铁路排水系统结晶水化学成因及土工影响

近10年来,铁路建设飞速发展的过程中,沿线排水系统的结晶失效给路基基床的稳定性带来了极大的安全问题。鉴于此,2013—2016年间在法国高速铁路Chauconin路段上进行了地质钻探、水化学监测、水力计算和数值模拟来分析排水系统结晶的成因和土工影响。结果表明:在同一地质条件下,U型槽和明沟未监测到结晶,而HPED管周围的表层填土的渗透系数比设计值大,地表水渗流过程中溶解该土层的石膏和石灰石组分(含量超过85%质量比),过饱和(Ω高达270)在HPED管中产生方解石结晶;虽然HPED管和U型槽属于同一湍流范围,但后者冲刷流速是前者的2~3倍,不利于结晶;在同一HPED管中,结晶变化率与水深变化率一致,糙率和倾度对其影响较小(<3%),防治设计应以水深控制为主。研究结论可为我国铁路沿线排水系统结晶问题的防治提供设计及工程参数。