路基病害防治
正文
預防路基的隆起、下陷、滑移、坍塌或崩潰，預防鐵路路塹兩側的山坡變形以及土石掩埋路基和侵入行車限界等病害所採取的措施。在地質條件不良的山區，路基在雨季易發生崩坍、滑坡，並易遭土石流和河流沖刷等危害；在易溶岩地段及採礦區，路基常因下部有岩溶和坑洞而發生突然下陷；在多雨和凍溶地區，路基易產生道碴陷槽、翻漿冒泥和凍害等。總的說來，常見路基病害有崩塌、錯落、滑坡、下陷、坍塌和邊坡滑坍坡面病害、基床病害、岸邊沖刷、土石流等。公路、鐵路沿線地形、地質、水文、氣候、土質等條件十分複雜，產生路基病害的因素很多，因此在修建新線和運營養護中，必須採取病害的防治措施，以保證行車安全。崩塌及其防治 多組裂面穿插分割的破碎岩體組成的高陡山坡，其近坡面處的破碎岩土變形脫落，致使破碎岩土所支頂的岩體失穩而倒塌的現象；以及岩體下伏為軟岩的斜坡，軟岩變形而引起上覆岩體發生岩崩的現象，都稱為崩塌。崩塌的特點是：先兆不明，發生突然；每次崩塌都沿新裂面發生，且崩體多脫離崩床堆於坡腳；崩落後的岩體，其內部各岩塊間的相對關係發生了變化（圖1）。
路基病害防治錯落及其防治 岩土山坡的底層是由一個向外緩傾斜的、鬆散破碎岩土所組成的軟層為底層，在久雨或暴雨的雨水作用下，軟層上覆荷載增大，或底層岩土的強度降低，致使軟層產生壓縮為主的變形，並進而引起上覆岩土沿後緣向外陡立的裂面整體下挫，這種現象稱錯落。發生錯落現象的軟層又稱錯動帶，一般依附於斷層破碎帶生成。每當軟層上覆岩土後緣與穩定山體之間的下錯裂縫貫通和錯壁呈現後,即完成一次錯落（圖2）。
錯落一般不像崩塌那樣突然發生，但錯落可發展為崩塌和滑坡。鬆散的錯落體也可能在連續大雨中發展成為土石流。 錯落防治主要是：在可能產生大型錯落的地段，線路選線時應儘可能繞避；在基礎穩定的地段，線路可修支擋明洞通過，必要時將洞頂及外邊牆全部用土石掩埋，作為山體的一部以支撐山坡。
但是，防治錯落的有效措施是在錯落體後部採取減重措施和在前部修築支擋建築物。同時，要修築地表排水系統和安裝必要的排水設備，必要時應有疏乾錯落體前部的措施。錯落體後部減重措施是指在錯落體自身的後部挖去一塊岩土的工程，目的是減少錯體的荷載。在錯落體前部修築支擋建築物的基礎應埋置於錯動帶以下，目的是平衡發生錯落的推力。這種支擋建築物一般採用剛性圬工牆。剛性圬工牆後應有足夠厚度的軟隔層，以減少錯動時對圬工牆的應力。
滑坡及其防治 斜坡上的岩土沿坡內的軟弱帶或軟弱面向前和向下發生整體移動的現象，稱為滑坡。發生滑坡的軟弱帶又稱滑動帶。滑動帶在重力作用下，或在其他外力作用下使其剪下應力大於強度，或因震動液化、溶蝕潛蝕、自燃、人為開採等因素的作用下，使其結構破壞和岩土性質改變而喪失強度，就會引起滑動帶上覆岩體或土體發生滑動（圖3）。
滑坡一般從地表上呈現的裂縫等跡象的變化可大致劃分出蠕動、擠壓、微動、滑動、大動和滑帶固結六個階段。在發生滑坡的地方，常出現環狀後緣、月牙形凹地、滑坡台階和壠狀前垣等獨特的地貌景觀。但岩體滑坡由於其界面的生成多依附於岩體內既有的構造裂面，因此其後緣和分塊裂縫一般呈直線或折線狀。 滑坡按其特點可進行各種不同的分類。中國鐵路按滑體的物質組成及其成因，把滑坡分為粘性土滑坡、黃土滑坡、堆填土滑坡、堆積土滑坡、破碎岩石滑坡和岩體滑坡等六類。
滑坡防治主要是：對規模過大的滑坡或滑坡成群的地區，線路選線時應儘可能避開。中國曾對多處數百萬立方米規模的大型滑坡進行整治，整治投資大，應與繞避方案作經濟技術比選。滑坡防治一般是對有滑動徵象的邊坡，把地表水排出，並經常把排水溝養護好。對滑動帶富集流動水的滑坡，以用盲溝、泄水隧洞或用仰斜鑽孔結合灌注化學漿液的隔牆、集水井等建築物截排滑動帶的一層水為根治措施，也可採用滲水支垛、支撐滲溝和仰斜鑽孔等疏乾滑坡前部的措施治理。在滑坡前部築抗滑堤、牆或樁等支擋建築物也是滑坡防治的有效措施。 圖4
為貴昆線大海哨車站岩石順層滑坡的處理工程圖。對粘性土滑坡和滑體呈塑性的滑坡，用支撐滲溝或山坡切溝的方法可疏乾滑體，但滑坡通常在地表植被生長茂盛之後才穩定下來。對滑坡前緣坡高而坍塌，或有上層滑動的滑坡，在條件允許時也可做抗滑明洞通過；將洞頂及外邊牆全部掩埋，既可支撐滑動，也可攔截坍塌的土石，防護行車安全。對滑動帶是新生的滑坡，防治的有效措施是在滑體的後部減重和在前部支擋，並相應地採取地表排水和疏乾前部的潮濕部分的措施。 在治理鐵路滑坡中採用的剛性抗滑建築物類型較多，其中有各種圬工的抗滑擋牆、預應力錨桿抗滑擋牆、沉井抗滑擋牆、挖孔鋼筋混凝土抗滑樁、剛架抗滑樁排和多種形式樁牆結合的建築物等。在治理土質滑坡中可用焙燒法和化學漿液灌注法。不論採取什麼防治措施，對已破壞變形的坡面都要修整和種栽植物，以鞏固坡面和穩定邊坡。
路基下陷及其防治 路基下坑道、礦洞、溶溝、溶洞等沉陷而引起的路基病害。通常發生在一些地下採礦區、易溶岩層(如石灰岩和石膏)地區和黃土地區。地下坑道和礦洞一般是人類開鑿的，也有一些是由煤層自燃形成的；溶溝和溶洞是易溶岩土在地下水的長期作用下生成的。分布傾向臨空的坑道和礦洞易轉化為崩坍、滑坡；範圍大、埋藏淺而頂板岩石破碎者，易陷落。
路基下陷防治主要是：採礦形成的礦洞應研究開採與回填採空區的布置、方法和順序，礦柱的分布與尺寸，以及礦洞中的地質構造和地下水的情況等，以便分析沉落及其危害。一般布置礦洞的走向，應同岩體分塊中貫通性好的陡立裂面的走向相垂直或斜交；在平行岩體分界面上可多留礦柱，以減少沉陷；及時回填採空區和截排礦洞中地下水，可避免採礦後產生大面積陷落。此外，通過已陷落地區的研究可從陷落過程、採空區範圍和各種地質與水文地質等條件中推斷其發展和危害，從而為鐵路、公路通過的可能性和路基加固方法提供科學依據。
溶溝和溶洞常沿構造裂面發育。老溶洞的分布受當時侵蝕基準面對地下水活動的限制，在高程上有一定規律。一般可從易溶岩土及其頂板岩石的岩性、厚度、分布和產狀，岩體中地質構造及構造裂面的組數、產狀、性質、分布和彼此穿插,底板的岩性和隔滲條件,以往地下水的活動規律及溶洞、溶溝的性狀和洞內充填物，特別是當前地下水的活動規律等等與溶溝和溶洞發展的關係上判斷發生沉陷的可能與危害。有的路基由於大量開採地下水或長期乾旱,以致地下水位下降,引起覆蓋層塌陷。這種地方應控制地下水開採或對路基採取加固措施。
鐵路上是從路基範圍內每一坑道、礦洞和採空區、溶溝和溶洞的範圍、形狀、周壁的條件、頂板條件和發展趨勢等來分析對線路的危害。根據洞、坑等的分布和其他一些情況，經過比選確定是否繞避和調整線路走向。在洞、坑、溝危害範圍不大的地方，可用鋼筋混凝土蓋板或橋渡跨過；近地面的，可挖開填實；處於活動中的溶洞、溶溝和暗河，在摸不清地下水活動情況時，或需建大跨度橋跨過時，宜改線繞開。
坍塌和邊坡滑坍及其防治 山坡表層鬆弛帶內的岩土，在重力和雨淋作用下往往會發生邊坡坍塌現象，甚至似土石流狀坍瀉而下。雨季或連雨天在土質不良或岩石風化破碎嚴重的山地和丘陵地區，這種現象尤其容易發生。在鬆弛帶的岩土幾乎全部被水浸濕時，鬆弛部分岩土的抗剪強度就會降低，坡上岩土就從鬆弛帶內強度與應力比值最小面逐次坍下，直至坍到一定緩度後才穩定，這種邊坡坍塌現象稱為坍塌。在鬆弛帶的岩土只有某一向外傾斜層被水浸濕時，傾斜層由於過濕而抗剪強度降低，發生岩土沿傾斜層滑動現象，稱為邊坡滑坍。
坍塌和邊坡滑坍防治主要是：在易發生坍塌和邊坡滑坍的地段做好地表排水系統和截排地表水的溝渠；在岩土水出口處修築小盲溝等；在浸濕的岩土處修築邊坡滲溝或支撐滲溝，以疏乾岩土；在坡上種草植樹，以利用植物疏乾土體。此外，坍塌地段可採取刷緩邊坡和在坡面上做各種類型護坡的措施，以保持邊坡的穩定和防止雨水沖刷、風蝕和風化等對坡面的破壞；也可按土堆力修建各種護牆和擋牆。邊坡滑坍地段，可採取截斷或疏乾鬆弛帶水的措施，或在其前部修支撐滲溝和按滑坡下滑力設計的抗滑擋牆。
坡面病害及其防治 由岩性不一或破碎程度不同的岩土組成的斜坡面，因其分布不均，在自然營力作用能及的厚度內，軟弱而破碎的岩土發生變形和坍落，並逐次擴大形成危岩落石、碎落剝落、坡面流坍等病害。
坡面病害防治主要是：①做好地表排水和恢復坡面植被。②在一般塹坡碎落和剝落的地段，可在路基側溝內留1～2米寬的清理護道；對嚴重者，需做帶骨架式的輕型護坡，保護格內植物生長。③對雨淋沖刷、碎落或一般落石、坡面流坍地段，可採取格式滿鋪片石或漿砌片石等坡面防護措施。④對裂面發育處的危岩落石，一般從坡底部開始用漿砌圬工或用混凝土護牆等加固，必要時用金屬錨桿錨固個別大塊岩石；也可用水泥砂漿灌注和噴射膠結坡面破碎岩塊；或修攔擋工程，如修築落石平台、擋石牆、攔擋柵欄、明洞和棚洞。⑤對落石地段須組織定期檢查，及時處理。 在岩體裂面發育的地段，由於爆破方法不當，常出現塹坡上落石和塌岩。可按破碎程度在局部刷坡和清理危石後，分別使用灌漿、噴漿或建護牆等加固措施，甚至加建明洞。這樣可根治坡面病害，但費用很高。
基床病害及其防治 在列車動荷載作用下，路基基床部分因土質不良或施工質量不好和排水不暢等原因，致使路基產生下沉和隆起，引起道碴陷槽和翻漿冒泥。此外，在寒冷地區，還可以產生冬季凍脹鼓道和春季融化下沉，導致線路不平順等。這些病害稱為基床病害。
基床病害防治主要是：①在新建鐵路時，為了防治基床病害，應選擇適當的填料,保證填築密度,做好排水設施；②在路基面鋪設砂墊層防止粘土粒擠入道床；③在軟岩路塹中可鋪設各種封閉層，以避免地面水滲入基床而引起路基面軟化成泥；④將有病害地段的基床部分置換成透水性填料。
近年來，用土工織布鋪在路面上作為隔斷排水層的材料，它能滲水，又能隔斷粘土細粒，具有足夠的強度，又有延伸性，是整治基床病害的好材料，但這種材料造價較高，使用壽命尚有待測試。
岸邊沖刷及其防治 河流、湖泊、海洋和水庫對岸邊路基造成的淘底、沖刷邊坡和地下水位上壅等危害稱岸邊沖刷。其危害程度因水面寬、水深、流速、流向、鏇流、水流含泥量等的不同而異，並同岸邊岩土的抗沖能力有關。
岸邊沖刷防治主要是：線路選線時應儘可能避免與河流爭地。為了防止河岸路基遭受沖刷，可修各種路基擋土牆和圬工護坡，並將基礎埋置於淘刷線以下。基礎埋深不足時應按不同河床堆積物的情況在腳牆外修較寬的沉排、石籠，或堆壘大量漂礫或混凝土塊體，或砌築圬工護牆；也可用改河和導流的辦法避免路基直接受激流沖刷。
土石流及其防治 在地質不良、山坡陡峻和溝床縱坡較大的地區，由於強大的降水(暴雨、融雪、冰川)而形成的一種含有大量泥砂、石塊等固體物質的特殊洪流稱土石流。在地震烈度高的山區，特別是在深大斷裂地區，以及岩體破碎和岩性不良地段，由於坍塌、滑坡和水土流失嚴重，提供了豐富的固體擴散物質來源，土石流往往容易發生。土石流的危害主要是堵塞和破壞橋樑涵洞，掩埋和沖毀路基。
土石流防治主要是：不讓土石下山，首先要在水土流失嚴重的山坡上築水平溝,以保持水土和恢復植被,並對坍塌和滑坡等進行治理，以減少產生土石流的土石來源。例如在坍塌滑坡嚴重的支溝中修攔河的谷坊壩，制止溝床下切，以控制山坡病害的發展和停積泥石；在土石流溝中選擇上游寬闊而出口狹窄處修壩攔淤；下游洪積扇地段改直溝道，以避免泥石堆積。
鐵路以在洪積扇以上土石流輸送地段通過為上策，或以一孔橋跨過，或以明洞自溝底以下而過，也可在鐵路上方修渡槽將泥石送走。如必需經過洪積扇，可順直河溝以壩束流，使土石流通過橋孔不致堵塞橋涵、掩埋路基。沿土石流群分布的河岸築路時，鐵路位置和路面標高，要預計溝床淤高的速率。
