东北地区铁路冻害原因研究和防治措施探究

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1、东北地区铁路冻害原因研究和防治措施探究　　摘要：以京哈线铁路冻害为背景，分析道床冻害、表层冻害、深层冻害及路基翻浆形成的原因，并给出了相应防治对策与措施。关键词：铁路；冻害类型；防治措施中图分类号：S238文献标识码：A铁路冻害，通常是指铁路线路上常见而普遍存在的短距离地段内的不均匀冻胀。路基基床，在冬季由于冰冻，往往形成较长距离内的均匀冻胀，但在个别地段，由于局部水文、地质条件的差异。这种冻胀相应地产生局部差异，即这些局部地点的冻胀高度与长距离内的均匀冻胀高度出现差异，其外部表现为，在线路纵断面上，形成驼

2、峰状或凹谷状。这些短距离地段内的不均匀冻胀，在冬季造成了线路不平顺或方向不良，直接影响着行车的舒适性和安全性，故称之为铁路冻害。铁路冻害会促使道碴陷槽发展，加速道床脏污的速度，并引起路基产生其他病害。进而降低路基的强度，并影响路基的稳定性，使得轨枕、钢轨、联接零件等轨道构造工作条件恶化，并威胁行车安全，因此必须引起高度重视。1、铁路冻害的分类及形成原因分析7季节性冻土区铁路冻害按其产生部位可分为三类：（1）道床冻害，即产生在路基基床面之上的道床里；（2）表层冻害，产生部位是路基土体临界冻结深度的上半部分（当

3、冻结深度为2m左右时，一般从基床面向下80--100cm范围内）；（3）深层冻害，产生部位是路基土体临界冻结深度的下半部（当冻结深度为2m左右时，一般为从基床面以下80cm或100cm到临界冻结深度下缘）。翻浆冒泥为路基冻害的副产品，也是一种较严重的路基病害。道床冻害的形成道床冻害的特点与路基冻害不完全相同，冻胀高度往往不大，冻害垫板的插入比例较小。它在线路方向上的冻胀比较均匀，但轨间中央部位的冻胀大，所以轨道震动强，列车晃动大。冻胀发生时间较早，在东北地区一般是10月中旬开始冻胀至11月上旬基本稳定，其冻

4、结速率平均为2cm/d左右。7道床冻害形成原因主要是道床不洁，它发生的数量约占铁路冻害总数的50%以上。道床不洁的原因：（1）道碴不洁，道碴材料不符合技术标准，含泥量超过标准。（2）由风吹或雨水冲洗，或因机车运行时带起的泥土，落入道床中，致使粉、粘土量超过限度。（3）道碴在使用过程中遭受列车运行中或工务养路维修机械破坏。在枕木下板结形成不透水层，或因捣固不好，枕木下留有空间。（4）因更换枕木等原因，道床厚度不足，在列车荷载作用下造成道碴压入路基基床面，从而形成贮水沟或囊。（5）由于粉土质粘土含量的增多，造成

5、毛细水的上升，重力水滞留或地表水向道床中浸透及渗透。1.2基层表层冻害的形成表层冻害的高度特点是：一般为30--50mm很少有50mm以上的；其时间大多在冬季上半期即能发展到顶峰，而在解冻期间首先回落。在东北地区11月上旬开始，最晚到12月中旬停止发展，来年4月中旬至5月初就基本回落完毕。表层病害形成的主要原因：（1）路基基床表面不平整，造成基床表面积增大，增加水分渗入基床表面，土层含水量增大超过了起始冻胀含水量时，表层中水结冰，体积膨胀的同时，水分又向冰结锋面补给，水分比冻前增加较大，形成了冻害。（2）路

6、基土体的表层为非匀质。由于路堤地质来源不同，且在填筑时，土层的厚薄和夯实密实不同；在冻结期水分迁移、聚积时，由于这些地质、结构、层次等条件的不同，其聚流量也不尽相同，因此产生的冻胀量也不等，从而形成冻害。（3）地表水或地下水对路基体的不均匀浸湿。路基基床面不平整积水，因而各处抽吸的水分多少不等，冻胀量不同，形成冻害。路基两侧的积水，由于积水的水位及深度、范围不同，因而形成冻害。上层潜水和裂隙水及侧沟积水，由于地形，水分的多少，都对路基土体影响及路基土体导热不均匀形成的冻害。71.3基层深层冻害的形成深层冻害

7、的冻胀高度可达300毫米以上，对行车安全威胁较大。路基深层冻害的产生的时间较晚，在冬期的后半期产生，东北地区在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，因为如果没有地下水，虽然土质有所差异，下部呈现脱水现象，所以已无多少冻胀了。但如地下水充分，冬期时水分迁移的聚流量大，引起的冻胀差异往往较大，冻胀高度有时可达300毫米以上，对行车的舒适性和安全性构成较大威胁。1.4路基翻浆冒泥的形成路基翻浆冒泥往往为路基冻害的副产品，由于冬期冻胀是水分向上迁移，土基上部的含水量大为增加，春

8、融解冻时期，在列车运行下引起路基基床表层或道床翻浆。形成原因为：当冬季冻结时，水分大量向上迁移到道床，并向路基土体表层迁移，而春融时上面冰冻先融化，而融化层下仍处在冻结状态，使融化了的冰水及雪水无法下渗，同时粘性土中的含水量已经远远超过了液限，致使道床中的粘土或路基土体表层土质过湿，土的抗剪强度显著降低，形成路基翻浆。2、铁路冻害的防治2.1道床冻害的整治：首先对大部分道床进行清筛。清筛时要达到以下几点：7（1）