铁路工程边坡水力侵蚀规律与评价方法研究

铁路工程边坡水力侵蚀规律与评价方法研究

任文宇

任文宇

中铁九局集团第二工程有限公司

摘要：铁路工程在近年来发展速度较为迅猛，在一定程度上改善了我国的经济状况，而在生态环境逐渐恶化的情况下，我国的土壤侵蚀现象越来越严重，而在土壤侵蚀中，土壤水力侵蚀的情况更为恶劣，本文主要就铁路工程边坡水力侵蚀规律与评价方法进行了详尽的研究，仅供同行进行交流和参考。

关键词：铁路工程；边坡；水力侵蚀规律；评价方法

我国的经济在高速发展的过程中，铁路工程的建设和发展起到了积极的影响作用。我国近年来加大了对铁路工程的建设力度，但是在建设铁路工程的过程中，生态环境的压力也逐渐的提高，生态环境破坏越来越严重，土壤水力侵蚀就是其中最常见的一种环境破坏类型。在铁路工程中，边坡遭受的水力侵蚀破坏最为严重，要想解决这种问题，就要合理的对铁路工程边坡水力侵蚀规律进行全面的探究，并清楚的了解相应的铁路工程边坡水力侵蚀评价方法，从而可以使得铁路工程得到更为有效的利用。

一、铁路工程边坡水力侵蚀规律

1.侵蚀现象

在一次性降雨的情况下，铁路工程的边坡会出现严重的片蚀情况，而就一般的铁路工程施工现场来说，出现降雨的情况下，发生的主要侵蚀现象就是片流侵蚀。从年侵蚀的情况来看，在铁路工程的路堑部分以及路堤等部分，发生的侵蚀情况主要为细沟侵蚀，而一般不会出现片流侵蚀的情况。铁路工程的边坡大部分都修建在非粘土性质的地层上，在面对降雨的情况下，就会出现土壤中的颗粒被严重冲散的情况，而这些被冲散的颗粒有部分会汇聚到土壤侵蚀中，在这种情况下，溅蚀因素可以被刨除需要考虑的因素范围内，然而，在一些便道施工中以及在原地面施工中，还需要充分的考虑到溅蚀因素。

2.侵蚀影响因素

就相关的文献资料可以了解到，相较于原地面的水力侵蚀来说，铁路工程边坡水力侵蚀更为严重，而之所以会出现这一情况，主要的因素就在于自然和工程的双重影响。而自然因素中，主要指代的就是降雨因素，而在工程因素中，包含的类型则较多。虽然这些自然因素以及工程因素对铁路工程边坡的水力侵蚀有着不同程度的影响，但是总的来说，工程因素的影响更为严重，降雨因素的影响要略次之。

从相关的调查数据可以充分的知道，铁路工程修建在不同的区域，其发生水土流失程度的大小也会有所不同，在降雨因素的影响下，就会形成降雨侵蚀，而降雨侵蚀主要是受到填料的影响，在填料中，含水量的多少，会影响到降雨侵蚀严重程度的大小。在降雨侵蚀中，通常会形成面状侵蚀以及沟状侵蚀的现象，根据这两种现象来分析，在铁路工程边坡的水力侵蚀符合常理的情况下，那么在对铁路工程进行施工的过程中，就要充分的考虑到施工期以及降雨特点两个方面的问题。

另外，在对面状侵蚀以及沟状侵蚀进行分析的过程中，也可以得出，铁路工程边坡适当的减少施工量，可以有效的减轻水土流失，使得周边的环境得到有效的保护。而在对铁路工程路堑边坡中出现的坍塌问题，在进行治理的过程中，可以采用的方法就是要对不良填料路基进行合理的防治，尽可能的做好相应的防治工作，这样可以有效的防止雨水对边坡造成的冲刷力度，保障铁路工程边坡的完整性。

3.侵蚀规律

铁路工程边坡的时间与入渗率呈现出一种指数和对数的变化规律，拟合系统为0.9以上，稳定入渗率与铁路工程边坡的土质组成以及压实度有着密切的关系；同时，铁路边坡侵蚀过程中产流的过程分为三个阶段，径流稳定阶段以及径流的消退阶段，随着时间的增加，径流的模数逐渐呈现出增大的特点，逐渐的趋向稳定值，边坡径流模式与雨量的大小关系密切。

总而言之，入渗率与径流模式具有较强的规律性，铁路工程边坡的侵蚀模式、含沙率都会随着时间的增加逐渐的增加，其他的含沙率、入渗率以及侵蚀模式受到土壤特性以及边坡工程的影响较大。

二、铁路工程边坡水利侵蚀的评价方法

1.铁路工程边坡水利侵蚀的要素

根据铁路施工特点，工程边坡水利侵蚀的影响因素包括降雨、填料以及坡形，对于工程边坡施工完成之后的情况，影响铁路工程边坡水利侵蚀的因素包括降雨、填料、坡形以及防护因素。其中，降雨因素的影响较大，降雨是造成铁路工程边坡侵蚀的主要因素。

2.铁路工程边坡年降雨评价方法

铁路工程中容易量化的生态指标就是水土流失年侵蚀模式，因此，铁路工程边坡年降雨评价方法是最为常用的评价指标，在对铁路工程边坡的水土流失情况以及分析结果的评价基础之上，需要结合铁路工程边坡水利侵蚀要素的各种数据特点以及实际应用情况来得出在施工期间铁路工程边坡水土流失的具体评价方法，这些评价方法包括加速因子评价法、定性评价法以及计算评价法。

3.铁路工程边坡次降雨侵蚀评价方法

根据相关专家学者的调查分析，除了年侵蚀模数之外，次降雨侵蚀试验也为次降雨过程以及水力侵蚀过程的模式以及机理分析提供了重要的过程数据以及举出数据，且次降雨试验测量出的数据也更加符合实际的情况，更具有实际参考价值以及学术价值。因此，在测量的过程中，一般需要将几次或者几个月的有效次降雨侵蚀模式转化为易于评估的年侵蚀模数，如果要将更加易于评估的年侵蚀试验结果转化为可以指导次降水侵蚀的评价结果，需要对次降雨以及年降雨的侵蚀时间尺度进行转换处理。

4.次年降雨侵蚀转换方法：时间尺度转换法

通过侵蚀机理以及工程边坡的试验规律显示，工程边坡的入渗是一种超渗的产流过程，同时，铁路工程水利侵蚀径流小区与侵蚀试验设计之间对于侵蚀率的方程有一些不足之处，且工程边坡的输沙过程与其影响因素之间存在着一些随机性，对于含沙量与时间之间的变化函数关系需要进一步考虑。此外，通过对土壤参数渗透系数对路堑边坡产流流量以及产流时间的分析显示，含水率以及土壤吸力对于产流的影响很小，土壤入渗的产流过程与渗透系数有着密切的关系，因此，渗透系数的控制对路堑边坡的产流影响较大。路基边坡系数增加、坡面的产流量会得到一定程度的减少，因此，边坡的植被对于减小含沙率、增大入渗透率有着较好的作用，通过后期的对比分析，水利侵蚀的状况均得到了良好的改善。

三、结语

综上所述，铁路工程边坡水力侵蚀会受到来自施工的影响，而一旦出现边坡水力侵蚀的问题，就会使得铁路工程无法正常的使用，同时，水力侵蚀也会造成对铁路工程周围生态环境的极大影响，因此，要注意对这种问题进行控制，而要做到这一点，就要合理的对铁路工程边坡水力规律进行分析，并研究相关的评价方法，这样就可以使得铁路工程能够正常的使用，从而可以也可以使得水利侵蚀的状况得到极大的改善，从而有效的保护生态环境。

参考文献：

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