铁路路基硫酸盐及黄铁矿等膨胀性物质检测

我们中国在世界范围内享有“基建狂魔”的美誉，不单单是在桥梁和房建等项目上拥有巨大的优势和成就，中国的高铁建设更是当之无愧的世界第一。随着中国经济社会发展的需要，越来越多的、更高时速的高铁逐步投入建设。为了保证列车的运行安全，高铁在建过程中对路基的质量要求非常严格。

路基的质量是保证铁路建成后安全高效运营的关键。但在高铁路基中常见的病害有很多，如滑坡、崩坍落石、基床下沉外挤、冻害、排水不良、上拱变形等。

膨胀性物质对路基的危害

路基病害发生的原因归纳起来主要有两个方面，就是岩土的性质和排水的问题。如果高铁路基表面有水，地下水位地质环境，路基排水系统、路基填筑等不达标，就会严重影响路基的稳定性，造成路基病害。岩土性质导致的问题也不少，

如果填料中含有较多性质不稳定的物质，那么一定的环境下性质就会发生改变，出现一些类似上拱变形的病害。

上拱变形是由于路基填料中含有大量膨胀性物质，这些膨胀性物质遇水会引起大体积的剧烈膨胀。有的则是因为在温湿度、盐分合适条件下，发生反应生成钙矾石、硅灰石膏等膨胀性晶体引起的路基膨胀，导致整个路基出现上拱的问题。

而且路基在温度含水量变化时，由于盐分会吸收水分结晶析出，造成土壤之间孔隙过大，土壤体积膨胀导致路基路面上拱问题非常多。在夏季，由于温度上升，盐离子结晶速度减缓，因此，夏季高速铁路的路基较为稳定。在冬季，由于气温偏低，更适合硫酸根盐离子结晶析出，因此，路基上拱状况非常的明显。

高速铁路运行速度快，对线路的平顺性要求非常高，所以对路基填料的质量要求也很严格。如果选取性质比较稳定的填料，严格控制填料的质量，从根本上解决或减少这些导致路基病害出现的因素，那么就能减少路基病害的发生。因此，加强在建高铁路基填料中物质的检测至关重要。

为什么膨胀性物质会影响路基

路基中常见的膨胀性物质就是硫酸盐及黄铁矿，黄铁矿是自然界分布极其广泛的金属硫化物矿物，几乎所有类型的岩石都或多或少都有它的存在。它不仅是重要的找矿标志，也是沉积环境判识的良好标志，还是典型还原性沉积环境的代表矿物。随着人类的相关工程活动，包括矿产资源的开采利用，涵洞管线的修筑、铁路公路等交通网络的发展，水利水电设施和城市修建等，都遭受到了黄铁矿风化所导致的地质工程问题。

黄铁矿的风化过程主要表现为黄铁矿-水-氧体系的相互作用，在这一相互作用过程中黄铁矿逐渐被氧化。它的氧化一般分为：初始反应—近中性介质反应—酸性介质条件下的反应三个阶段，随着地质条件的不同，最终黄铁矿发生氧化反应的速度和产物也不同，在酸性介质条件下，黄铁矿发生最为显著的氧化反应和过程，也正是该过程，导致水体不断酸化，造成工程建筑的严重破坏。

但它的危害不仅仅是对工程产生酸性腐蚀这么简单，更重要的是被氧化后生成的硫酸根离子与地质体中钙离子等结合, 形成石膏时, 黄铁矿的硫转化成等摩尔数的石膏, 其矿物体积将会膨胀 5倍以上, 这非均匀性膨胀诱发岩石或混凝土的结构破坏, 从而导致工程建筑损坏，严重影响了人类生命财产的安全，特别是在赋存环境发生明显变化的情况下，氧化和腐蚀速度成倍增加，对工程的破坏程度也更加严重。

除了在铁路路基上可能会引起上拱变形的问题外，黄铁矿引发的其他工程地质问题还有很多，它在自然界的广泛分布决定了它的危害性，外加人类工程活动的不断改造，加大诱发黄铁矿风化的概率，造成地面凸起导致的房屋、厂房破坏以及溃坝、涵洞壁顶凸起、边坡崩塌、矿山安全和滑坡等问题，因此必须引起高度重视。

高铁路基施工质量控制

如果黄铁矿等物质引起路基上拱变形的情况比较严重的话，很有可能会影响到列车的行驶安全。因此，应结合相关标准，对在建高铁路基进行严格的检测，从根本上对高铁路基的质量进行严格地把控。

1、路基填料的把控

铁路路基的结构主要是由土和石材料所组成的，因此路基的质量合格与否，填料是很重要的。在铁路施工建设过程中，尤其是在进行填料选取阶段，尤其是土、石，要进行严格的化学分析，通过科学的数据分析，选择高质量的原材料，才能有效地提高整体的建设质量。一方面，在建设原材料选择过程中，相关的技术人员必须要进行实地考察工作。需要对铁路施工现场的地貌、含水量进行全面地了解，才能选取合适的料场进行施工建设。另一方面，在确定施工原材料取料场地之后，相关的技术人员必须要做好抽样试验工作。只有达到建设标准的原材料，才可以投入使用，选择优质的建设材料，为铁路路基施工打下坚定的基础。

2、防水把控

在实际的建设过程中，若高铁路基没有做好排水系统，那么将会对路基的使用性能造成一定的影响，会破坏路基的强度。如果含水量高，而且存在膨胀性物质的话，就会发生反应，产生路基病害。只有做好排水工作，基床顶部的水才不会流入到铁路路基之内，渗入基床以下，才能够保障路基中的填料及其他膨胀性物质不受任何因素的影响。

铁路路基质量检测的重要性

一个好的路基对建设高速铁路有非常大的促进作用，铁路建设的质量与完成进度很大程度上取决于路基，同时一个稳固的路基能够更好地保障乘客的出行安全。路基的检测结果很大程度上能反映高速铁路建成后的质量。

因此对于路基的检测我们必须给予高度重视，更要加强黄铁矿及硫酸盐等膨胀性物质含量的检测，大力发展我们的检测技术，创新我们的检测方法，结合生物化学处理方法，通过先进的生物化学手段改变黄铁矿的赋存环境，减弱乃至阻止黄铁矿的氧化反应。

中钢国检作为一家专业的第三方检测机构，可以为铁路建设工程中的建设方、监理方、施工方提供科学、公正、准确、高效的第三方检测服务。我们参与国家多项铁路工程项目的检测，得到铁路工程建设行业的高度认可。我们具有检测路基填料的能力，可以开展路基填料硫酸盐含量及黄铁矿含量等膨胀性物质的检测工作，为铁路工程建设以及其他地质工程建设提供安全保障。