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1、季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施摘要：在寒冷地区,在铁路路基中经常见到的一种问题就是冻害,特别是在北 方区域的铁路路基只要到天气寒冷的时候就会出现冻害的情况,要紧的将对交通 安全造成影响。通常出现的是因为土壤特性的差异而导致的不平均,在道路上出 现凹凸不平 的形状各异冻包、双股异向冻起、单股侧向冻起等冻害状况,最后因 为土壤融冻降低, 水份在土壤中从头分拨,导致路基翻浆冒泥、坡面塌陷、道碴 陷槽以及路基沉没等路基问题,削弱了线路水平以及线路上部设备使用寿命,提高 了许多的修理资金。对于不同的冻害现象,经过认真探讨,运用完善的治理方法, 保证交通的安全同行。关键词：季节性冻土；路基冻害；措
2、施引言我国国土辽阔，季节性冻土区占总面积的 55%左右，而铁路路基遭受冻土区 路基冻胀的破坏，严重威胁了铁路运营的安全。无碴轨道在寒冷地区的高速铁路 路基冻胀难题是一个世界性的问题，现阶段我国铁路行业没有丰富的经验可以借 鉴，也没有精确的规范。根据议事规则维护方式与沉降控制，高铁路基工后沉降 要小于15mm，横向结构物交界处如路基、桥梁等工后沉降要小于5mm。所以说高 速铁路极为严格的管控路基变形，路基最大冻胀变形量要小于5mm，这极大的增 加了设计和施工难度，同时要保证防冻技术对策的有效性。1.季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类（一）、表层冻害1、路基基床面平整度差，容易积水路基基床面凹凸不
3、平，非常容易导致基床面出现积水的情况，由于基床表面 有积水的浸入，土层含水量过大，超出了起始冻胀含水量，水分在表层中结冰， 造成体积胀大，冻结锋面又有水分补充，水含量较冻前增加很多，导致发生冻害。 由路基机床面平整性差而造成的冻害，通常在 50mm 以内，基本在 30-50mm 之间 道碴囊和道碴陷槽的深度决定了冻害的深度。在我国东北一些铁路局管内，通常 在路基机床 30-50mm 的深度范围内。2、不是匀质特性的表层路基土体因为路堤自身的土质问题来路不一样,还有就是在进行填筑的时候压实的密 实程度以及土层中厚与薄也是不一样的;路堑的土体因为是天然的,可是土的掩盖 堆放层次以及厚度也完全不一样
4、。在水分聚积到一起而且还移动的时候,其中的 结构和自身的土质因素和表层的层次等很多的条件是不一样的,自身的聚合量也 不一样,形成的冻胀量也是不同的,这样就形成了冻害。就比如说某一个地方的路 堤,因为不同的填筑土质,引发了单侧路基冻起, 左侧比右侧低了大约二十 mm。3、地表水或地下水对路基土体的浸湿不均匀路基土的不均匀润湿条件有：路基床表面不均匀,水都不一样，路基水范围 （涵盖河流现象）；）;单裂缝隙水;范围边沟水,地下潜水或表面积水位置倾斜到一 边。4、温度影响形成的冻害对土壤冻结温度的影响，如果温度的地形、植被、土壤、阳光和热将不同， 同时对土壤冻结率有不同的影响。在土壤冻结,因为不同的表
5、温度和冻结速率和 水分迁移流和冻胀量是不一样的,出现了冻害。最重要的是,土壤、水、温度和冻 胀的其他条件,关键是地表水的表面冷伤害,低温和土壤敏感,当然,也不可小觑。 唯有在土壤、水、温度与其他条件本身产生差异的时候，出现了冻害。冻害是冻 胀现象的数量差异值而不是冻胀量。是由于冻胀值的差别,当出现表层冻害，而 且没有充分补给地下水,其价值极少大于50 毫米。二）、较大的冻害路基深层冻害出现的时期很晚，出现在冻结期间的后期，东北地区通常是在 十二月中旬以后，一直到冻期后期才可以终结冻害的产生，地下水影响这深层冻 害的产生。假如没有地下水，哪怕土质的差别再大，下面出现脱水的情况，仍然 不会出现太多
6、的冻胀情况。1.路基冻害形成原因路基基床表面不平坦导致基床表面存水,由于基床表层被水分浸入，土层水 含量提高超过了起始冻胀含水量时,表层里的水冻结,体积扩张的同时水分又向结 冰地方补给,水分比结冰之前更大，就产生冻害。但是土的覆盖聚集深度和层次 也不一样。冻土中的未冻水随着温度减小的方向移动,在温度高的土体领域内,由 于未冻水含量降低而损害了该土体领域内冰水二者的热力平均,造成了未冻水向 冰方向的水分移动,让初始水含量高于未冻土的水含量,这表示土体中的水分正在 从头散播,水分从未冻土中向冻土中移动。三、路基冻害整治的工程措施根据大量的出版文献，路基冻胀主要是表面冻结，冻胀变形主要侧重于基床 的
7、限度内，冻胀路基基床表层的冻胀量占冻胀总面积的 70%以上。所以，路基 冻胀变形控制，尤其是基床的表面层冻结变形，是解决路基基床冻胀控制问题的 主要点。（一）、表层冻胀损害的处理措施表面层冻害是冻害路基防治的关键，由于在路基冻结的研究中，认识到大部 分冻害都是路基表面层冻结。对于路基表面层冻害采取的预防措施是多种多样的 总结后为以下三个方面:1 排水和隔水将地表水排放出去或者将疏导地下水和下层水的隔断全部放低下来就是排水 和隔水的最终目的，以此来解决或者减轻路基产生的土体冻胀的问题。2、改土将路基土体中并不平整、顺滑的土壤剔除出去，或者将土的性质改变是主要 目的，以此来解决或者减轻路基产生的土
8、体冻胀的问题。3、隔温让冻胀性的土壤与冻结层分离或者是大部分与冻结层分离开是主要的目的， 以此来解决或者减轻路基产生的土体冻胀的问题。地面以及地下的排水设施、同 土替换、垫层设砂、将炉渣垫层、盖被以及起道等等都是经常使用在日常生产和 生活中的主要手段。（二）、路基深层冻害的预防方法对于铁路深层路基冻害的预防方法我们选择双层路基进行，上层为钢筋网加 混凝土铺设；下层为涵管层，涵管层可以将地下水、路基、路面、边沟地表水进 行引流，从而将这些水排除铁路路基，使得路基水分含量大大缩小，对于冰雪消 融也能起到很好的导流作用，而且涵管占了铁路路基的主体，使得冻土路基、软 土路基无法形成对深层路基的冻害作用
9、，因为涵管内部为真空，温度如何变化对 涵管毫无作用，这样就避免了深层路基冻害的现象。但是铁路路基承载力大，受 列车的振动强，因此单靠涵管作为列车路基，显然是支撑不起的，为此我们必须 在涵管上层加入钢筋混凝土才能支撑路基承载力，再进行浇筑钢筋混凝土时，需 对涵管进行填埋并且振捣结实，防止涵管受力不均造成破裂。钢筋混凝土浇筑完 毕后在上面铺设碎石颗粒，以保护铁路路面。在浇筑钢筋混凝土时也要留下导流 口，以便将路面积水及时排除，避免冻害。四、对季节性冻土地区铁路路基冻害防治时必须注意的（一）、必须在严寒地区铁路修筑的设计和施工中采取预先防治冻害措施路基开挖填充填充是直接作用于在地面上的，易受水文和气
10、象以及地质结构 的性质因素的不良影响。虽然在调查和设计中，广泛的收集资料、 研究和分析 但通常没有深入、全面的了解自然，不适当的研究和分析是不可能将不良位置完 全规避的。一旦选择施工不当的位置和或工程措施，可能会导致灾害发生，不只 浪费很多处置资金，还对铁路运输有长期影响。（二）、分析探讨冻害产生因素和法则采取正确的预防措施只有在充分调查的前提下，针对其产生因素，采取好的预防方法，防治冻害 才能收到理想的效果。（三）、 运用防止冻害的方法以清理部分病害区域的冻害高度为标准，让附近量地区的冻胀值在一定的范 围内慢慢转变，让线路拥有符合规定的纵邻。运用预防冻害的方法时，第一就要 将排水思考到，随后
11、在将其他方法的配合考虑进去。由于水不但可以减小路基的 强度，从而导致其他路基方面的病害，还关系到路基的稳定性。因此，在预防水 害方法的时候，必须将怎么疏干路基放在第一位。在进行预防冻害的方法时，必 须做到就地取材，因地制宜。在进行预防冻害的设计时，一定要对症处理，经济 合理，持之有效。结束语这些年来对路基冻害情况的治理,管内比较大且成段连续的冻害治理已取得 了很大的成果。就现在的冻害现象来看,其功效还是不错的,为确保运输的安全性 起到了很大的意义。在后来的铁路保护和修理的施工中,应尽量季节性冻土独特 的工程地质特性斟酌好。针对季节性冻土的特性,展开关于防治路基冻害的探讨 分析,进行现场模拟实践
12、,找出路基冻害的出现因素,探讨冻害出现的法则,通过不 同的很好的方法进行预防,概括成功经验,在新建铁路建设和以前的铁路养护维修 中,通过“动态设计,信息化建设;一次解决,杜绝遗留,让刚施工的以及修正的铁 路路基冻害现象尽量的减少。参考文献1 叶阳升. 青藏铁路高原冻土路基的关键技术问题 A. 中国土木工程学会.中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（上册）C.中国土 木工程学会:,2003:5.2 梁亚伟. 山区丘陵高海拔季节性冻土区农村饮水安全工程冻害原因及其 防治A.福建省水利学会青年学术工作委员会.福建省第十二届水利水电青年学 术交流会论文集C.福建省水利学会青年学术工作委员会:，2008:6.3 梁亚伟. 山区丘陵高海拔季节性冻土区农村饮水安全工程冻害原因及其 防治A.福建省水利学会、福建省水利厅专家委员会饮水安全的理论与实践一 福建省科协第九届学术年会水利分会场论文集C.福建省水利学会、福建省水 利厅专家委员会:，2009:7.
季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施
