浅谈铁路路基冻害的预防及整治

浅谈铁路路基冻害的预防及整治

摘要：兰新线屯升-红山堡区段，由于地处西北，冬季气候寒冷，铁路路基冻害分布广、冻起时间早、冻起高度大，本文针对冻害成因及变化规律，简述了铁路路基冻害的预防及整治，为今后类似病害整治提供依据及经验。

关键词：路基冻害预防

一、前言

兰新线屯升-红山堡区段，由于地处西北，冬季气候寒冷，铁路路基冻害分布广、冻起时间早、冻起高度大，严重影响线路设备质量和行车安全。针对冻害成因及变化规律，需采取有效措施进行预防性整治。

二、路基冻害的预防

（一）桥涵地段冻害预防

桥涵地段冻害一般冻起时间早、距离短、冻起量大，变化快。针对桥涵冻害危害严重的情况，应加强了桥涵地段冻害的预防性整治。

1.封堵涵渠

对涵顶基床发生的表层冻害可采取保温法进行预防，采用此方法可降低涵顶冻害的冻起高度。对发生冻害的涵渠和有可能发生冻害的涵渠进行调查，利用草袋和编织袋装土进行封堵，冻起量较封堵前会有下降。

2.涵渠台帽加高、疏通排水

涵渠孔径不足、台帽高度不满足拦水要求，在冬灌时造成水漫路基，基床内水分未能充分蒸发容易引起冻害。需对灌溉渠上游台帽进行加高，增设了浆砌拦水墙，并及时对淤积进行清理，排水畅通，可减少冻害发生。

（二）路基注盐预防整治

根据路基注盐技术标准、施工工艺及作业流程，对冻害地段进行注盐，可有效减少冻害数量，降低平均冻起高度，现将技术要领总结如下：

1.时间安排

为使注盐整治当年见效，使盐铺入道床内在雨季充分融溶，全部渗透到路基土壤中，使土壤颗粒毛细孔中盐份含量均匀、饱和，最大限度减少或防止路基冻

起，必须在6月底前雨季前完成注盐。

2.注盐深度及宽度

为确保盐在整个道床断面均匀融解，应将轨枕盒内道床扒成▽形槽沟，槽底深度为枕下100mm，槽长为轨枕头外侧100mm。把盐均匀的铺在槽内，回填石碴，恢复道床断面。个别注盐量较大（冻起高度大于25mm地段）或降雨量较少地段，同时将部分工业盐融化成饱和溶液后再均匀浇注。

3.注盐量标准

每枕盒用量为：每冻高1mm用盐0.5Kg，不足10mm冻高时，每枕盒最低用盐量为5Kg，冻高超过50mm时，每枕盒下用盐量不易超过25Kg。

4.注盐递增方法

纵向顺坡是在冻害起终点向冻害最高点之间作好递增下盐量的顺坡。递增方法为：当顺坡段较短时（小于10m），起终点上用盐量为5Kg，递增量为最高冻高的用盐量除以起终点至最高点间轨枕盒数；当顺坡段较长时(大于10m)，其起终点上的下盐量为零，往最高点递增，递增量为最高冻高的用盐量除以起终点至最高点间轨枕盒数。

5.单股冻害注盐标准量

每枕盒的下盐量为双股冻害下盐量的3/4。下盐范围应在未冻起里口150mm 至冻起段轨枕头外侧100mm。从线路中心至未冻起股用盐为1/4。

（三）结合防洪工程疏通排水

针对部分地段排水防洪设施不良，秋冬季节上游路基坡脚积水易造成冻害的问题，可结合防洪复旧工程对冻害进行预防性整治。对易造成路基坡脚积水的地段可增设防洪坝及排水实施。

（四）大修改造

1.路基换填：此方法适用冻害比较集中、冻起量较大、路基填料为粉质粘土冻害的预防性整治。

2.大修清筛：此方法适用于道床脏污、板结、底碴厚度不足、边坡土垅严重，排水不良等表层冻害的整治。

3.灰土桩加固

（1）现场情况及采取的办法

兰新上行线K648+000-K648+500计0.5Km线路进行了灰土桩加固整治，该段线路冻起最大高度达24mm，经钻土取样确定路基为饱和黄土路基。根据计算分析以及实际施工的可行性，决定采用孔距为1m，间距为0.8m，桩身长6m，交叉由道床坡底15°、30 °向线路方向取孔（直径12mm），成孔后在孔中灌入生石灰、水泥、粉煤灰拌和料（比例：5：2：3）。利用生石灰吸取桩周围土中水分进行水化反应，生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩四周土体的含水量降低、孔隙比减少，使土体挤密和桩柱体硬化。桩和桩间土共同承受荷载，成为一种复合路基。

（2）对比效果

2008-2009年冬季该段线路冻害6处，最大冻起高度20mm；2009-2010年冬季该段线路冻害3处，最大冻起高度15mm.经对比冻害整治效果明显。

（五）增加冻害地段质量储备

1.加强设备整修

为防止设备几何尺寸不良与冬季冻害叠加造成线路病害加剧，我段在入冬前加大了设备整修力度，特别对清筛地段、路基换填地段安排大（中）机进行维修，对新建桥涵路基不稳地段加强了整治，确保上冻前质量稳定。

2.拆除厚度不符合标准垫板

为解决冻害地段垫板顺坡时因垫入厚度大，扣件无法紧固的问题，我段安排各车间在入冬前对垫入垫板不符合规定地段拆除垫板后进行了捣固补强。

三、路基冻害的检查、监控

为确保冻害能够及早发现，及早安排整治，应对冻害期间的设备进行检查、监控。

1．冻害发生初期（每年12月1日－次年1月15日），线路变化较大。

安排线路车间、班组加强路基地下水位较高地段、路基半堤半堑地段，上年发生冻害地段、翻浆冒泥、排水不良，道口、涵渠等关键处所的检查，确认有无冻害发生，检查中注重早中晚的变化。

2. 冻害稳定期（1月15日－2月底）

对冻害地段的检查，要求线路工班长每周检查1次，冻起高度h＞25mm时，线路工班长每周不少于2次；

3.冻害回落期（3月1日－4月30日）

昼夜温差大，回落和冻胀交替反复。尤其是表层冻害回落较快，导致线路几何尺寸变化大。要求各车间加强巡检，密切监控，并适当增加检查次数。

四、路基冻害的整治

1.加强专业检查组的监督、指导

2.增强冻害整治力量

针对冻害数量多的区段可抽调专人组成冻害整治组，负责冻害区段的设备检查、冻害整治。

3.严格冻害的整治标准

（1）严格按照冻害顺坡率标准进行冻害顺坡；

（2）按照冻起高度采取相应的安装调高扣件、加装轨距杆、加穿木枕等补强措施；

（3）对冻害地段的弹条因垫板原因弹性不足，全部用油漆标注，在春融后全部更换下线，并安装符合标准的新弹条；

（4）为确保冻害整治质量，垫板全部采用符合规格的竹垫板，严禁用橡胶垫板代替冻害垫板。冻害作业随起随垫、随落随撤，严禁提前超垫或提前撤板。

4.加强冻害测量

在冻害发生前、稳定期、回落后分别对冻害地段进行测量，准确掌握冻害长度、高度，分析冻害成因及变化规律，制定相应的整治措施，根据冻害成因在次年制定预防性整治方案。并对清筛、注盐、路基换填、灰土加固桩整治效果进行分析、总结，根据整治效果对施工工艺、标准进行改进。

参考文献

[1]高鹤江.铁路桥隧养护简明手册.中国铁道出版社.1984

[2]铁路桥涵施工规范.中国铁道出版社.2002

[3]铁路路基大修维修规则.中国铁道出版社.2012