铁路路基下沉实施综合整治分析

马庆国

哈尔滨铁路局海拉尔铁路工务段，内蒙古海拉尔 021000

1 路基下沉原因分析及分布情况

路基下沉的主要病害类型是：冻害、热融下沉、翻浆冒泥等病害。冻害、热融下沉是造成路基下沉的主要原因。寒冷地区的路基冻害程度尤为严重，在牙林线库都尔至满归间，根据97 年至2013 年的冻害观察记录，此段冻害处所多、冻起高度大，对线路破坏性很强，几何尺寸难以保持。

2 路基下沉病害分类

2.1 冻害

冻害是由于土体的冻结产生的土体膨胀的现象，在冬季冻结时，冰的比重为0.9，根据土壤中含水量的大小，造成路基本体膨胀，在春季时，冻土层开始融化，造成路基本体基床表面沉陷，对铁路的行车安全造成了严重的安全隐患。冻土根据土颗粒组成分为：不冻胀土、稍冻胀土、中等冻胀土和极冻胀土。根据含水量的多少分为：不冻胀土、弱冻胀土、冻胀土和强冻胀土

如：牙林线292km690m～292km712m 历史最大冻高70mm。该段冻害两侧路基是冻土路基，路堤土壤为黄色砂粘土夹粗砂，地下水由路基右侧流向左侧，聚积在路堤40m 左右处，路基两侧积水无法排出造成路堤冻起；牙林线300km782m～300km787m历史最大冻高45mm。该冻害地处路堑地段，地势较为平坦，由于路基土质不良，使汇积于线路两侧的水无法排出，造成路基两侧夏季长年积水，排水沟淤塞、道碴陷槽积水，线路冬季冻起，形成冻害。

2.2 热融下沉

季节性冻土融化时，土壤中的冰晶融化，土体强度下降，经过列车荷载的压力，造成基床表面沉陷，即热融下沉。

热融下沉根据自然原因、人为因素等情况会造成集体的不连续及不均匀性下沉，由于土壤中的含水量多少不同，并且冻路基土融化属于饱和状态，其承载力几乎为零在，在列车活载的不断压力下，使路基本体造成严重的物理性融沉改变，热融下沉一般发生在路堑排水不良地段、滨河路基、地下水层较浅、塔头草等地段，并因为土壤的吸热量不同，造成冻土融化。

如：牙林线182km925m～183km025m 历史最大冻高68mm。该处热融下沉处路堑地段，两侧山体及路基基础由于山体裂隙水及夏季雨水作用，地势条件限制汇积于线路两侧的水无法排出，造成线路基础的水处于超饱和状态，造成热融下沉；牙林线100km800m～100m836m 历史最大冻高50mm。该处冻害地处多年冻土地带，土质不良，多为粘性冻涨土，路基两侧排水不良，冬季冻涨，夏季热融下沉。

2.3 翻浆冒泥

翻浆冒泥主要原因为路基基床表面含水，造成土基松软，强度下降，在列车荷载的不间断压力下发生此类病害。

如：潮乌线：23km650m-23km750m 此地段为路堑地段，两侧均为山头，排水不畅，山头流水、雪水无法排除，造成了严重的翻浆冒泥。

3 路基下沉整治措施

3.1 冻害注盐整治

融入水中的盐能使水溶液的冰点低于淡水，而且浓度越大冰点越低。施工方法在雨季前主要将工业盐埋入这枕木盒中，经过雨水湿润后，盐水渗入土壤中，改变土壤中的冰点系数。

近几年降雨量较多，特别冻前降水较多，由于冰冻排水不良，多数冻土地段造成冻起高度达到40mm，最大垫高25mm。通过对伊加线139km、152km、175km、182km、192km 的冻害处所多年的注盐情况分析，对由于土壤原因造成的冻害，通过合理的有计划的注盐能有效的减少冻害的冻起高度，保证线路设备的稳定。

3.2 开挖排水沟冻害整治

大兴安岭地区线路大多与山临近，每年奏桃花水和夏天、秋天雨水从山上流下来，汇集到线路旁，使路基成了拦水坝。为了解决这一难题，在重点处所开挖排水沟、侧沟，把水排到临近涵洞，减少路基基体的含水量，冬季组织人员清理排水沟、侧沟内的垃圾，保证渠道畅通。在一定程度上也取得了不错的效果。冻害冻起频次、峰值明显减少。特别是在湿地、沼泽地等上覆塔头草地带，这样的土质最易积水，在线路两侧造成集水坑。通过疏通排水，减少线路含水量，从而减少冻害发生。

3.3 铺设EPS 板

在路基中铺设保温材料是解决路基冻害的有效方法之一，聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)保温板吸水率低，隔热性好，铺设在路堤中可以减小地基冻土与陆地填土之间的热交换，使地表温度对保温层下部土体温度变化的影响大大降低，也降低了路基活动层的厚度和减小了路基冻融程度，是抗路基冻害的有效措施。

如：牙林线315km800m～316km100m，此处为塔头草常年下沉地段，通过EPS 保温板的铺设，每年最高冻起高度为4mm～5mm，起到了良好的效果。

3.4 安设热棒

热棒又叫无芯重力式热管、热虹吸管，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，地下埋入5m，地面外露2m。周身均为横向散热片，具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走基底热量；在暖季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”对多年冻土地段具有良好的保护作用，牙林线铺设热棒共4 处101km000m-101km800m、107km200m-107km800m、274km550m-275km000m、275km700m-276km000m。

铺设热棒具有良好的效果如：牙林线101km000m-800m 间，地质复杂，土体主要为黄泥、冰块等，未铺设前冻害极为严重，左股常年下沉，冬天冻高在30mm～40mm，夏天回落20mm 左右，铺设后冬天冻高仅为4mm～5mm，夏天基本回落为0mm。

未铺热棒的衔接地段路基变化就比较频繁产生冻害，冬季冻涨，夏季热融下沉较为严重

路基下沉是一项国际性的技术难题，耗费大量的人力、财力、物力进行研究，本文主要通过几个方面探讨了路基下沉的原因及整治方案，在今后的日常工作中，加强资料积累，为路基下沉的整治提供更加科学合理的解决方法。