学文网摘 要：路基冻害是严寒地区，特别是多年冻土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，冰冻线能达到相当深度；又涉及到土的特性，所以有的土类对冰冻作用很敏感。本文通过对漠河古洛铁路的路基建设分析总结了高寒地区多年冻土路基冻害成因及防治。
关键词：高寒地区；冻土路基；冻害成因
一、路基冻害的成因及主要影响因素
路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温度、土、水和压力四个要素。四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。冻水结成冰，强度剧增；冰融成水，承载力几乎等于零。水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。
二、路基冻害的整治
（一）路基冻害的调查
冻害的调查工作应包括两大部分：一是从外貌方面调查研究冻害的发生发展过程，即冻害发生的部位、形状、长度、起落时间及发展过程；二是通过钻探、挖探等方法，观察土层的土质种类、厚度、水文地质、冻土结构等。所有这些调查项目都是为分析冻害产生原因，确定整治方案，为做出具体设计，提供可靠资料。
通过气象观测、地温观测、测量技术等手段统计分析，有时可调查当地已有路基处理冻害的实践经验，了解冻土类型，分析冻害成因，制定治理方案。
（二）路基冻害的防治方法
整治冻害必须贯彻和遵循两个原则：一是消除不均匀冻胀；二是强调综合整治的整体效果。
消除不均匀冻胀。主要是指消除路基病害地段与相邻地段的冻胀差值，或使这一差值在规定距离内逐步消失，使线路达到合乎要求的标准。
强调综合整治的整体效果。各种整治冻害措施的目的、作用和效果不尽相同，各有针对性和适用范围。因此要根据冻害的具体情况分析研究不同措施的互相搭配，注重它们的整体效果，以争取达到根除冻害的目的。
1.季节冻土地区路基冻害的防治措施
（1） 路基冻害的防制措施基本上分为三大类：a.排水及隔水 ―― 由于水是形成路基冻害各因素中关键性的条件，因此控制土体中的水分，其目的在于排除地表水或降低疏导地下水及隔断下层水以消除或减少路基土体的冻胀。①排水设备应具有抗冻、防冻的能力，不被冻融破坏，能发挥正常排水作用。其类型有：地表排水 ―― 应尽一切可能使地表排水畅通，并能将大量的地表水由桥梁及涵洞排走并防止地表水的下渗；基床排水――多数冻害的产生与基床不平整有关。因此基床排水在防治冻害中也起着相当重要的作用。；排除地下水――地下水的存在和变化，能在土中引起静水压力和动水压力，并且是土中冻、融、干、湿循环而造成各种病害的基本条件。②隔水措施 ―― 是指用各种材料制成的隔水层，使地下水不能透过，或隔断毛细水的补给，阻止冻结时所产生的水分向上迁移作用，以减少或消除冻胀。
b.换填法（改土）―― 对于由土质不良而造成的路基冻害，且又有换填条件时，常广泛使用换填法，其目的是换除路基土体中的不均匀土质，或改良土的性质，以消除或减少路基土体的冻胀。挖除冻害地段的冻胀性土，换以物理力学性质较好的土。换土分两种情况：一种是换填砂垫层，主要用于冻结深度内的土层是冻胀性较强的土；另一种是换填与周围土层冻胀性相同的土，主要用于因土质不同或不均匀的冻害地段。
c.保温法（隔温）―― 在路基表层（顶面及侧沟）设置保温隔热层，使表层下的土层不冻结或减少冻法深度，推迟土体冻结，提高土中温度，减少冻结深度，其目的是使冻胀性土脱离冻结层或部分脱离冻结层，从而消除或减少路基土体的冻胀。隔热材料可采用草皮、树皮、炉渣、泡沫混凝土、玻璃纤维以及其他一些合成材料。
（2）多年冻土地区路基冻害的防治措施。多年冻土地区路基的构成，其上部为季节融化层，下部为多年冻土层。所以它除了上部的季节融化层具有季节冻土地区路基冻害的特点外，下部则有多年冻土路基的特殊病害―路基热融沉陷，路基冻融坍塌，路堑边坡热融滑坍及路堤边坡表层滑坍。除此以外，多年冻土地区的不良地质现象―冻胀丘及冰锥，也给线路造成危害。多年冻土地区路基特殊病害的防治总的概括为两大类：一是在使用中保持土冻结状态的原则（即采用保温措施等）这种原则适用于含冰丰富的冻土或厚层地下冰地带；二是在使用中冻土可以融化，或局部融化，或控制融化速度，这一原则一般使用于厚度较薄的冻土层或含冰量局部较大的岛壮冻土地带。
三、路基?冻害整治实例
（一）病害情况
病害地段位于新建古洛铁路DK13+300～DK13+690处，此处路基为路堑挖方，路堑为典型的富冰冻土路堑。病害所在位置平均海拔522m，年平均地温-0.5℃―1℃，属高温极不稳定区（Tcp―Ⅰ区），多年冻土上限1.0～1.7m米，下限为2.5～4.5m，多年冻土厚度为1.5～3.5m。在铺轨结束后，于2011年冬季发生冻胀，冻高370mm，长度75m左右。
（二）病害分析
地下水位位于路肩下4m左右，冬季地下水冻结引发路基冻胀。
（三）整治方案
在DK13+300～DK13+690段修建渗水盲沟，DK13+690～DK13+780段修引水沟，在引水沟终点修建保温出口，将地下水及地表渗水排出路基范围。
渗沟处采用渗水土工布包裹带孔双壁波纹管及洗净碎石回填料，中间间隔设置检查井，引水沟采用500mm钢筋混凝土管，保温出口采用掩埋式锥体保温出口形式，锥体覆盖XPS保温板并夯填粘性土。
（四）整治效果
整治完成后，每周观测下沉情况，观测持续整个冬季，变形量较小，逐步趋于稳定。尤其在春融期，线路回落平稳，线路状态有了根本改善，为铁路运输生产提供了安全保证。整治效果是令人满意的。实践证明，采用渗水盲沟综合治理路基冻害的方法是行之有效的，值得推广。
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