北方严寒地区路基冻害整治
9页1、路基冻害是寒冷地区,铁路线路上分布很广和常见的病害。它与寒冷的气候 有关,冻结线能达到相当深度;又涉及到土的特性,因为有的土类对冰冻作用很 敏感。我们管内大部分线路都铺设在多年冻害地带之上,路基冻害较为严重。主要 表现形式为:在冬季路基土体冻结时,除路基(纵、横断面)在短距离地段内产 生不均匀冻胀或路基发生冻结裂缝外,还存在着冰椎、冻胀丘、路基融沉及路基 边坡滑坍等一些独特的表现形式。冻害发生发展时期,一般从每年 10月中旬起 至次年5 月中旬止全部回落完。对铁路线路影响很大。为确保行车安全,每年都 必须投入大量人力物力用以处理路基冻害。根据历年调查统计报告,管内现有冻 害207处,其中冻害高度50mm300mm的冻害6处、50mm以下的冻害198处, 冰椎3处。冬季线路冻胀凸起,冰椎则流水成冰,冰水漫及线路,影响行车,为 了预防冻害事故的发生,在冬季需派人看守观察和组织刨冰,每年仅用于刨冰的 工数就达5000多工日。夏季路基融沉病害情况严重,在管内就有200多处严重 下沉地段。有的地段融沉很快,每年得抬道一次,全年累计下沉达200300mm, 情况严重的,如呼包线。每年用于路基融沉抬
2、道的砂石料数量达3万多立方米, 使用的劳力有2万多工日。第二节 路基冻害成因一、道床冻害道床冻害冻起高度一般在25mm以内。近年来,由于运量的增加和列车速度 的提高,道床污染板结日趋严重,导致了道床冻害的数量逐年增多。1、产生成因主要是道床污染引起的排水不良造成冻害。1.1 道碴本身的质量问题引起的道床污染。由于我们管内道碴多以石灰岩为 主,含少量的风化石。按照铁路碎石道碴要求,石灰岩各项技术指标均达不 到I级道碴标准。石灰岩属碳酸盐类,抗冲击、抗压碎等性能差,易碎粉尘遇水 溶解形成胶汁,影响排水,导致冻害。1.2列车运输引起的道床污染。一是列车动载频繁冲击振动,使道碴相互磨 擦,产生碎石粉末。二是由于列车上的散装货物,如砂子、煤炭等货物散落而污 染道床。三是高坡大岭地段较多,列车制动减速,由于机车撒砂和闸瓦粉屑落入 道床,加速了道床板结等病害的产生。1.3路基翻浆冒泥引起的道床污染。翻浆冒泥使道床中石碴粉末增多,路基 上的污水与石碴粉末接触化合成一种胶汁,把脏物和石碴粘结在一起,造成排水 不良,道床板结。1.4 因早期设计标准低及日常维修更换枕木等原因,导致道床厚度不足,在 列车荷载
3、的作用下形成道碴囊。由于以上等原因,从而使道床中形成了不透水层或道碴囊,秋季降雨时,雨 水流入道床,并滞留在其中。当气温下降时道床冻结,又因含泥量过多,部分道 碴孔隙被填充,为冻结时水分的重分布提供了条件。当路基土体冻结时,在道碴 囊中抽吸水分,大量聚水成冰,当超过了道碴孔隙的容量时,就产生道床表面冻 胀臌起。又因线路上水沟和水囊等存水量的不同,以及线路朝向的不同,使冰冻 速率和深度及吸入的水量也不等,因而引起冻胀高差,最后表现为短距离内的冻 胀高度不等而形成冻害。二、表层冻害表层冻害,主要是指产生在路基基床土体的临界冻结深度的上半部分的冻 害。是寒冷地区比较常见的冻害形式,冻起高度一般较小,表现为“早起早落” 型。(一)形成原因1、路基基床面不平整,易积水11 路基基床面土的压实不均匀(固结的不均匀);1. 2 路基基床面表层与道碴接触处被浸湿,承载力降低;13 路基基床表层,冬季冻结时水分向上迁移,在春季时引起了土结构的 变化;14 道床厚度不足;15 路基受列车冲击与振动的影响,使得具有适当含水量的粉性土发生触 变性的液化;由于以上原因,造成路基基床面积水,水分渗入基床表层,土层
4、含水量增大, 超过了起始冻胀含水量,同时在表层中水结冰,体积膨胀时,水分又向冻结峰面 补给,使水分比冻前增加较大,形成冻害。2、路基土体的表层为非均质 由于路堤土质来源不同,且在填筑时,土层厚薄和夯填密实度也不同;路堑 土体虽然是自然形成的,但土的覆盖堆积厚度及层次是不完全相同的。在冻期, 经水分迁移、聚积时,由于这些土质、结构、层次等条件的不同,其聚流量也不 尽相同。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土体的不均匀浸湿31 路基基床面不平整,积水不等形成的冻害:当路基基床面形成道碴陷槽或道碴囊时,秋季降雨,水分掺入土中,其中水 本身冻结时冻胀量并不大,而是这部分水,在冻结期间向冻结峰面迁移积聚。由 于道碴所形成的基床面不平整,因而各部分抽吸的水分多少不等,冻胀量不同, 形成了冻害。32 路基两侧积水形成冻害:如果路基两侧积水量相等,土质均匀,冬季冻胀量很大,不一定形成冻害。 若土质均匀,但两侧积水的水位及深度范围不同时,由于其对路基体浸湿的不同, 冻结时其冻胀量也将不同,因而形成冻害。33 上层潜水和裂隙形成的冻害:上层潜水和裂隙形成的冻害,常常发生在路堑与路堤
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