兰新高铁于2014年12月开通运营,经调查,截止2016年1月,部分区间自运营后都发生不同程度的路基变形病害,其中沉降病害集中发生在军马场至民乐区间,该区间共发现无砟轨道线路沉降处所41处,部分沉降点的平面位移超出扣件调整量,路基沉降已经威胁到列车运行正常速度及安全,因此,急需研究防治措施以保证铁路正常运营。本文详细调查了军马场至民乐区间路基沉降病害所处地段自然地理条件(地形地貌)、气象条件(气温、降雨(雪))、工程地质与水文地质条件、路基形式、地基处理方式、填筑(或开挖)高度、路基填料、含水率、路基防护与排水设施;对重点病害段落进行运营以来的动态检查、静态检查变形数据分析;通过数值模拟分析了路基在荷载、水分变化作用下的应力场、位移场等。本文研究内容及研究成果如下:(1)该段共发生沉降41处,对应上下行沉降量基本一致。累计沉降超过26mm的共16处。沉降处路基形式均为路堤,高度大部分在3~6m之间,个别超过6m,无路堑形式。过渡段发生沉降4处。(2)路基沉降发生段所处地基表层分布有0.5m~5m厚砂质黄土,各段厚薄不均,具有非自重湿陷性或自重湿陷性;地基处理措施以重锤夯实、冲击碾压为主。各沉降段排水措施均为路基高侧设排水沟、两侧设天然护道;军马场至民乐区间两个测点高出年均降雨量100mm以上,达到450mm以上;沉降段基底黄土层挖探测得含水率在15%~28%之间。因此,由于降雨增多,排水不畅,积水下渗造成砂质黄土层地基承载力下降、压缩量增大是各段路基下沉的主要原因。(3)针对兰新高铁军马场至民乐实际及路基沉降原因分析,采取注浆加固路基下部及基底、增设防护及加强排水方案治理路基下沉病害;具体措施为路基下部及基底采用袖阀管注浆加固、增设挡水墙及表面封闭式反压护道、增设排水沟及渗水盲沟等。整治施工结束后,通过动态与静态检查相结合方式进行路基变形检测,结果表明:动检高低长波波形总体重合度高,波形良好;动检峰值变化微小,总体稳定;静态水准测量除个别断面变形波动外路基总体趋于稳定,沉降整治效果良好。(4)数值模拟分析表示:一般情况下路基沉降量不大,可以满足高速铁路路基工后沉降控制要求;但若有雨水等渗入路基填筑体及砂质黄土基底后,由于其强度及刚度降低,会造成路基沉降量增加;砂质黄土基底厚度增大时路基沉降量相应增大;在雨水下渗等作用下路基沉降量会显著增大;注浆加固提高了基底土的强度和刚度,减小了路基沉降,可以对路基沉降病害起到良好的治理作用,因此可以用以整治高速铁路路基沉降病害。(5)结合兰新高铁路基变形原因分析及沉降整治经验,西部寒区新建高速铁路路基时须加强黄土地基处理力度,不宜采用重锤夯实和冲击碾压等措施;做好填料的选择、改良及压实;做好路基防护及路基防排水,加强对影响路基稳定性的地表水与地下水的排除。