湿陷性黄土地区铁路站场路基排水设计

湿陷性黄土地区铁路站场路基排水设计

冯博宇

关键词：铁路站场；湿陷性黄土；路基；排水设计

湿陷性黄土地区铁路站场路基设计，要考虑水对湿陷性黄土地基或路基工程的影响，水是造成湿陷性黄土路基工程湿陷变形沉降的主要因素，规划好可靠的路基排水系统，把各种防水与排水构造物系统综合设计好，保证地下水和地表水能够顺利排出，是湿陷性黄土地区路基设计的考虑的首要问题；其次是地基处理，地基处理是湿陷性黄土区路基工程设计重点，是路基工程综合设计应解决的又一重要因素。

一、湿陷性黄土的特性

湿陷性黄土一般呈黄色或褐黄色，小颗粒粉土占主要成分，含有较多的碳酸盐和氯化物等可溶盐，天然孔隙比在1.0左右。湿陷性是黄土独特的工程性质，但不是所有的黄土都具有湿陷性，湿陷性黄土作为一种特殊性土，其特殊的性质主要表现在其结构孔隙大、欠压密性和遇水湿陷等多个方面。

1、结构性孔隙大。湿陷性黄土是一种沉积结构性土。有特殊的形成条件，形成初期，由干旱地区少量雨水把松散的沉积粉粒粘聚起来，而长期的干旱又使水分不断蒸发，溶入水中的可溶盐类逐渐结晶沉淀而形成胶介质，从而形成湿陷性黄土的多孔隙性的主体骨架结构。该结构具有一定的强度，但一旦受水浸湿，其结构迅速破坏，出现软化及湿陷等特性。

2、欠压密实性。由于黄土属于沉积而成，沉积过程相当漫长，沉积比较缓慢，在如此漫长的沉积过程中，下层土颗粒受压胶结固化较快，而上层土沉积较慢，给予下层土的压力较小，造成下层土在固结过程中较为松散，孔隙率高，密实度较低。

3、湿陷性。湿陷性是黄土最主要的特性，不是所有的黄土都具有湿陷性。湿陷性黄土具有特殊结构，孔隙率大、密实度小等，容易在水浸湿后，黄土的结构性在力和水的共同作用下，使其强度丧失，土体结构破坏，迅速产生软化、沉陷等。

二、湿陷性黄土地区填方站场路基排水设计

在进行填方站场路基设计时，对于路堤以下所有湿陷性黄土地基的总湿陷量大于路基工后容许沉降量的自重湿陷性黄土地基；路堤底部的压力大于湿陷性黄土地基的湿陷起始压力，并且地基的总湿陷量大于路基工后容许沉降量的非自重湿陷性黄土地基；湿陷性黄土地基的容许承载力小于路堤底部的压应力的，为使湿陷性黄土地基的总湿陷量控制在路基工后容许沉降值的范围内，保证湿陷性黄土地基具有足够的承载力，应对路基地基进行处理。采取的地基处理措施应根据湿陷性黄土的湿陷等级、厚度，以及地形条件、地下水状况，合理选取地基加固措施。原则上应以加强地表排水为主，辅以冲击压实、强夯封闭措施。个别高堤和重点站场设施部位采用灰土挤密桩处理。路基基床表层应采用改良土进行填筑夯实，其厚度不小于0.3m，以防止路基表面水下渗，保证路基完好，同时还应做好坡面防护设计。进行排水设计时，在加强地表排水的同时，做好路基表面排水，保证路基表面排水通畅。在年降雨量大的地区，适当增加股道间排水设施，并做好纵横向排水设施的衔接设计和施工。在设计中，除了对车站路基面排水沟进行加固外，还应在排水沟下敷设复合土工膜，防止排水沟开裂，引起水下渗，造成路基本体破坏。机务段和车辆段等处的排水沟也应进行加固，沟下可取消复合土工膜，但应做好排水系统，保证排水畅通。值得注意的是，以往设计往往忽视电缆沟等管线对路基的影响，经常因管线施工夯实不够，造成沿路肩施工部位积水下沉，形成路肩下沉或溜塌，严重危及行车安全。因此，建议避免在路肩上设置各种电缆沟，确实需要设置时，应设置成电缆槽，电缆槽设计应具有排水功能，同时路肩设干砌片石护肩。各种管线穿越股道时，应进行套管防护，施工时保证夯实，并做好路基表层封闭，防止地表水的下渗。

三、湿陷性黄土地区路堑站场路基排水设计

在进行路堑站场路基设计时，对于自重湿陷性黄土地基，总湿陷量大于路基工后容许沉降量的非自重湿陷性黄土地基均应进行地基处理。采取的地基处理措施应根据湿陷性黄土的湿陷等级、厚度和地下水状况，合理选取地基加固措施。原则上以冲击压实、强夯封闭等措施，重点站场设施部位采用灰土挤密桩处理。路基基床表层应采用改良土进行换填夯实，其厚度不小于0.3m，以防止路基表面水下渗，保证路基完好，同时还应做好路堑坡面防护设计。进行排水设计时，做好堑顶天沟，加强地表水的截排和坡面排水，重点做好侧沟及股道间排水，保证排水通畅。同样，应对排水沟进行加固，对有正规列车行驶的线路和场所的排水沟敷设沟下复合土工膜，以防止沟裂下渗，造成路基下沉，危及行车安全。应尽量将电缆等管线设置在路基以外，确需设置时，建议设置管线槽，并设在侧沟内侧，同时管线槽也应考虑排水。各种管线穿越股道时，应进行套管防护，施工时保证夯实，并做好路基表层封闭，防止地表水的下渗。

近年来，随着铁路客货列车运行速度大幅度提高，对站场路基稳定性的要求也越来越高，而站场排水顺畅是路基稳定的重要因素。通过阐述湿陷性黄土地区铁路填方站场路基排水设计、路堑站场路基排水设计和车站综合排水设计的具体措施，分析湿陷性黄土对工程建设的危害，设计人员应加强湿陷性黄土地区站场路基设计，提出相关解决办法，保证湿陷性黄土地区铁路站场路基的稳定及行车安全。

参考文献

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[4]杨春龙，李玲．浅谈高速公路湿陷性黄土地基设计与处理方法．河南科技，2015，（09）．