路基冻害治理

摘要

我国铁路发展迅速，正在向重载和高速发展，随着列车的提速，越来越多的既有线出现了病害情况，如路基病害。路基的病害有多种，如翻浆冒泥、路基下沉、路基冻害等。

我国国土面积较大，冻土面积也大，在寒区修建的铁路因环境恶劣，出现了许多冻害，路基冻害主要有冻胀（主要为不均匀冻胀）、融沉和冻融翻浆。水、温度、土质是路基产生冻害的三因素，治理路基冻害，可采取隔水、换土和隔温等措施。本文通过阐述路基冻害产生的机理来采取不同的治理措施治理，具体措施有排水设施（如排水沟）、保温隔温设施（保温护道、片石通风路基结构、热棒路基结构）和换土措施，在青藏铁路上就采用了热棒路基。又多年冻土地区不良地质较多，如冰锥、冰丘，可通过冻结沟或积冰坑防止冻害发生。冻土地区的环境保护也是至关重要的，它能够减少路基冻害的发生和延长路基的使用寿命。

本设计针对冻土区路基病害的提供了一些治理措施，能有效的保证路基的稳定，不受破坏，可供同类工程借鉴。

关键词:路基冻害冻胀温度治理措施

目录

第1章绪论 (1)

1.1 我国铁路发展现状及存在问题 (1)

1.2 季节性冻土的分布及路基主要冻害 (2)

1.3 国内外研究现状 (3)

1.3.1 国外路基冻害研究现状 (3)

1.3.2 我国路基冻害研究现状 (4)

第2章路基冻害种类 (5)

2.1 按外部表现特征分类 (5)

2.2 按负温总量分类 (5)

2.3 按产生部位分类 (5)

2.3.1 道床冻害形成原因 (6)

2.3.2 表层病害形成的主要原因 (6)

2.3.3 深层冻害的形成 (7)

第3章路基冻害的表现形式及其产生机理 (8)

3.1 融沉病害 (8)

3.2 冻胀病害 (8)

3.3 冰害 (10)

3.4 冻融翻浆 (10)

3.5 铁路路基次生灾害 (11)

第4章路基冻害防治措施 (13)

4.1 水作用的机理及治理原则 (13)

4.1.1 水作用机理 (13)

4.1.2 治理原则 (14)

4.2 排水系统 (14)

4.2.1地表排水系统 (14)

4.2.2 地下排水系统 (18)

4.2.3 其它排水系统及方法 (22)

4.3 温度对路基冻害的影响及治理措施 (26)

4.3.1 温度与路基冻害的关系 (26)

4.3.2 温度在路基中的传播方式及治理路径 (27)

4.3.3 温度治理措施 (27)

4.4 其他路基病害及治理措施 (34)

4.4.1 冰锥、冰丘地段的路基整治 (34)

4.4.2 路堑边坡失稳及治理 (36)

第5章多年冻土地区的环境保护 (37)

5.1 既有线运营中的环境保护 (37)

5.2 多年冻土区环境监测和管理 (37)

第6章结论与展望 (39)

6.1 结论 (39)

6.2 展望 (40)

参考文献 (41)

致谢 (42)

附录A 外文资料翻译 .......................................................................... 错误!未定义书签。

A.1 英文 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

A.2 译文 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论

1.1 我国铁路发展现状及存在问题

世界铁路已有180多年的历史，1803年英国人特里维西克试制了第一台行驶于轨道上的蒸汽机车，1825年英国在大林顿到斯科托顿之间修建了世界上第一条铁路，长21km。我国第一条铁路是1865年英国商人社兰德在北京宣武门外修建的窄轨铁路约0.5km试行小火车。我国铁路建设在新中国成立后有很大的发展。在路网建设、线路状况、技术装备和运输效率上，都有极大的成就。在崇山峻岭的西南地区，修建了成渝、宝成、黔桂、川黔、贵昆、湘黔、湘渝、阳安、来睦（来宾-睦南关）、黎湛、内宜、达成、南昆等干线，构成了大西南的铁路网骨架。在解放前根本没有铁路的西北地区，建成了天兰、兰新、兰青、青藏（西宁—格尔木—拉萨）、南疆、包兰、干武、宝中、北疆等干线。在华北地区，建成了丰沙、京承、京原、京通、京秦、太焦、邯长、新荷、侯西等干线，以及纵贯南北的京九干线，首都北京已形成九条干线引入的大型枢纽。在东南沿海，建成了焦枝、枝柳、汉丹、武大、大沙、合九等干线；在东北地区，修建了沟海、通让等联络线、汤林、牙林、长林、嫩林、林碧等林线，以及霍林河、伊敏河等煤矿支线。截止到2004年底，我国铁路营运里程突破7万余km，居是世界第三；其中复线2.5万多km，复线率约为40%，电气化铁路里程1.8万km，电气化率约30%，内燃化铁路里程4万多km，占营业里程的63.6%[1]。此外，各省区建成的地方铁路还有6218.4km。我国《中长期铁路规划网》的发展目标是，到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率均达到50%，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。到2010年，随着我国铁路“十一五”建设计划的即将完成，铁路网营业里程达到8.5万公里左右，其中客运专线5000公里，复线3.5万公里，电气化铁路3.5万公里。

由于我国铁路建设较早，设计时速较低，对铁路的技术要求不高。在这几万里长的线路上，由于列车荷载的反复作用、自然条件、线路条件等原因，线路上产生了各种各样的病害，这些病害影响了线路的质量状态，甚至危及铁路的行车安全。

既有线常见病害有[2]:钢轨的病害:轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹、钢轨接头伤损等；轨枕病害（轨枕失效）:明显折断、纵向断裂、横裂（或斜裂）接近环