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岩土研究院

土工织物防治铁路路基翻浆冒泥

327 2022-05-09 10:36:31

翻浆冒泥是我国既有铁路线上最常见的路基病害之一,它严重地影响着铁路运输的安全和运输能力的提高,因而铁路部门十分重视。根据研究和实践表明,在基床上铺设土工织物用以防治翻浆冒泥是有效的。目前这种方法已广泛用于一般线路的路基工程。并已推广应用到站场、场岔群及平交道口的路基工程中。

工程概况

试验工程位于成渝线 K3+400~十500。该段线路上部为 50kg/m 钢轨及钢筋混凝土轨枕,路基为由成都粘土填筑的低路堤。其左侧由于施工取土已形成水塘,右侧为成昆线东站调车线等四股线路,路基面总宽约 40m,路基的纵横向缺少排水设施。1976 年线路大修时,左侧路肩用干砌条石加宽加高,横向排水失效,由于成都地区降雨量大,9月份降雨量达 229.1mm,而成都粘土具有遇水软化的特性,因而在列车的振动作用下,普遍出现翻浆冒泥现象。虽经1976年的线路大修和以后的多次中修。病害始终没有得到解决,且随着运输量的增加而愈为严重。1983 年 3月运用土工织物进行防治路基的翻浆冒泥试验,取得了良好的效果。

路基基床与地基土的物理力学性质

试验工程段路基基床及地基土均为成都粘土。经勘察,基床陷槽最深为0.6m,翻浆冒泥的主要原因在于基床土属于易翻浆土。基床土的主要性质如表15-5所示。

设计简介

一、病害处理的原则和方案

该试验工程段路基土中 0.05~0.005mm 的细粒土含量达71.0%,故采用通常的砂垫层法是难以满足反滤要求。处理方案从两个方面考恩。一是设置纵横向盲沟,以加强排水,使路基土不易形成泥浆;二是在路基与道床之间铺设土工织物,通过其隔离和反滤作用,避免路基的细粒土进人道床,以保持道床的洁净。 土工织物受到列车动载的作用。可能产生正反逆向水流,在这种条件下,能否有效地起反滤作用,尚有不同看法。根据我国的试验和实践表明,仅靠土工织物上下面各铺设一薄层的砂使之构成复合的反滤层,一般均可成功地防止翻浆冒泥。为了研究这种反滤的技术条件。本试验工程设计了几种不同的砂和土工织物组成的结构断面,并理设了沉降变形观测设备,其布置和典型新面如图 15-32 所示。

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二、选用的土工织物和砂的特性

该试验工程选用了美国 Fibertex 300R 无纺针刺型和美国 Typar 3601无纺热粘型两种土工织物,其主要特性见表15-6所示。

土工织物上下面铺设砂层(均为中砂),其颗粒组成和特征粒径见表 15-7。

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静态分析表明,砂与路基土的反滤配合均能符合标准,同时由室内的动态模拟试验(模拟在列车动载作用下,对成都粘土与不同的土工织物和砂层组合的反滤层作隔离和反滤试验)表明,所采用的两种连续长丝无纺型土工织物的反滤能力较上海产的 6mm 厚的短丝无纺型土工织物为好。

三、排水盲沟的典型断面

土工织物和砂反滤结构层及土工织物包碎石排水盲沟的典型断面。见图 15-33 所示。

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施工概况

施工方法采用封锁线路,不扣轨,人力施工法。整个试验工程段分两天共5个小时完成。

一、施工步骤

1.开挖清除被泥浆污染的道渣,直至基面标高;2.整理基面,做好基面的坡度;

3.按设计要求铺设基面上的砂层,并整平拍实;

4.将土工织物卷材按设计位置铺放在砂层上,然后沿线路纵向展开;

5.在土工织物上面(按设计的厚度及宽度)铺设砂层,并整平拍实;6.回填洁净的道渣至设计高程;

7.捣固道床,铺设枕木及线路技术作业;

8.开通线路,待若干次列车通过后,要检查线路,并作必要的整道作业,以确保线路达到标准状态。

二、铺设纵横向盲沟

先按设计的位置、断面及坡度开挖沟槽,然后铺设 Typar 3601 型土工织物,填人 20~60mm 的碎石,再以土工织物包好。注意包扎搭接宽度不小于 50cm。

基面上及土工织物包碎石的盲沟需接长时,均采用搭接形式,搭接宽度为 50cm。施工的安全防护,应遵守封锁线路施工的规章规定。

效果及评价

1.经过整治后,线路状态恢复正常。雨季时纵横向盲沟排水良好,养护工作量大大地·减少,不再需额外增加养护工作,节省了劳力。

2.从沉降实测资料得知∶总残余沉降量只有1~2mm,轨道下及线路中心的沉降很均匀。

3.1983年4月整治竣工后,于1984年10 月及1985年9月两次开挖检查,看到土工织物完好,无任何翻浆冒泥现象;基面路拱完整。盲沟内道渣洁净,外包的土工织物无报。

实践表明,采用土工织物与砂层组成的反滤结构层,能很好地起到隔离和反滤作用,有效地整治了翻浆冒泥的病害。

值得指出的是,在这种复合反滤结构层中,采用厚度 3.05mm 的长丝无纺针刺型土工织物与厚度仅0.46mm 的热粘长丝无纺型十工织物。有着同样的效果。这一点在设计选用

材料时应予以注意。现在国产各种规格的无纺型工织物质量好、价格合理。故今后在工程实际中应采用国产的土工织物为好。