技术与进展性研究ｌＪ１．辽宁经济，２００９年第８期 膨胀土路基施工要点分析『Ｊ】．河南建材，２０１０年第ｌ期：１１５～１１７． 煤灰中游离ＳｉＯ 、ＡＩ２０，、Ｆｅ２０，等产生火山灰效应，形成水泥一类反应 【１９］柳玉发．浅谈膨胀土ｆＪ１．机电信息，２００９年第２４期总第２３４期：９７—９８． 物，使改性土体遇水有越泡越硬的特征。采用这种无机加有机复合材 ［２Ｏ］周倩茹．弱膨胀土铁路路基工程病害的防治措施『Ｊ］．科技情报开发与经济， 料对膨胀土加固的方法，可使基床土变成既有强度，又有韧性．防止开 【２１］黄锦鑫．２００７年第１７卷第２８期：２７５． 裂的新型土体 。运用此种方法处理既有线翻浆冒泥病害，只要在“天 窗点”前将改良剂制备就绪，点内完成施工，时间和质量是可以保障 自然科学版，２０１０年３月第２６卷第１期：３６—３８ 的，并且施工结束后即可以恢复通车，对行车影响小 【２２］林友军，等石灰一粉煤灰改良汉中膨胀土试验研究 ．陕西理工学院学报： 【２３ｊ李红炉，等．水泥改性膨胀土干密度与自由膨胀率试验研究ｌＪ１＿南水北调与水 ４结束语 利科技，２００９年１２月第７卷第６期：２１６—２１９． 【２４］李红炉，等．铁路膨胀土路基工程病害与防治措施初探Ⅳ】．科技情报开发与经 膨胀土地段的基床翻浆冒泥是影响道床稳定性与弹性的一种常 济。２００７年第ｌ７卷第１４期：２６５～２６６． 见病害，影响行车安全和线路外观，而且带来了很大的维修与保养工 【２５］司剑锋兖石线膨胀土路基基床翻浆冒泥病害整治ｍ．铁道标准设计，２００９ ９一ｌ１． 作量。解决此种问题，应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素 年第５期：和外在因素卜考虑，从而通过改变土的力学性能达到永久处理的目 的。当然，在处理方法的选择上，要综合考虑基床膨胀土土质情况、水 及气候条件、病害所处地段的施【条件、经济适用性、“天窗点”时间等 因素，有针对性地选择整治方法。同时，要做好整治后的观察记录，定 作者简介：俞刚（１９７６一），男，Ｉ程师，硕士研究生，重庆交通大学。 ［责任编辑：曹明明］ （上接第３０６页）惯，更好地交流思想、感情等 【参考文献】 ［１］蔡小红．如何激发学生学习英语的兴趣『Ｊ１．中国校外教育：理论，２００７（２）． ［２］盖晓兰，何启滨．我国外语交际能力的培养 ．洛阳农业高等专科学校学报 ４结语 ９９３（３）． 新的世纪、新的时代需要新的外语教学的思路，凸现出外语教学 １［３］胡龙娇．略论学生交际能力的培养『Ｊ］．景德镇高专学报，２ｏｏ４（１）． 改革的必要性和迫切性。语言的学习的目的最终归结到它的使用上， 如何使用好英语语言主要依赖于英语交际能力的获得。只有这样，才 ［４］黄小娟．怎样培养学生交际的能力Ｉ Ｊ１．科技信息：学术版，２００６，９（４）． 能培养出新世纪、新时代需要的复合型外语人才。《 ［责任编辑：汤静］ ３１９
