谈大秦线冻害的预防与整治

晋 永 忠

(大秦铁路股份有限公司茶坞工务段，北京 101402)



谈大秦线冻害的预防与整治

晋 永 忠

(大秦铁路股份有限公司茶坞工务段，北京 101402)

简要介绍了大秦线冻害的成因及分类，根据线路冻害的表现形式，分析了冻害带来的危害，并针对大秦线冻害问题提出了预防与整治措施，明确了冻害整治过程中的作业标准，为冻害整治提供理论和实践依据。

大秦铁路，冻害，表现形式，整治方法

1 概述

线路冻害地段冬季道床冻结，春季融解回落，是影响冬、春两季设备稳定的主要病害。冻害变化会导致轨道几何尺寸难以保持，造成线路设备质量不稳定，给行车安全带来隐患，是线路设备病害的一大顽症。

大秦线是中国北煤南运大通道，为有砟普速双线铁路，全线总长653 km，连接大同至秦皇岛，纵贯山西、河北、北京、天津四省市。大秦线位于零度分界线以北，冬季气温经常在0 ℃以下，导致路基冻害常年存在，加之大秦线建设的时间较早，当时技术相对落后，当年大秦线的设计运量为1亿 t，从2004年起铁道部对大秦线进行扩能改造后，运量有了大幅提高，2014年达到了4.5亿 t，为设计运量的4.5倍，运量的持续增加也加速了路基冻害的发展。

冻害以其难以预测性和变化性大等特点，给彻底整治冻害带来了极大的难度。大秦线的冻害一般发生在涵洞或下桥地段，为道床冻害。我段冻害的冻起高度最大的在20 mm以上，若不及时进行处理就会造成晃车、机载偏差的大量发生。冻害若不能彻底处理，还会带来许多慢性病害如：路基冻害能促进道砟的陷槽发展，长期注盐会加剧石砟的粉化和降低石砟的强度；冻害还能加速道床泥污的速度，进而又能引起翻浆冒泥、坍白、空吊等其他病害，形成恶性循环；冻害能削弱路基的强度，降低道床的弹性，进一步影响路基的稳定性，道床稳定性降低以后就会造成轨道框架强度的削弱，进而就会产生钢轨波磨、不均匀侧磨、接头坦低、轨枕切槽、折断失效等病害。因此，如何解决好冻害问题对线路设备养护维修起到决定性作用。

2 线路冻害产生及分类

2.1 线路冻害的定义

线路冻害是指由于路基或道床中滞留水冻结与融化作用引起的轨道变形，包括冻结作用引起的路基道床冻胀和融化作用引起的路基翻浆。线路冻害多发生在季节性冻土区、轨道排水不良地段。

2.2 线路冻害的成因

大秦线发生的冻害主要为道床冻害，冻害产生的主要原因是：

1)季节性温差大,冬季气温一般在-10 ℃以下；

2)道床板结，排水不畅；

3)道床有污染且含土量在10%以上；

4)路拱以下土体含水量高,并且附近含有一定数量的地下水。

2.3 线路冻害的分类

线路冻害可以分为以下几类：

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；

3)深层冻害，产生部位是路基土体临界冻结深度的下半部分。

2.4 线路冻害的表现形式

线路冻害分阶段表现不同，通常表现为降温阶段的冻胀期，低温恒温阶段的稳定期和升温阶段的回落期。

3 冻害给线路带来的危害

冻害的产生和危害分季节性，主要在冬季和春季对线路设备影响较大。

冬季冻害会使线路产生短距离地段内的不均匀冻胀，其外部表现为，在线路纵断面上，开成驼峰状或凹谷状或阶梯状。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，直接影响着行车安全。冻害还能促进道砟陷槽发展，能加速道床泥污的速度，进而又能引起路基产生其他病害。它能降低路基的强度，进一步影响路基的稳定性，使得钢轨、鱼尾板等轨道构造工作条件恶化。

春季气温回暖冻害会逐渐回落，若不及时对水平垫板进行回垫或撤出就会产生高低、轨向不良，进而造成晃车、产生机载偏差的问题。春融回落后如不及时进行线路整修，就会产生线路空吊、翻浆、冒泥等严重病害，进而会伴随着接头坦低、坍白、钢轨伤损等一系列的病害。

4 冻害的预防

4.1 预防整修

雨季前对道床排水不畅、污染板结严重地段针对性采取疏通地表和边坡排水清理排水沟加强基床排水，砂垫层、矽化加固、阻断水源，降低路基道床含水量，清筛道床，设置防冻层，更换新砟恢复道床弹性等方法，改善线路工作状态提高线路设备框架结构强度。

4.2 做好冻害地段的注盐工作

秋季要根据历年掌握的冻害地段，对冻害地段进行注盐，注盐工作要在冻害发生前完成。撒盐时要扒开枕盒至枕底、枕端不少于300 mm，并向冻害地点外延伸5孔～10孔，每孔撒盐不少于4 kg，利用冬前雨水浸入道床。2016年秋季我段埋设冻害盐14.4 t，铺撒长度达到996 m。

4.3 做好冻害地段的除雪工作

遇降雪天气，要做好冻害地段的除雪工作，防止融雪后加剧道床、路基的含水量，形成新的冻害。

5 冻害的检查与整治

5.1 冻害检查

1)动态检查。

冻害期内段每日安排专业人员添乘，对线路冻害处所进行监控，发现问题立即通知有关人员处理；对车载仪Ⅲ级偏差、人工添乘明显晃车、便携式添乘仪Ⅲ级、Ⅳ级处所和轨检车Ⅲ级超限处所，段业务科室、车间及时赶往现场复查；发现几何尺寸严重超限危及行车安全、需要立即整修时，在车站登记要点进行紧急处理，或立即采取慢行或封锁措施，并上报路局工务处。

2)静态检查。

一是明确责任，将每处冻害的检查、防治落实到个人。根据线路冻害冻胀期及回落期线路变化较大、冻害稳定期线路变化较小的特点，合理确定检查周期，分工长、车间干部、段包保干部制定检查频次。二是明确冻害检查区段。冻害检查区段包括冻起段和顺坡段，现场检查范围为冻害区段及前后50 m线路，冻害区段每根轨枕检测，前后50 m线路每两根轨枕检测。三是建立冻害台账。我段建立了《冻害台账》，台账详细记录每处冻害具体位置、冻高、长度，路基特征(路堤、路堑、桥头、涵侧、隧道口、岔区)等，自冻害上涨至冻害回落，按检查周期测量、统计线路冻害变化情况，每处冻害填写一条记录。四是做好冻害现场标注。发现冻害后，在冻害地段轨底部位及轨枕的表面用红油漆标注冻害起止位置、冻害高度、冻害长度等相关资料，起止位置标志统一采用“│→冻高×mm冻长×m←│”样式；在冻害冻胀最高点处标注冻害最大冻起高度值及日期；日常检查冻高及日期用石笔标记在钢轨轨腰上。冻高超过20 mm及以上的冻害要在“线路设备重点病害登记簿”上逐处登记。

5.2 冻害整治

1)冻起整修。

加强冻害地段的设备检查，对已经发生的冻害要按照《铁路线路修理规则》规定的作业标准及时进行整修处理，做好垫板和顺坡的工作，防止晃车、机载偏差的发生。对冻害地段要做到实时监控，对冻害变化要做到随变随整，保证冻害在可控状态下。

a.垫入或撤出垫板标准。

在线路上垫入或撤出冻害垫板，在正线、到发线上，顺坡长度应为：允许速度不大于120 km/h的线路不应小于冻起高度的600倍。在其他站线上，顺坡长度不应小于冻起高度的400倍。冻起高度超过20 mm时，两端顺坡之间应有不短于10 m的过渡段，其坡度应与线路坡度一致。

在道岔上垫入或撤出冻害垫板，在正线、到发线上，顺坡长度应为：允许速度不大于120 km/h的线路不应小于冻起高度的600倍。在其他站线上，顺坡长度不应小于冻起高度的400倍。辙叉及转辙部分不得有变坡点。

b.冻起高度不超过15 mm整治方法。

混凝土枕线路冻害地段，在冻结前，应有计划地撤出调高垫板进行捣固。在冻结后，冻起高度不超过15 mm地段，可用调高垫板整修。每处调高垫板不得超过2块，总厚度不得超过15 mm(丝扣不足的螺旋道钉除外)。

冻起高度不超过7 mm时在冻起最高点撤下原来10 mm胶垫，根据现场情况换上薄胶垫，联结零件齐全有效，弹条扣件扭矩保持在120 N·m～150 N·m，线路几何尺寸不超保养标准。

当冻起高度7 mm

c.冻起高度超过15 mm整治方法。

混凝土枕地段发生15 mm以上冻害时，可采用调高扣件，每处调高垫板不得超过3块。

冻起高度15 mm

冻起高度25 mm

冻起高度h>50 mm时，每孔穿木枕安装弹性联结，每隔1孔加装轨距杆(轨距杆应紧靠轨枕一侧)，调高垫板不得超过3块，较厚的垫板应放在下层。联结零件齐全有效，弹条扣件扭矩保持在120 N·m～150 N·m，线路几何尺寸不超保养标准。

2)回落整修。

春季当温度升高时，冻害回落时，及时撤出或调整冻害(调高)垫板，做好两端顺坡，做到随落随撤，保持轨道几何尺寸在经常保养容许偏差限度以内。

我段针对春季冻害回落，制定了春融期间(3月、4月)段领导、中层干部、专业添乘人员动态添乘计划及静态检查周期计划。根据动态检查数据，现场检查复核，及时发现，及时进行整治；静态检查做好检查记录，发现及时整修，掌握冻害变化规律，防止了春融乱道。

5.3 加强冻害统计分析

我段对冻害上涨、回落情况指定专人负责，逐级统计分析，及时采取相应对策。

正线、到发线冻起高度不大于15 mm及站线冻害，由车间做好统计分析，并报段线路科备案。

正线、到发线冻起高度大于15 mm以上的冻害，由段线路科做好统计分析,并报工务处备案。

冻起高度h>25 mm冻害区段或处所，由段安排测量组在冻胀前、冻胀期、稳定期、回落期、回落后不同时期进行冻害监控测量，根据轨面标高与路肩标高测量数据对比分析，根据冻害成因、采取针对性措施，对整治效果进行综合分析。

6 结语

通过对我段管内冻害机理进行深入的调查分析研究,摸清了管内线路冻害发生的原因，并通过对冻害的预防、检查与整治等措施基本保证了管内3处冻害的处理和回落整修；基本上控制住了冻害地段的晃车、机载偏差、线路坍白空吊、翻浆冒泥、接头坦低等病害，成果显著，为保证运输安全起到了应有的作用。

[1] 李治平.多年冻土地区道路病害及其防治对策[J].东北铁路,2003(4)：69-70.

[2] 铁道第一勘察设计院.铁路工程地质手册[M].北京：中国铁道出版社，2002.

On prevention and treatment of frozen diseases along Datong-Qinhuangdao Railway

Jin Yongzhong

(ChawuTrackMaintenanceDivisionofDatong-QinhuangdaoRailwayCo.,Ltd,Beijing101402,China)

The paper introduces the reasons for the frozen diseases along Datong-Qinhuangdao Railway and their classification, analyzes the hazards brought by the frozen diseases according to the frozen syndromes of the rails, points out the prevention and treatment measures for the frozen diseases along the railway, and identifies the construction standards for the frozen disease treatment, so as to provide theoretic and practical reference for the treatment of the frozen diseases.

Datong-Qinhuangdao railway, frozen disease, manifestation, treatment method

1009-6825(2017)13-0151-03

2017-02-26

晋永忠(1988- )，男，助理工程师

U418

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