浅论矿区铁路塌陷区段路基下沉的加固
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摘要：矿区铁路为非开采保护建筑，部分地段受地下煤炭开采的影响，不可避免的出现下沉而影响上部铁路建筑，干扰正常运输，特别对铁路行车的安全构成威胁。因此，必须采取切实可行的措施，加固塌陷区段路基下沉，以保持正常的运输。
Abstract: Railway is non- mining protect building in mining district, and part of section are effected by underground coal mining, so inevitably appears sinking and affects the upper part of the railway building, affecting normal transport, in particular threat the safety of railway traffic. Therefore, we must take practical measures, and steady embankment collapsed section sinking, in order to maintain normal transport.
关键词：矿区；铁路；路基
Key words: mining district；railway；subgrade
0 引言
矿区铁路是煤矿企业地面运输的大动脉，运输工作的质量主要体现在运输的效率和安全上，而运输质量的好坏与线路的质量有直接的关系。线路的质量取决于路基的质量，路基是承受车辆、轨道道床等上部结构传来的动、静荷载，然后传递到大地上。路基状态的坚固、稳定是列车安全运营的关键。
1 线路下沉前路基加固的准备工作
根据预计下沉量算出路基加宽边界，加固由边界线开始向原路基边坡加固，通过重车辗压和自然沉降使加宽后的路基有一个稳定基础。在下沉活跃期前，可在预加宽的路基两侧由外向内用矸石预加高路基，并在线路两侧由内向外散布道碴，以备起道时用。路基采用矸石填充加固，预计加宽的尺寸根据预计下沉量和路基顶面宽度及边坡稳定性来确定。路肩宽度根据作业器具堆放、下道避车、汽车自卸等因素确定，路基边坡坡度由填充材料稳定性确定，通常土为1:1.5、片石为1:1.3、矸石填充边坡坡度为1:1.25，用装载机、自卸车装卸。路基底面宽度根据以上因素，用公式表示B=2×[1.5（H+h）]+6。式中：B为路基底面宽度。H为预计下沉量。
（单位：M。）h为原路肩高度。（单位：M）。
2 路基加固的方法
路基加固方法分路基预加宽、预加高两部分。路基加宽应从底部地面开始，底部路基加宽应一次完成，并分层夯实。预加高部位应按矸石边坡稳定系数随加高随收缩，并应注意与原路基搭接处的夯实，预加高部位一定要注意铁路限界，必须遵守《工务安全规则》规定的器具、材料堆放要求。机动车辆作业要注意铁路限界，并注意行车安全。有火车通过时应停止作业。
为保持路基两侧排水通畅，在路基加固前应预先延长涵洞，并预留沉降缝。涵洞延长长度为路基基底加宽后宽度减去涵洞原有长度。在线路下沉前将下沉区内的钢筋混凝土枕更换成弹性较好且质轻的木枕，减少抬道强度，以利于今后的养护维修，稳沉后再换成钢筋混凝土轨枕。下沉前应预先测量出轨面相对高程，以便稳沉后线路恢复到原状态。涵渠、路基附属物应预先加长、补齐，沿路基铺设的信号、通讯电缆应采用预留沉降外挂法，稳沉后再重新铺设。
3 起道作业
起道作业中可预留下沉量，即将要下沉的线路起成符合规定坡道。预留下沉量应在线路缓沉时和车流密度小的前提下作业，可减少下沉后抢修抬道工作量。塌陷区段路基下沉线路作业中不能按常规作业，在了解行车间隔时间长的情况下，可大抬道，长距离抬道。利用列车间隔作业时，应以起道顺坡为主，起道作业中须按规定打镐，列车辗压后，必须二次找细，消灭暗坑及空掉板。曲线地段应对上股重点捣固，防止由于作业不当造成线路出现不均匀沉降，危及行车安全。《工务维修规则》规定线路抬道量在50mm以上要办理封锁施工手续，而下沉区在活跃期每天的下沉量在200mm左右，且持续时间较长，为避免频繁扰动道床，确定一次起道量为150mm。塌陷区段路基下沉线路加固作业中必须在线路两侧设专人防护，施工前应了解车流情况，并派防护员在车站通过对讲机与工地防护员定时联系，以便工地负责人随时了解行车情况。在线路下沉期间要限制车速以确保行车安全，活跃期限速5km/h，非活跃期限速15km/h。
4 拔道作业
在拔道作业中，直线地段采用目测拨道法，人工拨道与机拨相结合。拨道时拨道量应大于线路偏移量，加大轨枕端道床宽度并夯实，以保证道床提供足够的横向阻力。曲线地段应采用目测拨道与正失拨道相结合，以保证曲线园顺。在线路日常维修作业中找水平作业量较少，但在塌陷区段路基下沉线路加固作业中，由于道床不坚实（松散），路基沉降不均匀，所以水平变化相当频繁，应根据下沉预计和采面掘进情况，定时地检查和观测线路变化，根据线路变化情况安排施工维修计划。由于路基不间断地下沉、偏移，起、拨道作业不可能每时每刻进行，所以线路随路基下沉后，由于列车辗压及自重等原因，线路向最大沉降量处移动，导致沉降量大处轨逢受压小或成瞎缝，沉降量小或暂时不下沉处轨逢受拉伸变大，超过构造轨缝，甚至拉弯、拉断接头螺栓，危及行车安全，加速线路状态变化。
5 路基加固的注意事项
轨缝小或瞎缝地段，当轨温变化大时，钢轨不能有效伸缩，造成钢轨应力集中，曲线地段加剧曲线方向变化，易造成线路涨轨、跑道。因此，在起、拨道前应先调查线路轨缝情况，以避免因作业不当引起线路涨轨、跑道，影响行车安全。现场应备足几台大吨位轨缝调整器和适量短轨头及缩短轨，以防不测时应急用，减少中断运输时间。在线路下沉变形影响行车安全的情况下必须办理封锁手续，维修完线路后，须认真检查线路及施工机具，确认不影响行车安全后方可放行列车。下沉前应预先测量出轨面相对高程，以便稳沉后线路恢复到原状。涵渠、路基附属物应预先加长、补齐，沿路基铺设的通信、通讯电缆应采用预留沉降外挂法，稳沉后再重新铺设。对于线路下沉量大，下沉速度快的线路，必须组织得当，路矿双方密切配合，及时互通信息，控制采面推进速度（5m/d以内），根据下沉情况适时限制车速。定时检查线路，注意观测线路变化情况。由于矿区铁路塌陷区段路基下沉在技术和时间上都有严格的要求，必需有针对性地加固路基，保证边坡不低于原设计标准，尽量提高一次起道高度，延长起道作业周期，减少对道床的扰动，消除潜在隐患，保持轨道的相对稳定。
6 结语
矿区铁路塌陷区段路基下沉的加固，既要保证运输安全，又要保证矿方采煤，带有极大的风险，经过不断探索、研究、实践，必将产生极为显着的经济效益，而且在全国同行业中具有很高的推广价值和指导作用。
参考文献：
[1]中华人民共和国铁路线路维修规则[M].北京:中国铁道出版社,2001.6.
煤炭工业铁路技术管理规程[M].中国铁道出版社,1996,12.
中华人民共和国国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[Z].2000,5.
王金庄，邢安仕，吴立新.矿山开采沉陷及其损害防治[M].北京：煤炭工业出版社,1995.
Abstract: Railway is non- mining protect building in mining district, and part of section are effected by underground coal mining, so inevitably appears sinking and affects the upper part of the railway building, affecting normal transport, in particular threat the safety of railway traffic. Therefore, we must take practical measures, and steady embankment collapsed section sinking, in order to maintain normal transport.
关键词：矿区；铁路；路基
Key words: mining district；railway；subgrade
0 引言
矿区铁路是煤矿企业地面运输的大动脉，运输工作的质量主要体现在运输的效率和安全上，而运输质量的好坏与线路的质量有直接的关系。线路的质量取决于路基的质量，路基是承受车辆、轨道道床等上部结构传来的动、静荷载，然后传递到大地上。路基状态的坚固、稳定是列车安全运营的关键。
1 线路下沉前路基加固的准备工作
根据预计下沉量算出路基加宽边界，加固由边界线开始向原路基边坡加固，通过重车辗压和自然沉降使加宽后的路基有一个稳定基础。在下沉活跃期前，可在预加宽的路基两侧由外向内用矸石预加高路基，并在线路两侧由内向外散布道碴，以备起道时用。路基采用矸石填充加固，预计加宽的尺寸根据预计下沉量和路基顶面宽度及边坡稳定性来确定。路肩宽度根据作业器具堆放、下道避车、汽车自卸等因素确定，路基边坡坡度由填充材料稳定性确定，通常土为1:1.5、片石为1:1.3、矸石填充边坡坡度为1:1.25，用装载机、自卸车装卸。路基底面宽度根据以上因素，用公式表示B=2×[1.5（H+h）]+6。式中：B为路基底面宽度。H为预计下沉量。
（单位：M。）h为原路肩高度。（单位：M）。
2 路基加固的方法
路基加固方法分路基预加宽、预加高两部分。路基加宽应从底部地面开始，底部路基加宽应一次完成，并分层夯实。预加高部位应按矸石边坡稳定系数随加高随收缩，并应注意与原路基搭接处的夯实，预加高部位一定要注意铁路限界，必须遵守《工务安全规则》规定的器具、材料堆放要求。机动车辆作业要注意铁路限界，并注意行车安全。有火车通过时应停止作业。
为保持路基两侧排水通畅，在路基加固前应预先延长涵洞，并预留沉降缝。涵洞延长长度为路基基底加宽后宽度减去涵洞原有长度。在线路下沉前将下沉区内的钢筋混凝土枕更换成弹性较好且质轻的木枕，减少抬道强度，以利于今后的养护维修，稳沉后再换成钢筋混凝土轨枕。下沉前应预先测量出轨面相对高程，以便稳沉后线路恢复到原状态。涵渠、路基附属物应预先加长、补齐，沿路基铺设的信号、通讯电缆应采用预留沉降外挂法，稳沉后再重新铺设。
3 起道作业
起道作业中可预留下沉量，即将要下沉的线路起成符合规定坡道。预留下沉量应在线路缓沉时和车流密度小的前提下作业，可减少下沉后抢修抬道工作量。塌陷区段路基下沉线路作业中不能按常规作业，在了解行车间隔时间长的情况下，可大抬道，长距离抬道。利用列车间隔作业时，应以起道顺坡为主，起道作业中须按规定打镐，列车辗压后，必须二次找细，消灭暗坑及空掉板。曲线地段应对上股重点捣固，防止由于作业不当造成线路出现不均匀沉降，危及行车安全。《工务维修规则》规定线路抬道量在50mm以上要办理封锁施工手续，而下沉区在活跃期每天的下沉量在200mm左右，且持续时间较长，为避免频繁扰动道床，确定一次起道量为150mm。塌陷区段路基下沉线路加固作业中必须在线路两侧设专人防护，施工前应了解车流情况，并派防护员在车站通过对讲机与工地防护员定时联系，以便工地负责人随时了解行车情况。在线路下沉期间要限制车速以确保行车安全，活跃期限速5km/h，非活跃期限速15km/h。
4 拔道作业
在拔道作业中，直线地段采用目测拨道法，人工拨道与机拨相结合。拨道时拨道量应大于线路偏移量，加大轨枕端道床宽度并夯实，以保证道床提供足够的横向阻力。曲线地段应采用目测拨道与正失拨道相结合，以保证曲线园顺。在线路日常维修作业中找水平作业量较少，但在塌陷区段路基下沉线路加固作业中，由于道床不坚实（松散），路基沉降不均匀，所以水平变化相当频繁，应根据下沉预计和采面掘进情况，定时地检查和观测线路变化，根据线路变化情况安排施工维修计划。由于路基不间断地下沉、偏移，起、拨道作业不可能每时每刻进行，所以线路随路基下沉后，由于列车辗压及自重等原因，线路向最大沉降量处移动，导致沉降量大处轨逢受压小或成瞎缝，沉降量小或暂时不下沉处轨逢受拉伸变大，超过构造轨缝，甚至拉弯、拉断接头螺栓，危及行车安全，加速线路状态变化。
5 路基加固的注意事项
轨缝小或瞎缝地段，当轨温变化大时，钢轨不能有效伸缩，造成钢轨应力集中，曲线地段加剧曲线方向变化，易造成线路涨轨、跑道。因此，在起、拨道前应先调查线路轨缝情况，以避免因作业不当引起线路涨轨、跑道，影响行车安全。现场应备足几台大吨位轨缝调整器和适量短轨头及缩短轨，以防不测时应急用，减少中断运输时间。在线路下沉变形影响行车安全的情况下必须办理封锁手续，维修完线路后，须认真检查线路及施工机具，确认不影响行车安全后方可放行列车。下沉前应预先测量出轨面相对高程，以便稳沉后线路恢复到原状。涵渠、路基附属物应预先加长、补齐，沿路基铺设的通信、通讯电缆应采用预留沉降外挂法，稳沉后再重新铺设。对于线路下沉量大，下沉速度快的线路，必须组织得当，路矿双方密切配合，及时互通信息，控制采面推进速度（5m/d以内），根据下沉情况适时限制车速。定时检查线路，注意观测线路变化情况。由于矿区铁路塌陷区段路基下沉在技术和时间上都有严格的要求，必需有针对性地加固路基，保证边坡不低于原设计标准，尽量提高一次起道高度，延长起道作业周期，减少对道床的扰动，消除潜在隐患，保持轨道的相对稳定。
6 结语
矿区铁路塌陷区段路基下沉的加固，既要保证运输安全，又要保证矿方采煤，带有极大的风险，经过不断探索、研究、实践，必将产生极为显着的经济效益，而且在全国同行业中具有很高的推广价值和指导作用。
参考文献：
[1]中华人民共和国铁路线路维修规则[M].北京:中国铁道出版社,2001.6.
煤炭工业铁路技术管理规程[M].中国铁道出版社,1996,12.
中华人民共和国国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[Z].2000,5.
王金庄，邢安仕，吴立新.矿山开采沉陷及其损害防治[M].北京：煤炭工业出版社,1995.
