路基病害的防治
路基病害的防治（protectionandtreatmentofsub-gradefault）各类路基病害的预防与整治。参见特殊地质条件下路基。
路基滑坡的防治对滑坡这一常见的路基病害的预防及治理。中国铁路有些区段滑坡病害较为密集，平均每百公里分布高达20～30处，多为山区铁路。发生滑坡常常中断行车，甚至使列车颠覆，给运输安全带来严重危害。
产生滑坡的原因有内在因素，也有外在因素。内在因素是形成滑坡的先决条件，它包括岩土性质、地质构造、地形地貌等。外因通过内因对滑坡起着促进作用，它包括水的作用、地震和人为因素等。所以，滑坡是内外各因素综合作用的结果。
防治滑坡的原则①预防。对有可能新生滑坡的地段或可能复活的古滑坡，应采取必要的工程措施，以防止产生新的滑坡或古滑坡的复活。②治早。滑坡的发生与发展，是有一个过程的，早期整治，能收到事半功倍的效果。③一次根治与分期整治相结合。滑坡一般应一次彻底根治，不留后患。但对规模较大、性质复杂、变形缓慢，一时尚不致造成重大灾害的滑坡，也可在全面规划下，分期整治。同时注意观测每期工程效果，为确定下期工程提供依据。
防治滑坡的措施应在弄清滑坡成因的基础上，对诱发滑坡的各种因素，分清主次，采取相应的工程措施。常用的防治对策有排水、减重、支挡、改善土体物理力学性质等。（1）排水措施滑坡的发生和发展都与水的作用有关，排水是防治各类滑坡之本。但应根据具体情况，采用切合实际的排水方式。对滑坡体以外的地表水，应加以拦截和引出，在滑坡可能发展的边界5m以外修建一条或多条环形截水沟；对滑坡体以外的地下水，应修建截水盲沟；对滑坡体内的地下水，应疏干和引出，浅层地下水采用支撑盲沟，深层地下水采用泄水隧洞，亦可采用垂直孔群或仰斜孔群排水；对滑体范围内的地表水，应尽快汇集引出以防下渗，在充分利用天然沟谷的基础上，修建排水系统。（2）减重措施当滑动面不深，且滑体呈上陡下缓状，滑坡范围外有稳定的山坡，滑坡不可能向上发展时，在滑坡上部减重，以减小滑坡的下滑力，是一种操作简单、经济实惠的防治措施。将减重的土体堆在坡脚反压，以增加抗滑力，效果更好。（3）支挡措施根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。①抗滑挡墙。它是广泛应用的一种防治滑坡措施。它施工方便，稳定滑坡收效快。抗滑挡墙多为重力式，石砌，也有用混凝土或钢筋混凝土的。②抗滑桩。它是利用桩在稳定岩土中的嵌固力支挡滑体的建筑物。它具有对滑体扰动少，操作简便，工期短，收效快，对行车干扰小，安全可靠等优点。抗滑桩多为挖孔或钻孔放入钢筋骨架灌筑混凝土而成。抗滑桩在滑动面以下的锚固深度，应根据滑体作用在桩上的主动土压力、桩前的被动土压力、岩土性质等来确定。③锚杆挡墙。是一种新型支挡结构，由锚杆、肋柱和挡板三部分组成，用于薄层块状滑坡或基岩埋深较浅、滑体横长滑面较陡的滑坡。具结构轻盈，节约材料，适宜机械化施工，提高生产效率等优点。④抗滑明洞。若滑动面的下缘处在边坡上的较高位置，可视地基情况设置坑滑明洞，洞顶回填土石支撑滑体，或滑体越过洞顶落在线路之外。但这一措施对行车干扰大，施工困难，造价昂贵，只有在其他措施难以奏效时采用。（4）改善滑坡土体的物理力学性质用物理化学方法，加固和稳定滑坡。方法很多，如焙烧、成浆、加灰土桩、硅化、电渗、离子交换等。这些方法，由于工序复杂，成本较高，目前中国铁路仅小规模试用，尚未广泛采用。（5）改线绕避上述整治措施难以奏效时，在经济技术合理情况下，可以考虑改线绕避。
养护维修要点①滑坡区的地表排水设备，如截水沟、排水沟、吊沟等应做到无淤积、无漏水、无冲刷、排水畅通、沟涵相通。对失效损坏处所，应及时修补，确保状态良好。③滑坡区的地下排水设备，如支承渗沟、暗沟、隧洞、渗井、渗管等，应定期检查，及时清理和疏通。对失效或损坏处所，应及时修补或整治。地下排水设施，一般每年在春融之后和冰冻之前，在雨季开始之前和暴雨之后，必须仔细观测其流量，掌握其变化规律和排水效果，发现异常及时处理。③滑坡区的防护和加固建筑物，应保持完整无损，如有开裂、滑移，必须认真查明原因，采取治理措施，不可麻痹大意，要防患于未然。④对规模大，情况复杂的大滑坡，虽经模治仍在缓慢变形或间歇变形，应对其认真观测，实行动态监控，掌握变化规律和发展趋势，以便及时采取有效措施。⑤保护好山坡植被，搞好水土保持，也是滑坡区养护维修的重要任务。
路基崩塌落石的防治崩塌落石是堑坡或其上山坡的岩块土石发生崩塌或坠落造成危害的地质现象。具有突然、快速和较难预测的特点，是地形、地质比较复杂的山区铁路十分常见的路基病害，对铁路行车安全危害甚大，经常导致中断行车，甚至列车颠覆。
形成崩塌的原因①陡峭高峻的边坡或山体斜坡，坡度大于45°、高度大于30m，特别是坡度在55°～75°的斜坡，是崩塌多发地段。②由风化的坚硬岩层组成的又高又陡的斜坡，如互层砂岩，稳定性更差，容易形成崩塌。③受地质构造影响严重，有很多结构面将岩体切割成不连续体的斜坡，特别是有两组结构面倾向线路，其中一组倾角较缓时，容易向线路崩塌。④水的作用是产生崩塌的重要因素。绝大多数的崩塌发生在雨季或暴雨之后，因为水的渗入，对岩石产生软化、润滑和动水压力作用，使岩体强度降低，内摩擦力减小，促使崩塌发生。⑤其他如地震、爆破、人工开挖斜坡及列车震动等，都是诱发崩塌的因素。
防治原则以预防为主，制早治小，一次根治，不留后患为原则。①新建铁路应加强工程地质工作，对崩塌落石地段，严重者应予以绕避，不能绕避时，应修建必要的预防性工程，防患于未然。②养护维修应对可能发生崩塌落石地段，加强检查巡视，发现变形失稳征兆，应及时采取措施，治早治小，防止因病害扩大而导致灾害的发生。③病害发生后，整治工作要坚持一次根治、不留后患。否则，往往会招致大的灾害。
防治措施应根据病害性质、规模及所处地形、地质情况，因地制宜地选择。常用的防治措施有如下类型。①拦截类适用于小规模、小块体的崩塌落石。拦截构造有落石平台、落石坑、落石沟、拦石墙、钢轨栅栏及柔性拦石网等。②遮栏类应用于规模较大的崩塌落石，遮栏建筑有各种明洞和棚洞。修建明洞、棚洞，既可遮挡崩塌落石，又可对边坡下部起稳定和支撑作用。③支挡加固类适用于不宜或难于消除的大危岩或不稳定的大孤石。支挡建筑有支顶墙、支护墙、明洞式支墙、支柱、支撑等。④护坡、护墙适用于易风化剥落的边坡。边坡陡者用护墙，边坡缓者用护坡。⑤改线绕避上述措施不能奏效时，应考虑改线绕避。
养护维修要点①崩塌落石地段应进行定期检查、经常检查和雨季汛期检查。所谓定期检查是指春检和秋检，对崩塌落石地段及其防护建筑物进行全面地检查。春检时发现隐患，采取防范措施安全渡汛；秋检时是检查汛期过后崩塌落石处所的变化情况及防护建筑物的破损情况，分轻重缓急，安排路基大、维修计划。巡山工和重点病害看守工对所管责任地段或处所，应经常巡视检查，监视危岩落石的发展动向，防患于未然。雨季汛期应加强检查力度，执行雨前、雨中、雨后检查制度，是防止崩塌落石事故的有效措施。②及时清理被拦截的崩塌坠落土石，修理被破坏的建筑物及排水设备。③对范围大、数最多、危石分散、清除整治困难的崩塌落石地段，应设置报警装置，以防发生事故。
基床翻浆冒泥、下沉外挤的防治基床翻浆冒泥、下沉外挤是路基本体变形而引起的病害。一般发生在基床为黏土类的路基地段，排水不良的路堑和站场比较多见。翻浆冒泥和基床下沉外挤病害，是基床变形不同阶段的表征，翻浆冒泥导致陷槽或碴囊基床下沉，陷槽或碴囊的发展使基床抗剪强度下降，导致路肩隆起或边坡外挤。基床翻浆冒泥引起的轨道不平顺，恶化了列车运行条件，但变形发展缓慢，对行车安全影响不大。而基床下沉外挤，则可能造成行车中断甚至列车颠覆，严重危及行车安全。
病害成因基床排水不良承载力不足或受水浸承载力进一步下降的土质基床在列车荷载反复作用下，将逐渐形成基床翻浆冒泥下沉外挤的病害。水若源于降雨，翻浆冒泥表现为季节性，即雨季发生，旱季不发生；水若源于地下水，则翻浆冒泥表现为常年性，但雨季比较严重。基床土遇水承载力下降，原因比较复杂，如基床土为膨胀土未更换或改良；排水系统不完善；基床未作砂垫层或厚度不足；填土密实度未按规定控制；轨道状态不良；速度、轴重增加而轨道与之不相匹配等，都将使基床强度与行车条件不相匹配，以致产生基床病害。
防治原则“预防为主，治早治小”。应在基床变形的初始阶段及早整治，不要到碴囊形成甚至下沉外挤再整治，这样做可事半功倍。
防治措施应视病害性质，产生原因，地段长短及施工条件等情况，合理选择施工工艺，综合整治以求实效。①排水。适用于排水不良而导致的基床病害，如路堑和站场。疏通或修建防渗侧沟、天沟、排水沟等地表排水系统；修建堵截、导引、降低地下水位的盲沟、截水沟、侧沟下渗沟等排除地下水或降低地下水位系统。以消除或减小地表水和地下水对路基基床的侵害，使基床土经常保持疏干状态。②提高基床表层强度。适用于基床表层土承载力不足导致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用换渗料土（二合土或三合土）及换砂。换填深度应以满足承载力要求为原则。③使基面应力降低或均匀分布。④土工膜（板）封闭层或无纺土工纤维渗滤层。这是近年广泛应用的防治基床病害的新工艺，它有隔离地表水、过滤基面水和均布基面应力等多种效用，常与换砂、砂垫层配合使用。
养护维修注意事项①病害整治前，应加强线路检查和维修，及时整好轨平和轨向，挖除翻浆泥碴恢复道床弹性，排除陷槽和碴囊积水，保持排水设施完好畅通，以保证行车平稳和降低基床变形速度。②病害整治后，应经常保持状态完好，及时修补损坏部位，尤其要确保地下排水设施，如侧沟下渗沟，完好畅通，定期清理，以防堵塞。
路基陷穴的防治路基陷穴是路基下面隐伏的洞穴顶部塌陷引起的一种路基病害。塌陷有时能使轨道悬空，给行车安全带来严重后果，这些洞穴有三类，一是石灰岩地区的岩溶洞穴；二是黄土地区的黄土陷穴；三是人工遗留的洞穴，如古墓、古窖、古井、遗弃的坑道等。有些洞穴，修建铁路时未发现，或发现未作处理，有些黄土陷穴是在铁路建成后，因路基排水不良，水流集中潜蚀而成。石灰岩溶洞主要分布在中国南方广西、贵州和云南东部，湖南、湖北西部及广东的西部和北部也很发育，北方主要分布在山西与河北的太行山、太岳山、吕梁山和燕山一带。黄土陷穴主要分布在西北和华北地区，尤其是黄河中游地区。
形成原因造成洞穴顶部塌陷的主要因素是水的作用和列车荷载作用。洞穴在水的侵蚀、潜蚀作用下和列车动荷载的反复作用下，洞顶的岩土结构逐渐遭到破坏，承载力也逐渐丧失，最终突然塌陷。
预防措施预防洞顶塌陷，必须预先弄清楚影响路基稳定范围内，隐伏洞穴的分布情况、形状大小、埋藏深度、顶部厚度、洞穴处工程地质和水文地质情况，以及洞穴的发展趋势等，而后采取工程措施，预防洞穴塌陷。但要做到这一点，只有在新线勘测设计或施工阶段才有可能。通车后在运营条件下，很难做到。黄土路基，只要做好路基排水，就能预防新生陷穴的发生。
整治措施陷穴发生后，首先应根据陷穴发生的部位、规模、对路基稳定性或行车安全的危害程度，进行评估，确定是否紧急处理。发生在轨道下面的陷穴，对行车安全危害较大，应采取紧急措施，如填实陷坑，整修线路，扣轨慢行，派人看守,情况危急时，应封锁线路。其次应做细致调查，查清塌陷洞穴的成因，形状大小，平面位置，埋藏深度，工程地质和水文地质特征及可能的发展趋势，为彻底整治提供依据。常用措施有：①开挖回填。如暂不危及行车安全，此措施应作为首选，它能确保质量，不留后患。③塌陷洞穴在轨道下方，无法开挖，可钻孔灌砂、灌注泥浆、砂浆或混凝土浆。④规模较大或与暗河相通的溶洞塌陷，可采用网格梁、地基梁、框架梁跨越，或其他类梁跨越等。无论采用何种措施，都要做好排水，尤其是黄土陷穴，排水设施有效、完善与否是整治成败的的关键。
路基冲刷的防治位于河流岸边、河滩或水库岸边的路基，因常年或季节性水流冲刷、波浪和渗流的作用，往往造成路基冲空、边坡滑坍等病害。防治这类病害，必须掌握水流性质、变化规律及可能对岸边或路基造成危害的性质和严重程度，使防治措施准确到位。为此，应细致地调查勘测、精心分析，提出符合实际的科学结论。
防护工程分直接防护和间接防护两类。直接防护是对路基本体加固，以抵御水流的冲刷；间接防护是借导流或挑流工程，改变水流性质，间接达到避免或减轻水流对路基冲刷的目的。
直接防护方式①干砌石护坡。适用于不受主流冲刷的路堤边坡。②浆砌片护坡。适用于主流冲刷及波浪作用强烈的路堤边坡。③抛石。适用于水流方向平顺，无严重局部冲刷，已被水浸的路堤边坡。④石笼。适用于既受洪水冲刷又缺少大石料的区段。⑤挡水墙。适用于峡谷急流和水流冲刷严重地段。
间接防护①挑水坝。适用于河床较宽，冲刷和淤积大致平衡。水流性质较易改变的河段，有的地主可以顺河势布置向导流建筑物。防护地段较长，更宜采用。②顺坝。适置横向导流建筑物。防护地段较长，更宜采用。③潜坝。适用于河不太宽，洪水时流速较大河水深较的河段，侵占河槽较少又能减轻对路堤的冲刷，但宜和加固路堤边坡配合使用。④防水林带。适用于路基外侧河滩季节性洪水冲刷地段。参见导治建筑物。
上述防护工程措施，既可单独使用，也可综合使用，应根据河流形态，地质情况和水流特性合理选用。如山区河流，由于河道窄、纵坡陡，防护工程应尽量顺乎自然，宜选用直接防护措施，若以挑水坝等导流措施防护，往往失败的多，收获的少。
防护设施养护要点①经常检查，特别是洪水期间和洪水过后，应进行全面检查，范围不大的损毁，应及时修补；范围较大的损毁，应充分调查，分析原因，而后制定整治措施。②调查重点应放在水下部位。特别是直接防护工程的水下部位，基础冲空往往是导致路堤突然坍滑的主要原因。③水毁设施的修复，应充分考虑原设计意图，以防新增设施造成新的不良后果。④损毁情况然及行车安全时，应采取紧急措施，护住坡脚，通常抛石或抛石笼紧急防护。
路基冻害的防治中国东北地区及西北高原地区，多为季节性冻土地区，地表土层一般冬季冻结，春季开始融化，夏季除永冻层外将全部融化。这类地区的路基，在土、水、温度的共同影响下，路基面将发生不同程度的冻胀，春夏又发生融化下沉，使轨面高低、水平产生不均匀变形，严重地段往往伴生翻浆冒泥，道碴陷槽，基床外挤等病害。
冻胀原因及影响因素由于土中的水在冻结过程中有向冻结锋面迁移的特征，并不断析出冰层，且体积增大9%这一物理力学现象造成。所以，冻结过程中土中水的迁移机理，是产生路基冻害的基本原因。影响因素：①温度的影响。当土层温度处于负温相转换区，且冻结速率较低时，土水中迁移最活跃，以致形成较大的冻胀。②土质的影响。由粒径大于0.1mm的粗颗粗组成的土质，无冻胀或冻胀较小，如砂、砾石、碎石等；由粒径小于0.1mm细颗粒组成的土质，如砂黏土、黏土等，有较大冻胀性，尤其是黏粒含量大于15%，密度较小的粉粒土冻胀最强烈。③水分的影响。土的天然含水量越大，冻胀性也越大，特别是有地下水补给时，会发生强烈的冻胀。
冻害的表现形态①从轨面前后高低变形看，分为冻峰（臌包）、冻谷（凹槽）、冻阶（台阶）。②从轨面水平变形看，分为单股冻起、双股冻起、交错冻起。③从冻胀部位看，分为道床冻胀、基床表层冻胀、基床深层冻胀。④从冻起高度看，冻起高度小于25mm，为一般冻害，冻起高度25～50mm，为较大冻害，冻起高度大于50mm，称为大冻害。
预防措施①保持道床清洁，防止泥土混入，及时清除土垅，以利排水。②路肩和边坡保持平整，无坑洼、裂缝、防止积水下渗。③侧沟、天沟等地表排水设施及渗沟、暗沟等地下排水设施应保持工况完好，畅通无阻，防止或减少水对路基的补给。
整治措施冻害发生后，首先应认真进行调查，弄清冻胀发生部位、形状、高度、起落及发展过程，弄清冻胀土层的性质被、结构及水文地质条件，以便分析冻胀产生的原因和变化规律，然后提出相应的整治措施。常用的整治措施有∶①修建减少路基基床含水量的排水设施。如修建具有抗冻防渗能力的地表排水设施，以防治因地表水节而引起的冻胀；修建渗沟、暗沟、截水沟等，截断、疏导地下水或降低地下水位，以防治因地下水补给而引起冻胀。②挖除冻害地段的基床土，换填无冻胀或冻胀很小的碎石、河沙、砂类土等。换土深度应主冻结试之下，换土宽度应包括路肩在内的整断面更换。③在基床表层铺设保温层，改善基床温度环境，使表层下的基床土不冻结或减小冻结深度。保温材料一般用炉渣，其导热系数小、，成本低廉，也可用石棉、泡沫聚苯乙烯板等保温材料。国外经验表明，用泥炭或冷压泥炭砖作保温材料，效果良好，使用时间长。湿度大的泥炭在水分冻结时，会释放大量潜热，能防止泥炭进一步冻结。④人工盐化基床土。用氯盐（NaCl）整治路基冻害，费工较多。效果虽明显，但有效时间短，一般只用于基床表层冻胀地段。选择上述措施时，应注意总体效果，考虑相互配合，以期达到根除冻害的目的。
路基雪害的防治中国黑龙江、吉林、内蒙古等省区，属寒温带大陆性季风气候，全年降雪天数190～200d,积雪天数160～180d，最大积雪深度200～1000mm。年平均风速4.4m/s，最大风速40m/s。这些地区的铁路线路，冬季常被雪埋，严重影响行车安全。
易于积雪地段由于铁路线路的地形、地貌及其与主风向的夹角各不相同，线路积雪的程度也不一样。经验表明，下列地段易于积雪：①车站站场；②路堑与路堤交界处；③深2m以下的浅路堑；④高1.2m以下的矮路堤；⑤复线并行不等高的高差大于0.3m地段。
防治措施积雪掩埋线路危及行车安全。积雪融化后，增加路基含水量，降低中期承载能力，形成路基翻浆冒泥和陷槽等病害。易被雪地埋钱，必须那瓣治驰。最经济有效，且一劳永逸的防治措施是营造防护林带（参见线路维修管理之铁路沿线造林绿化）。它不仅可以防止雪害，而且还可以改造生态环境。防雪林带的布设位置、型式、树种，应根据地理、气候、土壤条件,风速、风向、积雪程度等情况选定。在无营造防雪林条件或防雪林尚未发挥作用之前，也可修建一些临时防雪设备，如移防防雪栅、防雪堤垣、防雪堤垣、导风挡板等。冬季有时会发生预计不到的暴风雪，在不积雪地段，也会严重积雪而影响行车。为预防不设，应在适当区段，储备一些除雪机，以备急需。
路基沙害的防治通过沙漠（包括沙质荒漠、戈壁及沙地）地区的铁路，如包兰线、兰新线、集二线、京通线、青藏线、南疆线、乌吉线及陇海线经黄河故道地段等，在风的作用下，移动沙流经常给铁路造成不同程度的危害，有时甚至掩埋线路，危及行车安全。
沙害形态风沙对线路的危害主要表现在流沙在线路上的堆积，以及流沙对路堤边坡的吹蚀和对道床的掏空。线路上堆积的沙，掩埋枕面以上，以称一级沙害，掩埋面以上至轨面以下，称二级沙害；掩埋枕面以下，称三级沙害。
防治原则和措施沙害的防治原则是因害设防，因地制宜和就地取材。沙害防治措施，分为植物固沙和工程固沙两类。植物固沙是治本良策，既可阻截沙流，防止风蚀，又可调节小气候，改善生态环境和改良土壤。
植物固沙以营造林带为本。林带采用植物混种、均匀透风类型。迎风林带先矮后高，即先灌木，后乔木；背风侧则先高后矮，有效防护宽度一般为树高的15～25倍。沙害严重地段，迎风侧可营造多条林带。防沙林应根据沙漠性质、水文地质条件、气候特征力求所选树种生长快、固沙、防风能力强、不怕沙埋。常被选用的植物首沙枣、胡杨、小叶杨、文冠果、花棒、沙蒿、胡枝子、杨柴等十几种（参见线路维修管理之铁路沿线造林绿化）。
工程固沙一般用在没有植物生长条件的地段，或作为植物固沙初期的辅助措施。常用以下几种形式：①路基本体护。对路基或路堑本体用不同的材料进行覆盖，如干砌片石（或预制水泥板）、栽砌或散铺卵砾石。路基两侧防护。在路基两侧一定范围内修筑一些阻沙、固沙及导沙设施，保护线路不被流沙掩埋。阻沙设施包括防沙栅栏、防沙沟堤、防沙挡墙等；固沙措施包括麦草沙障、土埂沙障、化学乳剂固沙、铺设卵石或黏土覆盖沙面等。导沙设施包括用卵石铺砌而成表面光滑的输沙平台、在路基迎风侧修建导沙堤等。
