岩盐铁路路基施工工法研讨.doc

岩盐铁路路基施工工法 中铁二十一局集团有限公司 赵平华 薛吉安 杨金卫 朱昌岳 姜保明 1.前言 青藏铁路西格二线应急工程K720+500～K752+600段，全程约32Km，线路通过察尔汗盐湖（海拔2675米），湖区绝大部分地区已经干涸，干涸部分岩盐露出地表。岩层内蕴藏高浓度的晶间卤水，晶间卤水距地表深0.4～0.8m，矿化度一般为310～440g/L。铁路线路经过处岩盐层最厚达23m，湖心北端较薄。岩层底部为砂粘土、粘砂土弱隔水层，隔水层下为粉细砂低矿化度承压水（矿化度一般为50～180g/L），由于北端岩盐层下隔水层较薄，隔水性能较差，低矿化度承压水沿隔水层上冒，溶蚀岩盐，在线路经过处约3km区段范围内形成溶塘、溶沟及溶洞等特殊的地质现象。通过对既有青藏铁路（西宁至格尔木段）察尔汗盐湖地段岩盐路基病害进行观察总结，主要病害特征表现为：岩盐溶蚀导致的路基沉降、翻浆冒泥，“盐胀”导致路基边坡开裂等现象。如何解决在盐层上修筑铁路的复杂技术问题，才能有效地解决此特殊地质对路基的影响；如何控制岩盐路基变形,保持其稳定性，防止线路下沉、路基翻浆、边坡开裂等病害的发生，也是需要解决的施工难题。 针对盐湖地段铁路路基施工的技术难题分析研究，最终确定采用岩盐作为路基本体填料，路基表层及边坡采用复合土工膜与中粗砂保护层结合、排水沟与拦水坝和蒸发池结合的“岩盐铁路路基施工工法”，有效地解决了盐湖地段铁路路基填料取用困难的难题，保证了岩盐铁路路基的安全稳定，取得了良好的经济效益和社会效益。 该科研成果于2008年6月通过青海省科技厅组织的科技成果鉴定，其关键技术达到国内领先水平，具有较好的社会经济、环保节能效益；并于2009年2月获中国铁道建筑总公司科学技术进步三等奖，实践证明，该工法行之有效，可在类似工程中推广应用。 2.工法特点 2.1路基本体填筑岩盐，解决了普通路基填料的匮乏问题，有效地节约了施工成本，降低了工程造价。 2.2岩盐路基本体利用复合土工膜包裹，外部结合路基排水沟、拦水坝、蒸发池的隔排水施工方法，有效地解决突发洪水和人为原因对岩盐铁路路基的危害，保证了路基的长期安全和稳定。 2.3采用路基本体以岩盐填筑的工法施工，减少了因大量土石方开采、运输等带来的对青藏高原生态环境破坏，对高原的生态环境起到了一定的保护作用。 2.4采用岩盐填筑路基，就地取材，避免了远距离运输填料等环节，有利于缩短施工工期。 3.适用范围 适用于岩湖地区水文地质条件下，路基下无较大的上升泉的岩盐铁路路基工程施工。 4.工艺原理 盐湖湖区北端因低矿化度承压水造成路基基底岩盐溶蚀，形成岩盐溶洞，针对不同发育程度，分别以溶洞填塞、挖除换填、碾压挤密来保证路基基底有足够的承载力，以路基基底表面铺设复合土工膜隔断承压水、毛细上升泉对岩盐路基本体的侵蚀，将岩盐填筑的路基本体包裹起来，阻断外部来水，消除淡水或非饱和卤水对路基本体岩盐的溶蚀危害，保持岩盐路基的稳定性。 在非岩溶地段，上部岩盐无溶蚀现象，具有良好的隔水性能，仅对岩盐表层进行破碎并分层碾压至要求的密实度。 针对岩盐易溶于水的特性，在施工中采用洒饱和卤水碾压，在路基基床表层与两侧路基边坡及坡脚以下1.0m范围内铺设复合土工膜，将岩盐填筑的路基本体包裹起来；将岩溶地段边坡铺设的复合土工膜与路基基底铺设的复合土工膜搭接，将岩盐路基本体全断面包裹起来；在岩盐路基外部采取拦水坝、排水沟、蒸发池结合排离地表水等技术，从而保证了路基的稳定性。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程（见图5.1） 图5.1 岩盐铁路路基施工工艺流程框图 5.2操作要点 5.2.1路基填料和路基施工用水的选择 通过查阅相关资料，并对岩盐进行化学分析和物理力学试验、承载力试验、降水试验及平衡试验(岩盐溶解性试验)，以及岩盐固结度对力学性质的影响、含泥量对岩盐强度的影响、湿度对岩盐抗压强度的影响等试验，得出察尔汗盐湖岩盐的特性：表层有0.3～0.5m 的盐壳，坚硬，含少量粉砂及豁性土，其下盐质较纯，有较好的结晶。其组成成分主要为易溶盐，化学成分以NaCl为主，无色透明或白色，晶粒粒度上部为细粒，中部为中粗粒，局部含石膏、碳酸盐及光卤石。孔隙率在19.8%～47.8%。干密度在1.53g/cm3～1.74g/cm3。试件抗压强度700～2000KPa，最高超过5000KPa，最低为400KPa。经承载力试验，确定岩盐基本承载力σ。=127～193KPa，岩盐有足够的物理力学强度，可以作为路基填料。在现场试验段取地表0～6m盐壳岩盐做压实试验，最佳含水量7.8%，最大干密度1.85g/m3，可达到铁路路基要求的最高压实标准。因此，路基填筑的岩盐可取用地表0～6m岩盐或盐湖开发废弃岩盐。 岩盐绝大部分的组分是易溶盐，因此，表现为溶解度大和溶