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“水钉法”整治膨胀土线路翻浆病害

随着列车轴重的增加和行车密度与速度的提高，由于抗剪强度的衰减及基床承载力的降

低，翻浆冒泥现象突出，2016年统计表明，南昆线膨胀土翻浆冒泥线路长度达42处8.9km，

占线路全长的2%，且逐年增加，问题更加严重，主要表现在经清筛整道后，很快又重新出

现病害。经常是由间断性的若干个的翻浆地段发展后便连成一片，轨排出现区段性吊空。由

于这种恶性的膨胀土翻浆冒泥病害，带来了接头低塌、轨枕失效、轨道方向偏移、轨面高低

不平、钢轨硬弯等一系列害，加剧了列车车轮对钢轨的冲击，由此形成恶性循环，对轨道结

构造成严重破坏，对南昆线的正常运营和安全构成威胁。

图1线路翻浆图2线路翻浆

1.线路翻浆成因

翻浆分为基床性翻浆及道床性翻浆，严重基床翻浆会通过道床反应。道床翻浆不属于基

床翻浆，但严重的道床翻浆会引起基床翻浆。

内因：路基道床状态不良

基床土质不良是形成翻浆冒泥病害的主要内因。南昆线因设计建设标准低，基床复杂多

样，很多路基碾压强度不够，路基填料多就近开采使用，存在很多膨胀土路基，膨胀土的胀

缩性、裂隙性、超固结性使产生病害的基床表层土在干燥状态下吸水性高，吸收水分后，则

具有较大的可塑性、粘滞性、膨胀性和不透水性，抗压强度大大降低。道床厚度是否足够，

道床是否清洁，很大程度上影响道碴受力状态。道床厚度不足，基床受力大易引起翻浆；道

床被污染，石碴被粉状物，严重影响道床正常排水，严重脏污的道床会使道床翻浆板结失去

弹性，造成道心积水，严重的会引起基床翻浆。

诱因：排水不良

水是路基病害产生的主要因素。无水不成浆，路基翻浆冒泥的实质，就是水在路基中的

迁移、相变的过程。路基中的水包括地表水和地下水。膨胀土的胀缩性、裂隙性使地表水更

易渗入路基土体中，超固结性使水在路基中形成一个个水囊无法及时排出，土体含水量增加，

抗剪强度降低，引起路基产生各种病害，在列车荷载和其他外力作用下，会产生较为严重的

基床翻浆冒泥病害。

外因：列车荷载

列车荷载的作用是发生翻浆冒泥病害的主要外因。翻浆冒泥病害的产生与作用在基床土

上的列车动荷载密不可分。列车荷载在基床中产生的动应力很大，而且在路基的前进方向和

横断面方向分布都不均匀。遇水软化的膨胀土基床面在反复的不间断的动压力下加速了强度

的衰减。随着列车通过时轨道产生的挤压作用，石碴里的泥浆便被挤出上冒翻出枕面。除此

之外，翻浆冒泥病害的发生、发展或暂时停止，与气候的影响、季节的更替有着密切的关系。

2.“水钉法”整治膨胀土线路翻浆病害方案

传统路基排水的缺点

传统路基排水方式主要是重力式排水。典型的是埋设透水管排水，周围外包土工布或填

碎石及级配砂层做为过滤层。土颗粒在水头压力和重力作用下会下沉并与水一同进入排水管

内，容易导致泥土流失和堵塞排水管，严重时甚至导致地表下沉，或堆积在滤层无纺布上造

成排水管表面排水孔洞堵塞，使排水管的排水功能失效。

图3透水管排水含大量泥浆图4水钉管排出清水

“水钉法”排水原理及特点

水钉管的特点：水钉排水材料设计为内大外小的槽沟，断面呈“Ω”形状，当土壤饱含

水分时，在毛细力作用下，水流被吸入导水槽，水土自动分离；当水流排出时，导水槽内形

成虹吸作用，对土壤中水体产生负压，水流加速进入导水槽中，反复循环；由于沟槽进水口

较小，在水的表面张力作用下，水流不会从导水槽中外流。

道床“水钉法”排水原理：是通过在道床中植入具有毛细功能不淤堵的排水材料组成的

“水钉”，通过水钉管的毛细作用进行汇水，利用水钉管的虹吸作用保障排水良性循环；依

靠水钉管的过滤作用防堵防水土流失，利用封闭作用阻止水流从导水槽中外流。水钉材料巧

妙利用毛细力、虹吸力、表面张力、重力，自动连续完成吸水、过滤、排水过程，具有很强

的排水能力。

“水钉法”整治线路翻浆病害步骤：

清挖泥浆。将要清筛的第一孔面碴、碴肩的干净石碴用小拉耙、小耙翻到清筛顺序的反

向路肩及碴肩上，从轨枕端部开出宽700mm左右的口，用捣镐挖至清筛深度，用铁筛清筛，

用土箕将废弃的石碴余土倒到路肩外。在线路中心挖至轨枕底下400～600毫米，并打通轨

枕底，轨枕两端挖至枕底下400～600毫米，形成横向5度的排水坡，同时将不洁道碴、泥

浆清出线路路肩以外