铁路路基维护 路基基床病害及其防治（铁路路基施工）

基床病害的危害：引起轨道不均匀下沉，造成轨面状态严重不良，增加线路维修工作量，影响列车的正常运行，严重时还可能危及列车运行安全。

据统计，我国现有路基病害延长仍占线路总延长的13%~15%运量增加，行车密度加大，列车动荷载加重使得路基基床病害更加频繁路基养护维修与管理一、基床病害影响基床病害的因素:主要影响因素(即一级影响因素)、次要影响因素(可称为二级影响因素)和间接影响因素。主要影响因素有土、荷载、水三个方面。基床部分的路基病害分为四个大类:翻浆、冻害、下沉、外挤。路基养护维修与管理一、基床病害路基面变形的常见现象为翻浆冒泥，是路基常见的病害之一。它的实质是由翻浆和冒泥两种不同性质的病害所组成。根据翻浆的特征和发生的部位，可分为道床翻浆和路基面翻浆。一、基床病害（一）翻浆冒泥路基养护维修与管理(1)道床翻浆形成原因一：当道床中道砟破碎的粉末和施工时道砟中混杂的粘性土，或因风吹、水冲将泥土带入道床，以及列车的煤灰等与道砟混合在一起,造成道床不洁,填满了道砟空隙，形成了不透水层，使地表水滞留其中,在列车的反复振动、抽吸作用下道床内便形成泥浆，待到一定程度，再经列车反复荷重的挤压、抽吸，泥浆便由道床内向其表面冒出，这种现象称为道床翻浆。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理形成原因二：在北方，冬季道床冻结，当春融时节，上面的冰雪已融化，下面仍处于冻结状态，使融化了的冰水及雪水无法下渗，待到不洁道床的含水量达到饱和或超饱和程度，使不洁道床形成泥浆，造成道床翻浆。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理(1)道床翻浆

(2)路基面翻浆由于构成路基的粘土，以及风化且有裂隙眼孔的岩石路基面，受地表水和地下水，毛细水的浸润作用而软塑，以致泥化，在列车反复荷载的振动、抽吸作用下形成泥浆，通过道床向上翻冒的现象，称为路基面翻浆。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理(2)路基面翻浆分类：1）土质基面翻浆由于基面土质软化或液化成泥浆，泥浆在列车作用下挤入道床。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理(2)路基面翻浆分类：1）土质基面翻浆受水的影响大，在南方较为普遍，雨季期间最为严重。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理在北方，主要集中在春融期间，是基床冻害的附属产物。(2)路基面翻浆分类：2）风化石质基面翻浆由于基面风化物软化或液化成泥浆，泥浆在列车的作用下挤入道床。石质翻浆冒泥主要发生在土质为软质岩的基床，这类岩质易风化，水浸化后易软化，强度降低。主要分布在南方的缓丘垄岗地带的路堑中，如京广线、襄渝线等。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理(2)路基面翻浆分类：3）裂隙泉眼翻浆由于裂隙水(或泉水)在列车动力作用下与基面风化物合成泥浆，挤入道床。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理(2)路基面翻浆分类：3）裂隙泉眼翻浆其主要发生在山区和丘陵地区，主要原因是基床排水不畅，一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理裂隙或泉水聚集基床所致。一旦基床排水通畅，翻浆可能自动消失。裂隙水通道改变，翻浆位置可能发生改变。道床的翻浆多为稀泥状，颜色与路基面的土色不同;翻浆的部位发生在道床内，越接近道床上部越严重;干旱天气不翻浆，道砟固结成硬块。在不少情况下，道床翻浆发展的结果，会引起路基面翻浆，路基面翻浆的结果，也会导致道床的翻浆，呈复合状态出现，但道床翻浆和路基面翻浆两者又有所区别：一、基床病害1.翻浆路基的翻浆有稀有稠，颜色与路基面土质相同;翻浆的部位发生在路基面上，泥浆从路基面上翻冒，越接近路基面越严重，往往先在钢轨接头处翻冒。在不少情况下，道床翻浆发展的结果，会引起路基面翻浆，路基面翻浆的结果，也会导致道床的翻浆，呈复合状态出现，但道床翻浆和路基面翻浆两者又有所区别：一、基床病害1.翻浆

在北方，路基基床下的深层也有翻浆发生。主要原因是由于地下水位接近冻结深度或接近渗水冻结深度且冻结在基床底部，或由于基底藏冰融化等原因，造成路基的深层翻浆，翻浆的同时，伴有大幅度的路基下沉或路基侧向挤出的现象发生。一、基床病害1.翻浆路基养护维修与管理冒泥，是翻浆的另一种表现形式。它往往发生在比较软弱的粘性土或粉质粘土的路基面，特别是轨道结构层较弱的线路上，在列车反复振动作用下，路基面松散的土顺着阻力薄弱的地方向路肩和轨道中心以及轨枕孔内冒出，这种现象称为冒泥。一、基床病害2.冒泥路基养护维修与管理翻浆与冒泥两种路基病害，表现形式不同，但其构成的条件和形成后对线路的危害情况大致相同，现场习惯把翻浆和冒泥两种病害联系起来，统称为翻浆冒泥。

翻浆冒泥危害：使轨道下沉和变形。道床的空隙被泥浆填充，晴天干燥时，造成道床板结，使道床的弹性显著降低，增加了列车对路基的冲击力，雨天潮湿时，软塑了路基面，显著地降低了路基的承载能力，造成或恶化路基面的坑洼不平，道砟陷坑等病害。一、基床病害（一）翻浆冒泥路基养护维修与管理翻浆与冒泥两种路基病害，表现形式不同，但其构成的条件和形成后对线路的危害情况大致相同，现场习惯把翻浆和冒泥两种病害联系起来，统称为翻浆冒泥。

翻浆冒泥危害：使轨道下沉和变形。路肩外挤，塌肩，隆起和边坡外鼓，会引起轨道沉落，轨面几何尺寸难以保持，造成石砟的消耗量大大增加，导致列车运行时发生剧烈的摇晃。反过来，又会进一步恶化线路的质量，增加维修成本。严重时，将危及行车安全。一、基床病害（一）翻浆冒泥路基养护维修与管理3.处理方法（1）铺设砂垫层。在碎石道床下部，用符合一定材质要求的砂，铺设一定断面的砂层，即为砂垫层。砂垫层作用：隔离作用过滤作用保护作用一、基床病害（一）翻浆冒泥路基养护维修与管理3.处理方法（2）设置封闭层。若采用砂垫层方法有困难时，可采用封闭层法，使地表水不致下渗，泥浆不致上冒，并提高路基面的承载能力。此法宜用于整治和防止泥质软岩路堑的翻浆冒泥。一、基床病害（一）翻浆冒泥路基养护维修与管理3.处理方法（3）应用土工纤维材料整治基床翻浆冒泥土工合成材料置于土体内部、表面或各种土体之间，起加强或保护土体的作用。一、基床病害（一）翻浆冒泥路基养护维修与管理基床土在水及动力作用下发生局部或大面积下沉或软化，使道砟压入基床，产生积水现象，并使线路水平产生变化。基床下沉分为基面下沉和边坡臌坍两个亚类。一、基床病害（二）基床下沉路基养护维修与管理基面下沉1.基面下沉

基面下沉是指由于基床土密实度、基床土质不良或线路荷重增加而造成的基床标高局部或大范围的降低。这里只限于基床本身的单纯性下沉，其他路基病害(如地基下沉)引起的基床标高变化不在此例。道砟陷坑是基面局部下沉的一种现象，不足以另分一类，整治时也应按其本质—局部的基面下沉来整治。一、基床病害（二）基床下沉路基养护维修与管理道砟陷坑是路基基床内部由于道床下陷形成的各种各样坑洼的统称。在各种不同条件下形成的道砟陷坑，其深度、大小和形状各不相同。最常见的道砟陷坑:道砟槽、道砟锅、道砟囊和道砟窝等。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(1)道砟槽道砟槽(又称道砟陷槽)是发生在路基面上的陷坑，分布在轨枕之下，内有道砟和积水，每个凹坑互不相通。

大多是由于新线铺轨施工时没有铺设道床或垫层就铺轨排放行列车而形成的。

一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

铺轨时道床厚度不足或施工时路基填土夯实碾压不够，土的密实度没有达到规定要求所致。

一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(1)道砟槽在线路养护维修(包括线路大、中修)时，轨枕位置发生较大幅度的调动，也会出现道砟陷坑。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(1)道砟槽道砟锅是由于路基基床土质、密实度不均匀，在列车行驶时的动力作用下,因基床下沉的深浅不一，久而久之便发展成具有锅底型的道砟锅。一般情况下，最常见的道砟锅为轨下枕底各有一个陷坑，呈马鞍型的形状。如果两股钢轨下路基面受力均匀，则这两个锅底形的坑洼大体是对称的。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(2)道砟锅

轨下路基面受力很不均匀，那么锅底形的坑洼则呈不对称形状。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(2)道砟锅

在曲线上，受力大的一股深，受力小的一股浅。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(2)道砟锅

由于路基两侧边坡上的条件不同，也会产生不对称的马鞍型道砟锅，如有护道等设备和有块石护坡的一侧锅底浅，没有护坡的另一侧则深等。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(2)道砟锅道砟囊是在已形成的道砟锅的某些部分继续发展，在外因作用下而形成的。最常见的是不对称的马鞍型道砟囊。道砟囊不像道砟槽和道砟锅那样成段的形成，往往是以单独的小段形式存在，纵向距离一般不很长。道砟囊与道砟囊之间一般不连续。积水的道砟囊，称为“水囊”。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(3)道砟囊道砟窝是由于冻结作用而产生的。它与道砟槽，道砟锅和道砟囊有所不同，是一种特殊的基床内部变形。它的成因，主要不是列车的动力作用，而是土中水和囊中水的冻融作用所致。一、基床病害1.基面下沉路基养护维修与管理

(4)道砟窝如果道砟陷坑发育在堤身内，可以在对轨道进行加强措施后，从路肩挖槽直达病害部位底部、排出内部储水。开槽可用干砌片石加固或用横向盲沟将水引至侧沟排出。一、基床病害1.基面下沉处理方法路基养护维修与管理由于基床承载力不足而出现下沉挤出现象时，应根据具体情况采取灌浆、微型桩、置换等改良基床的措施。一、基床病害1.基面下沉处理方法路基养护维修与管理当路基基床已形成道砟锅，经列车动力的反复作用下，道砟锅向松软或薄弱处的边坡扩展成大道砟囊，若囊中经常积水，软塑路堤土体到一定程度，路堤一侧或两侧边坡的中上部位就会向外凸臌，致使路堤边坡变形。

两侧边坡同时向外凸臌变形比较少见，大多发生在一侧。严重的外臌会使道砟被挤出，甚至开裂淌渗泥水，引起轨道的不规则沉落。随着时间的延续，轨面变化逐渐加剧，最后造成边坡塌坍，危及行车安全。

一、基床病害2.边坡臌坍路基养护维修与管理基床内的土经常处于软塑状态，在列车荷载的作用下，发生剪切破坏，使得路肩单侧或双侧沿滑动面向外或向上的变形称为外挤。外挤可分为路肩隆起和路肩外挤两个亚类。一、基床病害（三）基床外挤路基养护维修与管理路肩隆起：路堑内基床土为中塑性和高塑性的粘土、粉质粘土、淤泥、泥炭、腐植土等排水不良的土质，含水量接近饱和状态，或在离路基面不深的部位存在天然的刚卧层——岩层，其产状不论是水平或倾斜，都会阻碍道砟锅向下发展，同时侧面阻力坚强，横向外挤不能发展，使单侧或双侧向上发展，从而产生路肩向上隆起的现象，称之为路肩隆起。一、基床病害（三）基床外挤路基养护维修与管理1.路肩隆起一般只发生在路堑内的路肩和侧沟内。路肩变形，往往随着时间的延长而逐渐加剧，最后造成路肩向外堆塌，轨道继续下沉，列车经过时剧烈摇晃，甚至威胁行车安全。一、基床病害（三）基床外挤路基养护维修与管理1.路肩隆起

基床内的土经常属于软塑状态，而基床下部不深的部位存在硬卧层，或土质密实，阻碍了道砟陷槽向下发展。同时侧向阻力很小，基床土的剪切破坏沿交界面进行，使路肩向外挤出。一、基床病害（三）基床外挤路基养护维修与管理2.路肩外挤

路基养护维修与管理

基床下沉、外挤的主要原因是在列车荷载及水的共同作用下，基床土的承载力不足。其主要的处理技术是换土，包括换掺料土、换砂和土工格室。一、基床病害（三）基床外挤处理方法路基养护维修与管理在低温季节、由于土质、水和温度的不利组合(如含水率很大的黏性土，其温度由0℃以上降至0℃以下)，基床土冻结引起线路在纵向上短距离或左右股道的不均匀冻胀，导致线路不平顺或方向不良，称为基床冻害。根据发生的部位不同，基床冻害分为两个亚类:表层冻害和深层冻害。一、基床病害（四）基床冻害路基养护维修与管理

表层冻害是指产生在基床土体临界冻结温度上半部分的冻害，或冻结深度小的地区发生的冻害。道砟陷槽或侧沟积水、地表水或地下水对路基上体的不均匀浸湿、路基土体表层非均质等原因造成的线路不均匀冻胀。

深层冻害多因地下水位较高而引起，产生的部位较深。一、基床病害（四）基床冻害路基养护维修与管理

1)排水及隔水:其目的在于排除地表水或降低疏导地下水或隔断下层水以消除或减少路基土体的冻胀。

2)换土和改土:其目的是换除路基土体中的不均匀土质，或改良土的性质，以消除和减少路基土体的冻胀。换土是最普遍、采用最多的一种整治冻害的措施。一、基床病害（四）基床冻害处理方法路基养护维修与管理3)保温隔热:其目的是使冻胀性土脱离冻结层或部分脱离冻结层，从而减少和消除路基土体的冻胀。采取保温措施的目的是将冬季冻结线控制在保温层内，或将冬季冻结进程线按设计要求控制在需要的冻胀土层深度位置上，从而使冻胀性土不产生冻胀或使其产生一定的冻胀以适应该地段两端的均匀冻起高度。一、基床病害（四）基床冻害处理方法路基养护维修与管理3)保温隔热:其目的是使冻胀性土脱离冻结层或部分脱离冻结层，从而减少和消除路基土体的冻胀。采取保温措施的目的是将冬季冻结线控制在保温层内，或将冬季冻结进程线按设计要求控制在需要的冻胀土层深度位置上，从而使冻胀性土不产生冻胀或使其产生一定的冻胀以适应该地段两端的均匀冻起高度。一、基床病害（四）基床冻害处理方法路基养护维修与管理【冻土区筑路技术问题难度】自然条件的变化（气温升高）和工程活动热影响，使多年冻土发生变化（地温升高、上限变化），体现在工程上就是冻胀融沉变形影响工程建筑物的稳定。【冻土区筑路技术核心】通过相应的工程结构和工程措施控制多年冻土层温度，控制多年冻土的活动层（季节融化层）变化，从而控制活动层的冻胀融沉变形，使其上工程建筑物在运营过程中的变形控制在允许范围内。

因此，控制冻胀融沉变形是冻土区筑路技术的核心问题。天然地面多年冻土上限多年冻土上限附近冰层太阳辐射季节融化层多年冻土层多年冻土上限

在多年冻土区修建铁路的原理：天然条件下季节融化层好像一层保温层，保护着多年冻土处在冻结状态修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路堤填土或其他结构形式，均改变了原来季节融化层保温效果，有可能使多年冻土发生三种变化：1上限下移，2上限基本不变，3上限上升。上限下移造成较大冻胀融沉变形。

修建铁路采取各种措施，使多年冻土上限不下移，保证工程建筑物稳定修建铁路后可能发生三种情况：1.上限下移，2.上限基本不变，3.上限上升上限下移上限基本不变上限上升天然条件下季节融化层类似保温层

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