淺論礦區鐵路塌陷區段路基下沉的加固
General 更新 2024年11月19日
摘要：礦區鐵路為非開採保護建築，部分地段受地下煤炭開採的影響，不可避免的出現下沉而影響上部鐵路建築，干擾正常運輸，特別對鐵路行車的安全構成威脅。因此，必須採取切實可行的措施，加固塌陷區段路基下沉，以保持正常的運輸。
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.
Key words: mining district；railway；subgrade
0 引言
礦區鐵路是煤礦企業地面運輸的大動脈，運輸工作的質量主要體現在運輸的效率和安全上，而運輸質量的好壞與線路的質量有直接的關係。線路的質量取決於路基的質量，路基是承受車輛、軌道道床等上部結構傳來的動、靜荷載，然後傳遞到大地上。路基狀態的堅固、穩定是列車安全運營的關鍵。
根據預計下沉量算出路基加寬邊界，加固由邊界線開始向原路基邊坡加固，通過重車輾壓和自然沉降使加寬後的路基有一個穩定基礎。在下沉活躍期前，可在預加寬的路基兩側由外向內用矸石預加高路基，並在線路兩側由內向外散佈道碴，以備起道時用。路基採用矸石填充加固，預計加寬的尺寸根據預計下沉量和路基頂面寬度及邊坡穩定性來確定。路肩寬度根據作業器具堆放、下道避車、汽車自卸等因素確定，路基邊坡坡度由填充材料穩定性確定，通常土為1:1.5、片石為1:1.3、矸石填充邊坡坡度為1:1.25，用裝載機、自卸車裝卸。路基底面寬度根據以上因素，用公式表示B=2×[1.5（H+h）]+6。式中：B為路基底面寬度。H為預計下沉量。
（單位：M。）h為原路肩高度。（單位：M）。
2 路基加固的方法
路基加固方法分路基預加寬、預加高兩部分。路基加寬應從底部地面開始，底部路基加寬應一次完成，並分層夯實。預加高部位應按矸石邊坡穩定係數隨加高隨收縮，並應注意與原路基搭接處的夯實，預加高部位一定要注意鐵路限界，必須遵守《工務安全規則》規定的器具、材料堆放要求。機動車輛作業要注意鐵路限界，並注意行車安全。有火車通過時應停止作業。
為保持路基兩側排水通暢，在路基加固前應預先延長涵洞，並預留沉降縫。涵洞延長長度為路基基底加寬後寬度減去涵洞原有長度。線上路下沉前將下沉區內的鋼筋混凝土枕更換成彈性較好且質輕的木枕，減少抬道強度，以利於今後的養護維修，穩沉後再換成鋼筋混凝土軌枕。下沉前應預先測量出軌面相對高程，以便穩沉後線路恢復到原狀態。涵渠、路基附屬物應預先加長、補齊，沿路基鋪設的訊號、通訊電纜應採用預留沉降外掛法，穩沉後再重新鋪設。
3 起道作業
起道作業中可預留下沉量，即將要下沉的線路起成符合規定坡道。預留下沉量應線上路緩沉時和車流密度小的前提下作業，可減少下沉後搶修抬道工作量。塌陷區段路基下沉線路作業中不能按常規作業，在瞭解行車間隔時間長的情況下，可大抬道，長距離抬道。利用列車間隔作業時，應以起道順坡為主，起道作業中須按規定打鎬，列車輾壓後，必須二次找細，消滅暗坑及空掉板。曲線地段應對上股重點搗固，防止由於作業不當造成線路出現不均勻沉降，危及行車安全。《工務維修規則》規定線路抬道量在50mm以上要辦理封鎖施工手續，而下沉區在活躍期每天的下沉量在200mm左右，且持續時間較長，為避免頻繁擾動道床，確定一次起道量為150mm。塌陷區段路基下沉線路加固作業中必須線上路兩側設專人防護，施工前應瞭解車流情況，並派防護員在車站通過對講機與工地防護員定時聯絡，以便工地負責人隨時瞭解行車情況。線上路下沉期間要限制車速以確保行車安全，活躍期限速5km/h，非活躍期限速15km/h。
4 拔道作業
在拔道作業中，直線地段採用目測撥道法，人工撥道與機撥相結合。撥道時撥道量應大於線路偏移量，加大軌枕端道床寬度並夯實，以保證道床提供足夠的橫向阻力。曲線地段應採用目測撥道與正失撥道相結合，以保證曲線園順。線上路日常維修作業中找水平作業量較少，但在塌陷區段路基下沉線路加固作業中，由於道床不堅實（鬆散），路基沉降不均勻，所以水平變化相當頻繁，應根據下沉預計和採面掘進情況，定時地檢查和觀測線路變化，根據線路變化情況安排施工維修計劃。由於路基不間斷地下沉、偏移，起、撥道作業不可能每時每刻進行，所以線路隨路基下沉後，由於列車輾壓及自重等原因，線路向最大沉降量處移動，導致沉降量大處軌逢受壓小或成瞎縫，沉降量小或暫時不下沉處軌逢受拉伸變大，超過構造軌縫，甚至拉彎、拉斷接頭螺栓，危及行車安全，加速線路狀態變化。
5 路基加固的注意事項
軌縫小或瞎縫地段，當軌溫變化大時，鋼軌不能有效伸縮，造成鋼軌應力集中，曲線地段加劇曲線方向變化，易造成線路漲軌、跑道。因此，在起、撥道前應先調查線路軌縫情況，以避免因作業不當引起線路漲軌、跑道，影響行車安全。現場應備足幾臺大噸位軌縫調整器和適量短軌頭及縮短軌，以防不測時應急用，減少中斷運輸時間。線上路下沉變形影響行車安全的情況下必須辦理封鎖手續，維修完線路後，須認真檢查線路及施工機具，確認不影響行車安全後方可放行列車。下沉前應預先測量出軌面相對高程，以便穩沉後線路恢復到原狀。涵渠、路基附屬物應預先加長、補齊，沿路基鋪設的通訊、通訊電纜應採用預留沉降外掛法，穩沉後再重新鋪設。對於線路下沉量大，下沉速度快的線路，必須組織得當，路礦雙方密切配合，及時互通訊息，控制採面推進速度（5m/d以內），根據下沉情況適時限制車速。定時檢查線路，注意觀測線路變化情況。由於礦區鐵路塌陷區段路基下沉在技術和時間上都有嚴格的要求，必需有針對性地加固路基，保證邊坡不低於原設計標準，儘量提高一次起道高度，延長起道作業週期，減少對道床的擾動，消除潛在隱患，保持軌道的相對穩定。
6 結語
礦區鐵路塌陷區段路基下沉的加固，既要保證運輸安全，又要保證礦方採煤，帶有極大的風險，經過不斷探索、研究、實踐，必將產生極為顯著的經濟效益，而且在全國同行業中具有很高的推廣價值和指導作用。
參考文獻：
[1]中華人民共和國鐵路線路維修規則[M].北京:中國鐵道出版社,2001.6.
煤炭工業鐵路技術管理規程[M].中國鐵道出版社,1996,12.
中華人民共和國國家煤炭工業局.建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程[Z].2000,5.
王金莊，邢安仕，吳立新.礦山開採沉陷及其損害防治[M].北京：煤炭工業出版社,1995.
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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.
Key words: mining district；railway；subgrade
0 引言
礦區鐵路是煤礦企業地面運輸的大動脈，運輸工作的質量主要體現在運輸的效率和安全上，而運輸質量的好壞與線路的質量有直接的關係。線路的質量取決於路基的質量，路基是承受車輛、軌道道床等上部結構傳來的動、靜荷載，然後傳遞到大地上。路基狀態的堅固、穩定是列車安全運營的關鍵。
根據預計下沉量算出路基加寬邊界，加固由邊界線開始向原路基邊坡加固，通過重車輾壓和自然沉降使加寬後的路基有一個穩定基礎。在下沉活躍期前，可在預加寬的路基兩側由外向內用矸石預加高路基，並在線路兩側由內向外散佈道碴，以備起道時用。路基採用矸石填充加固，預計加寬的尺寸根據預計下沉量和路基頂面寬度及邊坡穩定性來確定。路肩寬度根據作業器具堆放、下道避車、汽車自卸等因素確定，路基邊坡坡度由填充材料穩定性確定，通常土為1:1.5、片石為1:1.3、矸石填充邊坡坡度為1:1.25，用裝載機、自卸車裝卸。路基底面寬度根據以上因素，用公式表示B=2×[1.5（H+h）]+6。式中：B為路基底面寬度。H為預計下沉量。
（單位：M。）h為原路肩高度。（單位：M）。
2 路基加固的方法
路基加固方法分路基預加寬、預加高兩部分。路基加寬應從底部地面開始，底部路基加寬應一次完成，並分層夯實。預加高部位應按矸石邊坡穩定係數隨加高隨收縮，並應注意與原路基搭接處的夯實，預加高部位一定要注意鐵路限界，必須遵守《工務安全規則》規定的器具、材料堆放要求。機動車輛作業要注意鐵路限界，並注意行車安全。有火車通過時應停止作業。
為保持路基兩側排水通暢，在路基加固前應預先延長涵洞，並預留沉降縫。涵洞延長長度為路基基底加寬後寬度減去涵洞原有長度。線上路下沉前將下沉區內的鋼筋混凝土枕更換成彈性較好且質輕的木枕，減少抬道強度，以利於今後的養護維修，穩沉後再換成鋼筋混凝土軌枕。下沉前應預先測量出軌面相對高程，以便穩沉後線路恢復到原狀態。涵渠、路基附屬物應預先加長、補齊，沿路基鋪設的訊號、通訊電纜應採用預留沉降外掛法，穩沉後再重新鋪設。
3 起道作業
起道作業中可預留下沉量，即將要下沉的線路起成符合規定坡道。預留下沉量應線上路緩沉時和車流密度小的前提下作業，可減少下沉後搶修抬道工作量。塌陷區段路基下沉線路作業中不能按常規作業，在瞭解行車間隔時間長的情況下，可大抬道，長距離抬道。利用列車間隔作業時，應以起道順坡為主，起道作業中須按規定打鎬，列車輾壓後，必須二次找細，消滅暗坑及空掉板。曲線地段應對上股重點搗固，防止由於作業不當造成線路出現不均勻沉降，危及行車安全。《工務維修規則》規定線路抬道量在50mm以上要辦理封鎖施工手續，而下沉區在活躍期每天的下沉量在200mm左右，且持續時間較長，為避免頻繁擾動道床，確定一次起道量為150mm。塌陷區段路基下沉線路加固作業中必須線上路兩側設專人防護，施工前應瞭解車流情況，並派防護員在車站通過對講機與工地防護員定時聯絡，以便工地負責人隨時瞭解行車情況。線上路下沉期間要限制車速以確保行車安全，活躍期限速5km/h，非活躍期限速15km/h。
4 拔道作業
在拔道作業中，直線地段採用目測撥道法，人工撥道與機撥相結合。撥道時撥道量應大於線路偏移量，加大軌枕端道床寬度並夯實，以保證道床提供足夠的橫向阻力。曲線地段應採用目測撥道與正失撥道相結合，以保證曲線園順。線上路日常維修作業中找水平作業量較少，但在塌陷區段路基下沉線路加固作業中，由於道床不堅實（鬆散），路基沉降不均勻，所以水平變化相當頻繁，應根據下沉預計和採面掘進情況，定時地檢查和觀測線路變化，根據線路變化情況安排施工維修計劃。由於路基不間斷地下沉、偏移，起、撥道作業不可能每時每刻進行，所以線路隨路基下沉後，由於列車輾壓及自重等原因，線路向最大沉降量處移動，導致沉降量大處軌逢受壓小或成瞎縫，沉降量小或暫時不下沉處軌逢受拉伸變大，超過構造軌縫，甚至拉彎、拉斷接頭螺栓，危及行車安全，加速線路狀態變化。
5 路基加固的注意事項
軌縫小或瞎縫地段，當軌溫變化大時，鋼軌不能有效伸縮，造成鋼軌應力集中，曲線地段加劇曲線方向變化，易造成線路漲軌、跑道。因此，在起、撥道前應先調查線路軌縫情況，以避免因作業不當引起線路漲軌、跑道，影響行車安全。現場應備足幾臺大噸位軌縫調整器和適量短軌頭及縮短軌，以防不測時應急用，減少中斷運輸時間。線上路下沉變形影響行車安全的情況下必須辦理封鎖手續，維修完線路後，須認真檢查線路及施工機具，確認不影響行車安全後方可放行列車。下沉前應預先測量出軌面相對高程，以便穩沉後線路恢復到原狀。涵渠、路基附屬物應預先加長、補齊，沿路基鋪設的通訊、通訊電纜應採用預留沉降外掛法，穩沉後再重新鋪設。對於線路下沉量大，下沉速度快的線路，必須組織得當，路礦雙方密切配合，及時互通訊息，控制採面推進速度（5m/d以內），根據下沉情況適時限制車速。定時檢查線路，注意觀測線路變化情況。由於礦區鐵路塌陷區段路基下沉在技術和時間上都有嚴格的要求，必需有針對性地加固路基，保證邊坡不低於原設計標準，儘量提高一次起道高度，延長起道作業週期，減少對道床的擾動，消除潛在隱患，保持軌道的相對穩定。
6 結語
礦區鐵路塌陷區段路基下沉的加固，既要保證運輸安全，又要保證礦方採煤，帶有極大的風險，經過不斷探索、研究、實踐，必將產生極為顯著的經濟效益，而且在全國同行業中具有很高的推廣價值和指導作用。
參考文獻：
[1]中華人民共和國鐵路線路維修規則[M].北京:中國鐵道出版社,2001.6.
煤炭工業鐵路技術管理規程[M].中國鐵道出版社,1996,12.
中華人民共和國國家煤炭工業局.建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程[Z].2000,5.
王金莊，邢安仕，吳立新.礦山開採沉陷及其損害防治[M].北京：煤炭工業出版社,1995.
淺論安全玻璃在高層建築中的使用