浅析高速铁路膨胀土路堑施工特点及溜塌治理措施

赵盟奇

摘 要：当前国内高速铁路高速发展，而膨胀土路堑施工又经常出现各种病害，本文对膨胀土的特性，高边坡路堑溜垮原因、处理措施等进行了详细阐述，希望为今后膨胀土路堑的施工提供一些参考和借鉴。

关键词：膨胀土；高边坡路堑；溜塌治理措

膨胀土指的是土中矿物主要由亲水矿物质组成，具有吸水膨胀、软化、崩解和失水急剧收缩开裂，并能产生往复变形的黏性土。施工中我们经常会遇到膨胀土高边坡路堑边坡溜垮，导致后续工序无法开展。下面就膨胀土的特性，膨胀性判定，设计及施工原则，高边坡路堑防护形式，高边坡路堑溜垮原因、处理措施等与大家共同探讨下：

1 膨胀土的特性

（1）膨胀土具有干缩湿胀的特性，其吸水膨胀时对路基支挡物产生膨胀力；（2）膨胀土具有强度随干湿循环产生剧烈衰减的特性，其残余强度远低于干峰值强度；（3）膨胀土为裂隙发育，裂隙面往往充填灰白、灰绿色高塑性黏土，有地下水时，结构面强度大大降低，导致路堑边坡失稳。

2 膨胀土膨胀潜势分级

3 设计及施工原则

设计原则：膨胀土路堑边坡坡率应根据岩土性质、软弱层和裂隙的组合关系、气候特点、水文地质以及自然山坡、人工边坡的稳定坡度等综合确定。其设计应遵循缓坡率、宽平台、加固坡脚和适宜的坡面防护相结合的原则。边坡高度超过10m时，边坡坡率及形式应结合稳定性分析计算进行设计；边坡高度不超过10m时，边坡坡率及平台宽度可根据下表设计。

施工原则：先排水、后开挖、集中力量、连续快速开挖、及时防护、自上而下分层逐级施作。开挖宜安排在旱季；设计有边坡支护及防护的，应逐级开挖，随开挖进度及时砌筑。当砌筑不能紧跟时，开挖的边坡应暂留不小于0.5m厚度的保护层。路堑开挖区域禁止一切水的流入，对于降雨流入的水要及时排出，保证开挖区域处于无水状态。

4 高边坡路堑防护形式及要求

高速铁路的的路堑防护形式主要采用的有：表水防护、坡面防护、支挡防护三种形式。

表水防护主要有堑顶的截排水沟，堑顶截水沟需在路堑开挖前就设置好，有利于地表水排走，确保边坡稳定。堑顶截排水沟要求：水沟不渗水，地表水流入顺畅，排水通畅。一般高速铁路堑顶水沟采用钢筋混凝土现浇水沟。

坡面防护高速铁路一般采用支撑渗沟+拱形截水骨架内喷播植草护坡。支撑渗沟用于疏干含水量较高的边坡土体，起到支撑边坡的作用。渗沟截面一般采用矩形，排水层厚度根据根据地下水埋深、水量确定，一般采用1.0m和1.5m两种，排水层应采用干砌片石充填；排水层与渗水的沟壁土体之间需设置反滤层，反滤层采用0.15m的砂砾石、0.15m的砂加卵砾石层和一层50mm厚丝状RCP渗水网垫（RCP-X750D（A））组成；渗水网垫空隙率不小于85%，片材在压强不小于50kPa时，剩余厚度大于45mm，外包150g无纺布，外包无纺土工织物须耐腐蚀性、抗老化性、断裂强度不小于4.5KN/m，顶破强度不小于0.6KN，撕裂强度不小于120KN，具有良好的透水、渗滤能力、垂直渗透系数不小于3.5*10-2cm/s，等效孔径095≥0.07mm。

渗沟顶部覆以0.3m厚的C25混凝土，防止地表水流入沟内，渗沟的出水口应与纵向排石设施或挡土墙上的排水孔紧密衔接，确保排水畅通。

拱形截水骨架的施工一般采用基槽开挖，现浇混凝土的施工工艺，值得注意的就是下镶边泄水孔的设置（倾斜度，孔后反滤层），保证土体内的排水通畅。

支挡防护高速铁路一般采用挡土墙、抗滑桩结构挡护；路堑挡墙基础应在路肩或侧沟平台以下不小于1.5m，且要低于侧沟底面不小于0.2m。墙身沿线路方向每隔10～15m结合墙高设置宽度2～3cm的伸缩缝，伸缩缝内塞深度不小于0.2m的沥青麻筋。其施工主要控制的就是泄水孔的布置，泄水孔排水坡不小于4%，进水口需采用透水土工布包裹，富水区需加密泄水孔。挡墙墙身后设置反滤层，膨胀土反滤层厚度为0.5m。挡土墙的基础开挖及施工过程要分段跳开开挖，确保边坡稳定。

抗滑桩主要的作用就是稳定滑坡，加固山体。开挖前应认真核对滑面情况，开挖桩群应从两端向滑坡主轴间隔开挖，灌注1d后方可开挖邻桩。其开挖应分节开挖，每节高度0.6～2.0m，挖一节立即支护一节。

5 高边坡路堑溜垮原因、处理措施

高边坡路堑溜垮原因主要有路堑局部膨胀性大于设计考虑，地表水排水不畅或长时间连续降雨，堑顶有塘或水田蓄水，还有就是施工的滞后，开挖后长期放置，坡面得不到及时封闭，造成边坡失稳，发生溜垮。

可采取的措施视溜垮情况（已滑动坡面的稳定性反演分析，膨胀土综合内摩擦角）而定，一般采取措施有：延缓坡比，加深挡墙及加宽挡墙上的平台宽度，减小渗沟的间距及加宽，加深渗沟等措施，下面就以实例说明：

某铁路膨胀土路堑，开挖深度约16m左右，设计为坡脚采用挡墙支护，设置墙顶平台2m，边坡坡率设计采用1∶2，坡面采用支撑渗沟+拱形截水骨架内喷播植草护坡。施工中由于连续降雨且部分路堑土体为强膨胀土，未逐级开挖及时防护，挡墙等防护施工滞后造成路堑顶及上部溜塌。

针对上述情况，经分析此段溜塌土为强膨胀性土，堑坡上部土综合内摩擦角为13.4°，采取了以下措施进行了治理：此段路基采取的措施有：（1）路堑边坡坡率由1∶2变为1∶4；（2）脚墙高由3m变为3.5m，墻顶标高降低0.5m，基础加深1m（基础底需低于盲沟底）；（3）墙顶平台由2m变为6.5m；（4）渗沟间距由原来的15m，变为间距7.5m；（5）坡顶设置抗滑桩，保证其溜塌面的稳定；（6）治理施工中及时施工抗滑桩及分段施作挡墙，集中力量连续快速施工坡面防护。

6 结语

高速铁路膨胀土路堑的大部分病害皆因水的原因改变了土的特性，所以我们施工中首先要做到的的就是地表水不流入工作面，其次要及时疏干土体内的水，并采取有效的措施加强土体的抗滑能力，保证我们高路堑边坡的稳定，以确保列车行驶安全。

参考文献：

[1]张元生，芦江.浅析膨胀土地质基础难题治理方法[J].中国高新技术企业，2013（06）.

[2]孙云武.刍议膨胀土路基常用处理方法[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（12）.