1、铁路路基病害检测
铁路路基病害一般指铁路路基平台顶部结构不坚实而且渗水，以及原填充物的不均匀性，经长期雨水冲刷和渗透、行车振动等所形成的一定规模的充坑、洞穴或渣石填充物。路基病害比较隐蔽，一旦受到外界因素影响造成塌陷，将直接威胁行车安全，因此，铁路病害的勘查十分重要。
路基勘查中，由于受到电磁干扰、铁轨干扰及行车震动干扰的影响，限制了一些地球物理方法的应用，因此，目前常用于对铁路病害检测的地球物理方法是微重力测量。
由于路基的病害地段和完整地段有一定的密度差异，为微重力测量提供了前提。图10.14是法国波尔多—塞特铁路线上路堤下喀斯特溶洞的微重力异常等值线图，测量位置位于铁路线巴尔萨克处，勘查对象是5m高的路堤和路基部。图中可见，在该带中部有一处密度较大的地段(异常达3×10－1g.u.)，这是一处过去曾进行过灌浆处理的地段。在过去处理时，由于突然塌陷，未能进行专门研究。在地段两端出现－2×10－1～－6×10－1g.u.两处异常，位于边坡基部并向路基底下延伸。经对异常的解释和钻探验证，证实在路基下3～6m深处的灰岩中存在喀斯特溶洞。
图10.14波尔多—塞特铁路线上路堤下喀斯特溶洞的测定和处理
铁路路基是多用耕土堆垫压实而成，如果出现路基病害，必将引起电性差异。路基位于地面以上(或浅水面以上)，所以无论是洞穴或渣石充填物都可使勘探体积所涉及范围内的视电阻率增大，由此对称四极剖面会出现高阻异常，路基病害越严重，规模越大，高阻异常越明显。例如，图10.15是陇海路某段采用对称四极剖面法实测曲线，采用AB=7m，MN=1m装置，由图可见，全线有三种病害形式:
图10.15路基勘查部分剖面图1—严重病害段;2—较重病害段;3—轻度病害段
1)较大洞穴或渣石填充物的严重病害段，视电阻率曲线值很高;
2)较重病害段，视电阻率曲线呈高低交错;
3)轻度病害段，视电阻率较高，视电阻率曲线呈高低交错。
严重病害段的影响可至路基外侧钢轨下，是急需处理部位。轻度病害段，短期内不会形成大的病害，可作为今后雨季的防范对象。
根据地球物理测量和钻孔所提供的资料，可以确定出需要灌浆地带，得出最佳的工程计划。灌浆处理后，除打钻检查外，还可以进行微重力测量，以圈出灌浆不足或灌浆过量的地层。图10.16是在一已知灌浆地带，对灌浆后地层的重力异常变化，与计算机根据模型(用灌浆前的钻孔资料制作的地质模型)计算出来的理论异常曲线对比。从图10.16(a)可以看出，该地带的右半部灌注未超出预计范围，也未出现重力异常。在模型左半部出现剩余异常，表明灌浆不足。图10.16(b)是灌浆容量对比图，图10.16(c)是地质模型(沿Ⅰ号测线的剖面)。
图10.16巴黎—斯特拉斯堡铁路线上
近年来，使用瞬态面波进行铁路路基承载力的检测也取得了较好的结果，为路基病害的确定和治理提供了可靠数据。
利用瞬态瑞雷面波法测试既有线路路基承载力时，由于受到行车影响，在测线布置时只能在枕轨外测或路肩上进行。由于瑞雷面波是一个体波，具有体积勘探的特点，因此可代表路基道心的实际情况。瞬态面波数据采集时使用面波仪和低频检波器测量。震源采用18磅(lb)大锤和铁板。道间距随着勘探深度的增大而相应增大。数据处理主要是求取频率－速度频散曲线，对频散曲线经过反演拟合并结合路基的实际情况进行分层，计算出各层厚度及瑞利波的层速度。通过频散曲线上vR数值的大小可以定性地判断测点处瑞利波速度随深度的变化情况和路基的相对强度特征，vR较高区域反映路基强度较高，vR较低区域反映路基强度较低。
在部分瑞利波测点上作轻型动力触探(N10)值，根据铁道部轻型动力触探技术规定(TBJ18—87)将N10值换算为承载力σ0(σ0=8N10～20)，然后将瑞雷面波速度vR与相对应测点的轻型动力触探(N10)进行数学统计分析，得到vR与N10的相关关系式:
环境与工程地球物理
式中:A，B为常数。当相关系数r>0.7时，说明vR与N10是相关的，可用vR代替N10来计算承载力σ0的大小，即
环境与工程地球物理
根据此式可用vR定量计算路基的承载力。
图10.17为京广线部分区段K2011+170～K2100+270段路基瑞利波测试，并按上述换算关系(取A=91.07913，B=2.940517)换算得到的承载力等值线图。图中在K2011+230附近路基的承载力偏低，约为80kPa，而在其两侧的路基的承载力相对偏高，约为180kPa，此结果与现场实际的情况非常吻合。
图10.17承载力等值线图
2、路基施工的主要病害及问题有哪些
百1 ．路堤沉陷 塌方路基
下沉导致断面尺寸改变的病害现象称为路堤沉陷。沉陷是不均匀的，严重时会破坏局部路段造成交通中断。它有路堤本身的下陷和地基的沉陷两种。
2 ．路基边坡的塌方
边坡的塌方是常见的病害 ，也是水毁的普遍现象，尤其在山区新建公路上，几乎是普遍的病害现象。塌方的具体表现形式有剥落、碎度落、滑塌和崩塌。
3 ．路基专沿山坡的滑动
在较陡的山坡上填筑路基，如果原地面较光滑，未经处理，坡脚处又没进行必要的支撑，特别在受到水的浸润后，填方路基与原地面之间摩阻力减小，在荷载、自重作用下，有可能使路基整体或局部沿地面移动，使路基失去整体稳定性。
4 ．不良的地质水文条件造成的路基破坏
如巨型滑坡、泥石流、地震、特大暴雨等，都可以导致路基的大规模毁坏。在公路勘测属中，要求尽可能避开这些地区或采取相应的技术措施，保证公路的正常使用。
3、路基病害调查的主要内容有哪些
路基病害调查的主要内容有哪些
几种路基病害产生的原因 1.1 产生滑坡的病害成因：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。
4、路基的主要病害有哪些?分析产生的原因。
几种路基病害产生的原因
1.1 产生滑坡的病害成因：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。
1.2 形成崩塌的病害成因：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。
1.3 基床翻浆冒泥、下沉外挤的病害成因：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。
1.4 路基陷穴的病害成因：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。
1.5 路基冻害的病害成因：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。
1.6 路基沙害的病害成因：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。
2 路基病害的防治措施
2.1 路基滑坡的防治
2.1.1 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。
2.1.2 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。
2.1.3 支挡措施 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。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。
2.2 路基崩塌落石的防治 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。
2.3 基床翻浆冒泥下沉外挤的防治 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。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。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。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。
2.4 路基沙害的防治
2.4.1 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）。
2.4.2 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。
5、路基有哪些常见危害？如何防治
一、路基的常见病害及成因
（一）路基的沉陷是指路基在垂直方向上产生较大的沉落，不均匀下陷，造成的局部路段损坏。可分为两种情况，一是路基的沉落，产生的原因一般为填料选择不当、填筑方法不合理、压实度不足等；二是地基的沉陷，产生的原因一般为原地面为较弱土层填筑前未经换土等。降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大，都可能使路堤产生不均匀下沉。另外，现阶段大吨位车辆比重不断增大，超载显现有曾无减，也可能导致路基沉陷。
（二）路基边坡的坍方是指路堤边坡和路堑边坡的坍方，是公路常见的病害，也是水毁造成的普遍现象。其坍方长度由几米到几十米，严重地影响交通运输的安全。按照破坏的原因和规模不同，路基边坡坍方可分为剥落、碎落、滑坍及崩坍、坍塌等类型。这些损坏表现的形式有的规模较小，有的则可能是大量土方的整体下滑或崩落，有时还会引起其他病害。产生路基边坡坍方的原因较多，可分为自然因素和人为因素两个方面。自然因素主要是指工程地质和水文地质、水文、温度等的作用。如不良的土质，大量降雨雪，水的侵蚀、冲刷及季节性冰冻地区的反复冻融作等。人为因素包括设计和施工两个方面。在设计方面如断面尺寸、排水、防护与加固设计不合理等。在施工方面如填筑顺序不当，填方不密实，土基压实不足等。
（三）路基沿山坡滑动通常是指路基整体或局部在重力的作用下，沿地面向下滑动，失去其基本的稳定性。产生的原因一般为边坡过陡、原地面较光滑未经人工处理、土壤过于潮湿、路基下的地基为不稳定的天然滑动体、未进行必要的支撑与加固、排水系统设计不合理、土基压实不足等。
（四）路基翻浆主要是指在地下水位较高或地表排水不良情况下，冬季水分产生聚集，引起路基冻胀，春季融化时，将造成路基湿软，形成弹簧状态，并在行车的反复作用下，会发生泥浆被挤压到路面的现象。主要发生在季节性冰冻地区的春融时节，以及盐渍土、泥沼、水网、软土等地区。路基翻浆根据导致其发生的水类来源和翻浆时路面的变形破坏程度，可分为五种类型和三个等级。导致翻浆的水类来源可分为地下水类、地表水类、土体水类、气态水类、混合水类。按翻浆等级和路面变形破坏程度可分为轻度、中度、重度。轻度是指路面龟裂、潮湿、车辆行驶时有轻微弹簧；中度是指大片裂纹、路面松散、局部鼓包、车辙较浅；重度是指严重变形、翻浆冒泥、车辙很深。其产生的原因为采用粉性土质做路基、地面排水困难、地下水位较高、季节性冰冻地区、不及时排积水、不及时弥补裂缝等。
二、预防、防治及养护措施
（一）设计方面
1、在设计之前，要做全面的调查工作。必须对沿线的地质、地形、地貌、水文、气象、地震等进行全面详细的探查，尤其要对不良地段应做更加详细的勘探。如为公路改建，还应收集历年路况资料及当地路基的翻浆、坍方、沉降等病害的防治经验。
2、在设计时必须保证路基最小填筑高度不因地表水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性。
水文地质条件不良地段的路基设计最小填筑高度不应小于路床处于中湿状态的临界高度；当路基设计标高受限制时，应对潮湿、过湿状态的路基进行处理，如换填砂砾、石渣等透水性材料设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基，影响路基强度与稳定性。处理后的土基回弹模量不应小于路面设计规范规定的要求。
3、明确各级公路路基填料质量标准要求，施工图设计中，按照设计规范的路基填料最小强度（CBR）要求，来确定填筑材料的选择。必须明确不同填高内路基填料的CBR值（最小强度）及最大粒径要求。路床填料优先选用级配较好的砾（角砾）类土，填料的粒径最大应小于150MM。
4、在路基排水设计中要本着防重于治，防止结合的方针，遵循整体规划，因地制宜，合理布局，环境保护的原则。要做到防、排、疏相结合，针对排水困难的地段，可采取渗沟、渗水隧洞、渗井等方法来降低地下水位或设置隔离层等措施，使路基处于干燥或中湿状态，以保证其稳定性和强度。对排水设施的进、出水口，坡度陡的沟渠，做好防护与加固。防止出现堵塞、溢流、渗流、淤积、冲刷和冻结等现象发生，以免对路基造成危害。
5、在路基防护的设计中要应采用植物防护与工程防护相结合的综合防护形式。在适宜植物生长的土质边坡可采用种草籽、铺草皮、植树等植物防护措施。对于易风化的软岩石或破碎岩石路堑边坡，常受侵蚀而脱落，又不能用植物防护时，可采用抹面、喷浆、勾缝、灌浆和嵌补等防护措施。对于风化严重的软质岩石、易受侵蚀的土质边坡及受水冲刷的边坡，可采用护面墙、砌石、抛石、石笼等防护措施。
（二）施工方面
1、路基开工前，一是要全面熟悉设计文件并进行施工调查，对重要地段要作重点勘察，对于发现的问题要及时提出修改意见。二是要选择合理的施工方法，周密制定的施工组织设计，合理安排施工段的先后顺序，明确构造物和路基的衔接关系，应用并推广先进的技术，并根据施工现场的实际情况，合理调配人员、设备等。
2、填筑路基前必须疏通路基两侧纵横向排水系统，避免路基受水浸泡。对已有积水应挖沟或用水泵将其排除。对于地下渗水，可设盲沟引出。当不得不用非渗水土填筑时，应设置横向盲沟或用粘土等不透水材料封顶。
3、淤泥、种植土、腐殖土、沼泽土、有机土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。地表植被、树根、垃圾、不良土质必须予以清除。此外，用于路基填筑土质的含水量应均匀，保证土质含水量在最佳含水量±2%之内。另外，捣碎后的种植土可用于路堤边表层。路基原地面翻浆，根据情况必须用灰土或换填片石、砂砾处理，稳定性满足要求时，才能向上填土。
4、要加大地表的压实密度，采用大吨位振动压路机处置。分层碾压时应尽可能采用同一种碾压工艺，按照合理的碾压方法和碾压遍数能得到均衡的压实度，严禁滚填。对于原地面纵坡大于12%的地段，可采用纵向分层施工法，沿纵坡分层，逐层填压密实。不同性质的土应分别填筑，不能混填。同一种土填筑厚度不能小于0.5M.
5、路基施工首先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施，并要保证各施工层表面没有积水，经常处于干燥状态。填方路堤还要根据土质及气候情况，做成2%-4%的排水横坡。
（三）路基养护
路基养护的基本要求是通过日常巡查和定期检查发现病害，分析原因及时采取维修措施，公路路基养护应符合如下要求：
1、路肩无车辙、坑洼、隆起、沉陷、缺口，保持平整、坚实，横坡适顺，排水顺畅。并保持规定的排水横坡，边坡要保持规定坡度，要拍压密实，防止冲刷和坍塌阻塞边沟，造成积水。
2、排水设施无淤塞、无损坏，排水畅通。如有冲刷、堵塞和损坏，要及时疏通、修复或加固。尤其加强对暗沟、渗沟等隐蔽性排水设施的检查，防止淤塞，如有淤塞，要及时修理、疏通。
3、应保持挡土墙护坡及防雪防沙等设施完整无损坏，砌筑伸缩缝填料完好，泄水孔无堵塞等。
4、加强对不良地质中期边坡崩塌、滑坡、泥石流等灾（病）害的巡查、防治工作。
5、及时治理翻浆路段，针对不同的季节，选择确定不同的治理方法和措施。