仇超(安徽理工大学)
摘要：在矿区铁路煤矸石路基涉水段施工中，采用加宽底层煤矸石路基平台措施，保证路基边坡稳定，从而消除路基病害。
关键词：煤矸石路基涉水段边坡
1概述
煤矸石是成煤过程中与煤层伴生的一种含量低、比较坚硬的黑灰色岩石。其压实密度高、孔隙率小、抗冻性高、水稳定性好，路基承载能力大，据有关研究表明，矸石的地基基本承载力能达到450KPa，其承载能力远大于路基的最大强度要求。煤矸石填料通过重型机械碾压（如18T振动式压路机），能够满足路基填筑要求，因此不失为矿区铁路建设中路基填料的首选。
淮南潘谢矿区潘集交接口潘集疏解及平煤直运线工程（DK0+000～DK3+958.83段），为潘集疏解线和平圩电厂直运线两工程的双线并行段，正线线路长3958.83m，除了1.6km长的上跨国铁阜淮线立交桥外，其余为煤矸石路基。其路基顶面宽为11.6m，双线线间距为4m，路基最大填高为7.2m，位于上跨国铁阜淮线立交桥48#台后处。路基填高小于5m者，采用1：1.5的边坡坡率；路基填高大于5m者，上部边坡坡率采用1：1.5，下部采用1:1.75。潘集疏解及平煤直运线工程（DK0+000～DK3+958.83段），沿线路基经过多处国铁阜淮线取土坑和大水塘，这是该工程不同于其它改扩建线路的不同之处。
2煤矸石路基涉水段施工出现的问题
2.1施工情况潘集疏解及平煤直运线工程（DK0+000～DK3+958.83段）路基涉水段，有两处所涉及的范围较长。
一处是上跨国铁阜淮线立交桥48#台后DK2+437～DK2+696段，该处线路沿线路方向，线左有259m长的范围处于国铁取土坑的积水区内，其中DK2+530～DK2+580段煤矸石路基全部位于积水区域内，该处原地面以上填高5.8～7.0m，取土坑水深2.6～4.0m。该处煤矸石路基施工后，线左剩余的水域面积还有23亩左右。
另一处是DK3+867～DK3+918段，该处煤矸石路基沿线路方向，线左有52m长的范围位于水塘的积水区域中。该处煤矸石路基施工后，线左剩余的水域面积还有3.5亩左右。
以上两处煤矸石路基涉水区域内，在填筑时，水面以下的煤矸石无法做到分层碾压，只能堆积到露出水面后（一般超出水面1m左右），在路基顶部进行一次性地压实，其坡面上的煤矸石始终处于自然堆积状态。
2.2路基涉水段施工出现的问题潘集疏解及平煤直运线DK2+437～DK2+696段煤矸石路基按照横断面图1在2007年12月底施工完后，经历了2008年元月中旬～2008年2月中旬罕见的连续性雨雪天气。2008年农历年后，随着气温回升，冰雪融化，该段路基的问题随之出现，在路基顶面的线左部位出现了几条沿线路方向的裂纹，裂纹最宽处竟达5cm。
DK3+866～DK3+918段涉水煤矸石路基是在2008年夏季施工（该处水塘为养鱼塘，因为补偿标准远远不能满足塘主要求，一直未能施工），施工周期很短，按照横断面图2施工后，很快在路基顶面的线左部位出现了沿线路方向的裂纹，裂纹最宽处也达到3cm。
3问题出现原因及解决办法
3.1问题出现的原因DK2+437～DK2+696段涉水煤矸石路基产生边坡滑动，路基面出现裂纹的原因：①雨雪在融化时，产生的地表水下渗，使路基含水率变化，含水量增加，路基的抗剪强度降低；②水下渗时，产生的渗透力作用；③取土坑水面底部淤泥较深，煤矸石填料粒径大小不一，挤淤效果较差，再加上处于水中的煤矸石无法分层碾压，颗粒较小的煤矸石遇水后存在一定的软化，所以涉水段水面以下的路基短时间内不能趋于稳定，易造成边坡滑动。
DK3+866～DK3+918段涉水煤矸石路基产生边坡滑动，路基面出现裂纹的原因：①施工周期短，水面下煤矸石固结的时间短；②经测量该处水塘最深处，比设计给定的深度深1.9m，水面以下越深，无法分层碾压的厚度就更厚，水下煤矸石路基挤淤、固结，趋于稳定平衡所需的时间更长。
3.2解决办法首先是要处理出现的路基裂纹：①在路基线左的开裂区域，先从路基面中心附近沿开裂方向用挖掘机将煤矸石取出，按平台向下挖，每层平台宽3-4m，每个平台之间高差为1-1.5m，几个平台后，标高降至水面以上1m左右。②然后从底层平台起，用18T振动式压路机碾压，碾压完第一层，接着用装载机配合填筑第二层煤矸石，每层厚约50～60cm，依次类推，直至填至设计标高顶面，路基裂纹处理完毕。在施工过程中要及时用挖掘机进行收坡。
路基裂纹处理完毕，只是治标，要想从根源上解决涉水段煤矸石路基边坡失稳的问题，还必须从根本上入手。处在水下的煤矸石粒径大小不一，挤淤效果较差，颗粒较小的煤矸石遇水后存在一定的软化，加上得不到充分碾压，因此固结，趋于稳定平衡的时间长。为解决这个问题，可以沿图1、图2路基横断面的设计底层平台处再帮填一条4m宽的煤矸石平台，两平台顶面标高一致，边坡坡率不变，经过压路机充分碾压后，帮填后的平台与原平台形成一个整体。加宽平台后增加了涉水段路基底部的宽度，也就增加了路基基层的受力宽度，挤淤效果更为明显，涉水段水面以下的煤矸石受力区域的煤矸石更容易固结、平衡，从而保证边坡稳定。增加了4m宽的矸石平台，也相当于在原路基设计断面外增加了一个护道，对水面下煤矸石主要受力区域起到了保护作用，免受雨水冲刷和流水侵蚀。
两处涉水段路基加平台后，效果显著，通过肉眼观察和测量观测，路基面标高及边坡的变化都非常小。
4结束语
4.1矿区铁路煤矸石路基在施工涉水段路基，特别是遇到大面积水域时，采用增加煤矸石路基的底层平台宽度，是保证路基边坡的稳定，消除路基病害的有效措施。
4.2加宽路基平台的措施，对于沉陷区煤矸石铁路路基的维护施工，也有一定的指导意义。
参考文献：
[1]上海铁路城市轨道交通设计研究院，淮南矿业集团潘谢矿区铁路改扩建工程潘集交接口疏解线施工设计图.2007年5月.
[2]铁路路基施工规范.TB10202-2002.