季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治

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【摘 要】季节性冻土地区铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大。本文主要介绍季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类，不同冻害采用整治方法及达到的效果。

【关键词】路基冻害；冻害分类；冻害整治；整治效果

呼和浩特铁路局管内线路所处地区均属于季节性冻土地区，冻结最大深度为1.4～2m，铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大，这里主要介绍路基冻害部位分类，不同冻害采用整治方法及达到的效果。

1 季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类

1.1 表层冻害

表层冻害特点是：一般隆起高度为10mm～40mm；在呼和浩特铁路局管内地区一般从11月上旬开始，最晚到12月中旬停止发展，来年4月中旬～5月上旬回落完。表层冻害危害主要表现在：可引起路肩纵向高低变形、开裂，造成基床表层土体强度降低，从而引起道碴沉陷，导致轨道纵向高低变形；引起坡面隆起变形、开裂，导致土体强度降低。

表层病害形成的主要原因：

（1）基床填料土质不均，致使基床强度不一，在列车荷载作用下，产生不均匀沉降，引起基床面不平整，造成降水不能及时排出，水分渗入到基床土体内，当土层含水量增大且超过了起始冻胀含水量时，基床土体中的水结冰，体积膨胀，同时水分又向冰结封面补给，水分比冻前增加较大，形成冻害。

（2）路基坡面表层为非匀质土。由于路堤填料来源不同，且在填筑时，土层的厚薄和夯填密实度不同，致使填料的结构、层次等条件的不同，在冻期经水分迁移、聚积，其聚流量也不尽相同，产生的冻胀量也不等，从而形成坡面冻害。

（3）气温对土的冻结有一定的影响。受地形、地质、日照及植被覆盖的不同，路堤的不同部位（阴坡、阳坡）其热交换不同，对土中冻结率的影响也不同。在土冻结时，由于表层土温及冻结速率的不同，其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同，产生了冻害。

1.2 深层冻害

路基深层冻害产生的时间较晚，在冻期的后半期产生，呼和浩特铁路局管内地区一般在12月中旬以后，直到冻期末冻害才能停止。深层冻害的产生大多是因地下水的关系，如果没有地下水，即使土质有所差异，下部呈现脱水现象，也无多少冻胀。

2 路基冻害的整治措施与控制

2.1 冻害日常控制

2.1.1 冻害排查

为加强冻害管理，确保整修有据可依，呼和工务段制定了详细的检查制度和方法。

（1）检查周期。线路车间、班组在11月上旬到来年5月上旬期间，对管内正线冻高大于10mm、其它正线冻高大于15mm、站线冻高大于20mm的冻害处所每旬检查不少于一次；对正线冻高大于20mm、站线冻高大于30mm的冻害处所每周检查不少于一次。在春融回落阶段每三天检查整修一遍，同时做好记录。冻害变化频繁时期，各线路车间、班组根据实际情况增加检查频次。

（2）检查内容。轨道几何尺寸、10m过渡段（平台）长度、顺坡倍数、冻害垫板规格及层数、穿枕木数量、冻害扣件规格及数量、冻害道钉规格及数量、扣件扭矩是否符合规定。对冻起高度、垫板厚度、穿枕木根数进行确认，并检查线路设备是否有空吊板。

（3）信息处理。各级检查人员进行冻害检查时，必须认真记录检查情况，并核对“冻害登记表”内容。检查人员将检查信息通知有关车间或班组后，由车间或班组依据信息分类等级及时安排整修。

2.1.2 冻害统计分析

（1）工务段及车间对冻害冻起、回落情况指定专人负责，认真统计分析，及时采取相应对策。按规定格式和要求及时上报，在备注内标明冻害产生原因。

（2）正线15mm及以上冻害，由职能科室做好统计，认真分析产生原因，为冻害防治提供依据。

（3）正线25mm及以上冻害为大冻害处所，工务段、车间、工区要全面掌握加强控制。冻害现场要认真标记起讫位置、冻起高度、延展长等，以便采取措施有计划进行整治。

（4）正线50mm及以上冻害处所，安全系数大幅度降低，应根据设备实际状况适当限速，确保行车安全。

对于冻高不大于15mm的常规冻害，一般采取的日常整修就可控制，考虑到投入产出比，不建议对常规冻害进行大规模整治，从加强日常管理、提高整修水平和效率上完全可以保证行车安全，目前呼和浩特铁路局尚未因发生常规冻害而引发的运输安全事故。

对于大于15mm的冻害应根据具体情况采用不同方法进行集中整治处理

2.2 冻害的集中整治

2.2.1 换填基床土

用较纯净的砂砾或中、粗砂换填季节性冻土，是削减地基土冻害的理想方法之一，在平面和纵断面受到限制的情况下，如岔区路基冻害及特大桥、大桥两端的路基冻害主要采用换填整治的方法。

2012年4月份工务段对民族站岔区进行了路基换填。

民族站东岔区路基土质为砂粘土，土体含水率高，道床板结，翻浆冒泥严重，冬季产生严重冻害，最大冻起高度达40mm，严重危及行车安全。

在民族站东岔区成组更换混凝土道岔施工期间，充分利用封锁施工的方案对岔区冻害予以整治，适当延长封锁时间，将道床下部分粉土、粉质黏土、黏土进行换填，换填厚度约80～160cm，以增加道床的整体排水性。换填非冻胀土并进行压实处理，铺底碴后，将已组装好的成组道岔推进，整修后开通线路。

民族站换填后，经过历年观测，冻害已基本消除，缺点是对运输影响大，工程造价高，换填的长度有限，推广受限。

2.2.2 挖盲沟铺盐法

挖盲沟铺盐法对部分冻害严重处所进行整治，相当于传统铺盐和整体换填整治措施的结合，盲沟每隔3孔轨枕盒开挖一孔，其它孔逐次开挖，成段冻害计划利用4次集中修整治完毕，相当于换填50%以上的路基土，横向盲沟与路基两侧及两线间纵沟连成一体，形成一个完整的排水系统，起到改良土壤和改善排水的综合作用。