浅谈铁路路基冻害整治

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.05.054
浅谈铁路路基冻害整治
王利伟
(中国铁路青藏集团有限公司德令哈工务段 青海德令哈 817000)
摘要：本文针对青藏高原地区海拔高、气温低的特殊气候，从冻害的形成原因、分类、影响冻害冻起高度的因素，结合连湖环湖区段的实际自然、地理状况，采取适合自身实际的冻害整治方法，主要以大修施工维修作业，路基排水设施的完善，路基结构病害的整治,隔水法、线路保温措施的制定，冻害处所冻害垫板的预垫等方法来确保冻害期间的设备稳定。

关键词：路基 冻害 预垫 整治
中图分类号：U213 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)02(b)-0054-02
青藏铁路被誉为“天路”，是世界上海拔最高、冻土里程最长的高原铁路，其中德令哈工务段连湖线路车间管辖范围内的青藏线k535+000-k545+000位于托素湖与克鲁克湖之间且为沼泽湿地，水源极其丰富，这里平均海拔3000m，年平均气温4.28℃。

由于海拔高使得这里的冬季较长，铁路路基冻害呈现出“冻起早、冻高大、回落迟”的季节性特点，作为该段冻害的重点整治区段。

下面，笔者就青藏线连湖区段冻害的形成及整治进行浅谈、分析，为今后冻害整治提供一定的理论和实践依据。

1 冻害的定义及其分类
1.1 冻害的定义
冻害指在低温季节由于基床土质、水和温度的不利组合，基床土冻结引起线路在纵向上短距离或左右股道的不均匀冻胀，导致线路不平顺或方向不良称为冻害。

1.2 冻害的分类
1.2.1 按纵向外部形态分
(1)冻峰：路基面在短距离内的冻胀高度大于相邻两地段的冻胀高度形成的凸起部分。

(2)冻谷：路基面在短距离内的冻胀高度小于相邻两地段的冻胀高度所形成的凹槽部分。

(3)冻阶：路基面两相邻地段的冻胀高度不同而在连续处所形成的错台部分。

1.2.2 按横向外部形态分
(1)单侧冻害：沿路基面横断面两侧冻胀高度不等。

(2)双侧冻害：沿路基面横断面整个冻胀高度大体一致。

(3)交错冻害：在路基纵横断面上相邻地段的冻胀高度均不相同形成高低交错的现象。

1.2.3 按冻胀产生部分
(1)道床冻害：由于道床不洁而产生的冻胀，虽不属于路基冻害的范围，但其性质及对线路的影响与路基冻害相同。

(2)表层冻害：受地表水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内上半部分，一般冻起高度较小，表现为“早起早落”型。

(3)深层冻害：受地下水影响产生的冻胀，发生在路基临界冻结深度内下半部分，一般冻胀高度较大，表现为“晚起晚落”型。

1.2.4 按冻害高低大小分
10～25m m为一般冻害，26～50m m为较大冻害，51～100mm为大冻害，100mm以上为特大冻害。

2 冻害的成因
2.1 水的影响
水是引起铁路线路冻害的主要原因，有水才会有冻害的产生，水是最主要因素。

如果没有水，即使温度再低也不会出现冻害。

土体中的水分随着一年中不同的季节、不同的时段会呈现出不同的分布状态，正因为这种周期性的变化,铁路线路的路基稳定性就会受到影响，严重影响铁路运输安全。

例如青藏线k535+000-k545+000铁路线路路基全年大部分时间被水浸湿或包围，水作为主导因素影响着线路设备的周期性变化。

另外，由于路肩的不平顺、路拱的破坏造成线路排水不畅等都会直接或间接影响冻害的变化。

2.2 土的影响
土质不良也会引起铁路冻害的产生，北方地区铁路路基的土质多为砂粘土、粘土、这种土质含水量较大，随着气温的骤降很容易出现冻胀融沉的现象。

随着气温的骤降，土温达到水的结晶点时土层中水分就会变成冰形成冻土，冻土达到一定程度就会使基床变形，产生严重影响。

2.3 温度的影响
温度是铁路线路发生冻害的条件之一，当气温达到0℃以下时才有可能发生线路冻胀。

对于铁路线路而言最常用的就是地表温度，只有地表温度低于0℃时，冻害的发生才具备了基本条件。

对于高原寒冷地区，冰冻期为每年11月份至次年5月份，就为线路的冻胀准备了充分的客观条件。

2.4 其他因素影响
铁路线路产生冻害的原因除上述3个因素之外还有其他方面的因素，例如：道床不规范、维修不到位，道床厚度不达标，在列车多次的压力作用下基床就会变形，造成路基面不平整、路拱的破坏，进而影响纵向与横向排水，排水不良自然会引起线路冻害；道床不洁净，高原地区风沙多而大，外加列车震动次数频繁产生的石碴粉末，列车煤炭粉等混合在一起造成道床不洁，排水不畅等都会引起冻害的产生。

3 铁路路基冻害整治方法
(1)纳入大修计划对道床进行清筛作业，保证道床干净、规范。

由于道床不洁造成排水不畅引起的冻害大多属于道床冻害，工务段每年应当积极向路局申请大机清筛维修作业，确保道床清洁、规范、排水畅通，从根本上防止道床冻害的产生。

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发生油泵吸空或是吸油不足故障，主要原因分析：油箱油位低、进油管路密封损坏有泄漏、进油口滤网堵塞、油泵转向有误。

故障处理采取：添加液压油至标准油位、更换损坏的密封、清洗滤网、调整油泵正确转向。

发生液压管路接头处漏油，主要原因分析：液压管路接头松动、O型圈有损坏、液压管有损坏。

故障处理采取：对接头进行紧固或更换液压管、更换O型圈、更换有损坏的液压管。

油箱内油温过高，主要原因分析：油量不够或是油质不符合标准、溢流阀压力过高、冷却器有堵塞或是水量不足。

故障处理采取：补充或更换液压油、调整溢流阀、疏通或是调整冷却器水流量。

掘进机在现场使用过程中发生液压系统故障，技术管理的统计中约70%因液压油管理不妥当而引发。

现场应按照标准使用、管理好液压油，避免杂物混入液压油并做好液压油使用、更换技术统计工作。

4 掘进机技术管理工作的综合建议
通过在技术管理工作中深刻感受到应科学、合理、准确地做好掘进机日常使用维护以及现场技术综合管理，这样能有效提高掘进机使用效率、故障处理效率，为掘进机高效工作夯实技术根基。

(1)规范掘进机日常维护和检修现场技术管理工作，做好对掘进机检修过程中技术质量的动态检查、督导管理工作。

(2)提高掘进机操作人员的操作技能水平，加强对掘进机操作人员的精准培训，包括理论技术、现场故障处理操作两个部分。

(3)强化掘进机检修质量，优化和完善掘进机检修质量标准。

(4)做好掘进机易损部件的管理，建立易损件管理台帐，保证易损件的最低储备。

(5)制定并实施掘进机维护、检修考核管理办法。

(6)针对掘进机检修工序、质量，全面分析与总结，形成具有技术指导性的先进检修方法，不断提高使用、检修人员的专业技术素质。

5 结语
开滦东欢坨矿业公司作为领军、高效型矿井，随着井下掘进工程增加，需要在掘进机技术管理、检修中不断强化检修效率和检修质量，并且在掘进机使用过程中提高故障隐患排查质量。

有效提高现场故障处理准确性,进而缩短故障处理时间，满足掘进机在掘进工程作业时现场整机的开机率，以保证矿业公司井下掘进、回采工程工期进度,实现整体衔接。

参考文献
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(2)加强排水设备的完善和路基结构性病害的整治，保证排水畅通。

及时加强水害复旧工程的整治，保证路基结构完好，同时不断完善排水设施，及时对路肩进行整平、对路拱进行修复。

(3)采用隔水法使路基远离水源。

对于常年被水浸泡且冻害严重的路基该段采取加宽路肩的方法使水源远离既有路肩，这样一来大大减少了冻害的冻起高度，确保了冻害处在人工可控范围之内。

(4)采取保温措施使涵洞(渠)地表温度控制在0℃以上。

对于涵洞(渠)处所产生的冻害利用草袋子或其他能够保温的材料对涵洞(渠)口进行封堵，以达到保温作用，降低冻害冻起高度，减少冻害顺坡长度，减轻作业压力。

(5)换土法。

在冻害严重地段，为了防止路基冻害，可以将含水量大的粘土、砂粘土等不良土质更换成非冻胀性或者弱冻胀性物理力学性质较好的土质。

该方法的优点是整治冻害比较彻底，但是该方法的工作量大、投入资金大，线路经过换土以后，路基长时间难以稳定，影响行车安全。

(6)采取冻害预垫。

首先，每年根据冻害变化情况对每处冻害进行统计，包括冻害冻起起始位置、冻害高度、冻害长度、冻害冻起股别进行全面调查统计，保证冻害信息统计全面、正确。

其次,根据统计的冻害详细信息于每年大机综合维修作业前开展集中修对冻害进行预垫，预垫位置要准，预垫厚度根据冻害冻起最大高度情况进行决定，但是普通枕木地段冻害预垫高度不能大于15mm，预垫后要做好冻害顺坡，确保设备质量安全。

最后,根据冻害冻起高度情况进行撤板顺坡作业。

冻害预垫从根本上减少了冻害整治的工作量，同时防止了因冻害顺坡垫板厚度过大造成扣件无法锁紧钢轨问题的产生。

(7)冻害垫板法。

冻害垫板法的整治原则是从冻害地点向两侧利用水平胶垫做好冻害顺坡，使得线路平顺。

在线路上垫入或撤出冻害垫板，在正线、到发线上，顺坡长度应为：允许速度不大于120km/h的线路不应小于冻起高度的600倍，允许速度为120k m/h（不含）～160k m/h的线路不应小于冻起高度的1200倍，允许速度大于160k m/h的线路不应小于冻起高度的1600倍；在其他站线上，顺坡长度不应小于冻起高度的400倍。

冻起高度超过20m m时，两端顺坡之间应有不短于10m的过渡段，其顺坡应与线路坡度一致。

在道岔上垫入或撤出冻害垫板，在正线、到发线上，顺坡长度应为：允许速度不大于的120k m/h的线路不应小于冻起高度的600倍，允许速度为120k m/h（不含）～160k m/h的线路不应小于冻起高度的1200倍，允许速度大于160k m/h的线路不应小于冻起高度的1600倍；在其他站线上，顺坡长度不应小于冻起高度的400倍。

辙叉及转辙部分不得有变坡点。

本文就铁路线路冻害现象产生的原因、整治方法及预防措施进行了分析，所建议的措施也是经过该段多次实践的，效果明显。

只要根据现场实际情况，从产生冻害的主要原因下手，就能消除冻害或者将冻害带来的工作量降低到最小。

参考文献
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