水口电站库区坍岸对铁路桥梁的影响及防护加固措施.docx

影响及防护加固措施杨昌福(福州铁路分局福州工务段)【提要】通过对水口电站库区坍岸现象,分析坍岸的原因及其对桥台的影响,提出了桥台防护加固的措施。【关键词】库区坍岸桥台防护加固措施线路正线总长的16%。水口电站水库于1993年4月中旬开始蓄水,水位为5510m,1994年2月最高水位达6410m,其后几度消落,最低水位5610m。水位急剧消落,致使铁路改线地段15座桥梁的桥台受水库坍岸的影响。桥台周围发生较大规模的坍岸,破坏了桥台护锥、护墙、排水沟等设施,并将影响台后路基的稳定。更为严重的是,有些桥台埋置较浅,桥台基底位于预测坍岸线以上,若坍岸继续发展,将对桥台的稳定构成潜在威胁。概述1水口电站位于闽江下游,装机容量为140万kW,坝址在下濮,水库的设计水位为6514m,正常蓄水位为6510m。外福铁路依山傍水,沿闽江左岸由西向东而行。大部分地段靠闽江岸坡,其中太平至大箬段线路,是因水口电站筑坝蓄水致使原有线路淹没而改建,属水口电站配套工程。该段位于库区的大中桥有61座,总长度为9303m,占该段(5)挡板的通用性分析新设计的13号轨距挡板,对50kg/m、60kg/m钢轨都能使用,这给更换轨型后充分利用旧扣件作为维修更换的补充,节约维修成本,带来巨大的经济效益。尤其是弹条大调距量调高扣件的挡板座的通用性,给现场维修作业带来极大方便。石家庄工务段管内的石太线均为短轨线路,钢轨接头采用的是调高扣件,日常维修更换时,只需带一种挡板座,就可以实现两种扣件的更换。距加宽和钢轨磨耗后轨距调整的需要,可使钢轨侧磨量在重伤标准以下的轨距不超限;(2)保持合理的轨距,可减缓钢轨磨耗速度10%左右;(3)保持合理的轨距,可减缓列车对线路的破坏,延长维修周期,减少曲线维修保养用工(每公里节省13个工日);(4)保持合理的轨距,防止轨距超限,可有效地保证列车运行安全;(5)新型扣件轨距调整作业不需要更换挡板座。每公里曲线每年可节约材料费9800元,节约用工126个工日;(6)13号轨距挡板通用于两种轨型,挡板座通用于两种扣件,给现场作业带来极大方便。结论4新研制的弹条大调距量扣件和弹条大调距量调高扣件的优点,经过半年的使用,得到了充分验证,总结以下几点:(1)新型扣件轨距调整量大,可以满足轨改回日期:1998-07-17(责任审编孟庆伶)—17—铁道建筑1998年第9期例如,黄田一号大桥外洋端桥台,台前发生坍岸,使台前公路坍塌,锥体护坡下部坍毁,台前形成陡坡,桥台基底标高为62165m,埋置深度较浅,根据现场实测,台前磨蚀角为18°,以此推算坍岸线,桥台基底正好在坍岸线以上,桥台将失去支持,严重威胁该桥的稳定(见图1)。李荒大桥等也有类似情况。标高为6216m,从1994年2月库水位上升到6010m,最高达6410m,持续时间两个多月,使基底土饱和软化,因此发生了坍岸现象。②在水位涨落过程中,由于水的流速会对全风化的W4细粒产生搬运作用,从而促成坍岸,尤其是库水位达到正常高水位后的大幅度骤降(4～8m),渗入土体的水分无法及时排出,静水压力和动水压力共同作用,也会促成坍岸。③15座坍岸严重的桥台,其中有11座发生在黄龙岗至莪洋间,且都在外洋端,而此段多为东南风形成的波浪冲击外洋端桥台附近的岸坡。(3)地形地貌因素坍岸严重的李荒大桥、武步溪大桥、苍峡一号大桥的外洋端都处在库面开阔的支沟一侧,与闽江主流库水面形成了飘渺无边的汪洋,东南风吹来或巨轮驶过,都会形成浪距大、浪头高的波浪,从而形成了坍岸的动力,于是岸坡被淘刷、磨蚀而产生变形,形成坍岸。桥台前局部地形地貌的坍塌,也会成为坍岸的动因。从现场调查发现,大部分坍岸多发生在桥台前缘未经防护的、纵坡较陡的岸坡,或桥基施工时开挖基坑形成的坑壁陡坎处,以及地面遗留未作处理的弃土或坡面植被荒芜未采取任何加固措施的土坡等处所。这些岸坡在受库水长期浸泡,水位涨落中动水压力变化及波浪淘蚀等因素作用下,坍塌后将牵动饱和土层与W4全风化层坡岸,从而影响到桥台和既有防护。(4)锥体护坡和基础因素位于水库蓄水范围内的桥梁,经常造成水害的部位,是桥台锥体护坡等防护设备。当水库蓄水较深时,锥体护坡内的土体被水浸润饱和,其最高水位与锥体护坡外的库区水位甚为接近,如果库区内水位骤然下降或下降速度稍快,而桥台锥体护坡内部土体所含水分不能及时排出,就会形成负压。如果锥体护坡本身结构强度不够或基础埋置较浅,基础未落到基岩上,将引起锥体护坡或基础坍塌,或基础落在风化变质图1黄田一号桥坍岸示意图坍岸原因分析2(1)地质因素受坍岸影响的桥台多位于太平至古田间,该段闽江深切,多横向沟谷,冲沟发育,基岩为砂泥岩、石英云母片岩及晶屑质凝灰熔岩等。岩质破碎,节理发育,风化极其严重。全风化带厚2～10m,最厚达30m,呈土状或砂状,结构松散,具有湿陷性和膨