馬慶國(guó)

哈爾濱鐵路局海拉爾鐵路工務(wù)段，內(nèi)蒙古海拉爾 021000

1 路基下沉原因分析及分布情況

路基下沉的主要病害類(lèi)型是：凍害、熱融下沉、翻漿冒泥等病害。凍害、熱融下沉是造成路基下沉的主要原因。寒冷地區(qū)的路基凍害程度尤為嚴(yán)重，在牙林線庫(kù)都爾至滿(mǎn)歸間，根據(jù)97 年至2013 年的凍害觀察記錄，此段凍害處所多、凍起高度大，對(duì)線路破壞性很強(qiáng)，幾何尺寸難以保持。

2 路基下沉病害分類(lèi)

2.1 凍害

凍害是由于土體的凍結(jié)產(chǎn)生的土體膨脹的現(xiàn)象，在冬季凍結(jié)時(shí)，冰的比重為0.9，根據(jù)土壤中含水量的大小，造成路基本體膨脹，在春季時(shí)，凍土層開(kāi)始融化，造成路基本體基床表面沉陷，對(duì)鐵路的行車(chē)安全造成了嚴(yán)重的安全隱患。凍土根據(jù)土顆粒組成分為：不凍脹土、稍?xún)雒浲?、中等凍脹土和極凍脹土。根據(jù)含水量的多少分為：不凍脹土、弱凍脹土、凍脹土和強(qiáng)凍脹土

如：牙林線292km690m～292km712m 歷史最大凍高70mm。該段凍害兩側(cè)路基是凍土路基，路堤土壤為黃色砂粘土夾粗砂，地下水由路基右側(cè)流向左側(cè)，聚積在路堤40m 左右處，路基兩側(cè)積水無(wú)法排出造成路堤凍起；牙林線300km782m～300km787m歷史最大凍高45mm。該凍害地處路塹地段，地勢(shì)較為平坦，由于路基土質(zhì)不良，使匯積于線路兩側(cè)的水無(wú)法排出，造成路基兩側(cè)夏季長(zhǎng)年積水，排水溝淤塞、道碴陷槽積水，線路冬季凍起，形成凍害。

2.2 熱融下沉

季節(jié)性?xún)鐾寥诨瘯r(shí)，土壤中的冰晶融化，土體強(qiáng)度下降，經(jīng)過(guò)列車(chē)荷載的壓力，造成基床表面沉陷，即熱融下沉。

熱融下沉根據(jù)自然原因、人為因素等情況會(huì)造成集體的不連續(xù)及不均勻性下沉，由于土壤中的含水量多少不同，并且凍路基土融化屬于飽和狀態(tài)，其承載力幾乎為零在，在列車(chē)活載的不斷壓力下，使路基本體造成嚴(yán)重的物理性融沉改變，熱融下沉一般發(fā)生在路塹排水不良地段、濱河路基、地下水層較淺、塔頭草等地段，并因?yàn)橥寥赖奈鼰崃坎煌?，造成凍土融化?/p>

如：牙林線182km925m～183km025m 歷史最大凍高68mm。該處熱融下沉處路塹地段，兩側(cè)山體及路基基礎(chǔ)由于山體裂隙水及夏季雨水作用，地勢(shì)條件限制匯積于線路兩側(cè)的水無(wú)法排出，造成線路基礎(chǔ)的水處于超飽和狀態(tài)，造成熱融下沉；牙林線100km800m～100m836m 歷史最大凍高50mm。該處凍害地處多年凍土地帶，土質(zhì)不良，多為粘性?xún)鰸q土，路基兩側(cè)排水不良，冬季凍漲，夏季熱融下沉。

2.3 翻漿冒泥

翻漿冒泥主要原因?yàn)槁坊脖砻婧?，造成土基松軟，?qiáng)度下降，在列車(chē)荷載的不間斷壓力下發(fā)生此類(lèi)病害。

如：潮烏線：23km650m-23km750m 此地段為路塹地段，兩側(cè)均為山頭，排水不暢，山頭流水、雪水無(wú)法排除，造成了嚴(yán)重的翻漿冒泥。

3 路基下沉整治措施

3.1 凍害注鹽整治

融入水中的鹽能使水溶液的冰點(diǎn)低于淡水，而且濃度越大冰點(diǎn)越低。施工方法在雨季前主要將工業(yè)鹽埋入這枕木盒中，經(jīng)過(guò)雨水濕潤(rùn)后，鹽水滲入土壤中，改變土壤中的冰點(diǎn)系數(shù)。

近幾年降雨量較多，特別凍前降水較多，由于冰凍排水不良，多數(shù)凍土地段造成凍起高度達(dá)到40mm，最大墊高25mm。通過(guò)對(duì)伊加線139km、152km、175km、182km、192km 的凍害處所多年的注鹽情況分析，對(duì)由于土壤原因造成的凍害，通過(guò)合理的有計(jì)劃的注鹽能有效的減少凍害的凍起高度，保證線路設(shè)備的穩(wěn)定。

3.2 開(kāi)挖排水溝凍害整治

大興安嶺地區(qū)線路大多與山臨近，每年奏桃花水和夏天、秋天雨水從山上流下來(lái)，匯集到線路旁，使路基成了攔水壩。為了解決這一難題，在重點(diǎn)處所開(kāi)挖排水溝、側(cè)溝，把水排到臨近涵洞，減少路基基體的含水量，冬季組織人員清理排水溝、側(cè)溝內(nèi)的垃圾，保證渠道暢通。在一定程度上也取得了不錯(cuò)的效果。凍害凍起頻次、峰值明顯減少。特別是在濕地、沼澤地等上覆塔頭草地帶，這樣的土質(zhì)最易積水，在線路兩側(cè)造成集水坑。通過(guò)疏通排水，減少線路含水量，從而減少凍害發(fā)生。

3.3 鋪設(shè)EPS 板

在路基中鋪設(shè)保溫材料是解決路基凍害的有效方法之一，聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)保溫板吸水率低，隔熱性好，鋪設(shè)在路堤中可以減小地基凍土與陸地填土之間的熱交換，使地表溫度對(duì)保溫層下部土體溫度變化的影響大大降低，也降低了路基活動(dòng)層的厚度和減小了路基凍融程度，是抗路基凍害的有效措施。

如：牙林線315km800m～316km100m，此處為塔頭草常年下沉地段，通過(guò)EPS 保溫板的鋪設(shè)，每年最高凍起高度為4mm～5mm，起到了良好的效果。

3.4 安設(shè)熱棒

熱棒又叫無(wú)芯重力式熱管、熱虹吸管，熱棒是一種由碳素?zé)o縫鋼管制成的高效熱導(dǎo)裝置，地下埋入5m，地面外露2m。周身均為橫向散熱片，具有獨(dú)特的單向傳熱性能：熱量只能從地面下端向地面上端傳輸，反向不能傳熱。在冬季，熱管內(nèi)工作介質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，帶走基底熱量；在暖季，熱棒則停止工作。獨(dú)特的冷卻地溫的作用使熱棒堪稱(chēng)“魔棒”對(duì)多年凍土地段具有良好的保護(hù)作用，牙林線鋪設(shè)熱棒共4 處101km000m-101km800m、107km200m-107km800m、274km550m-275km000m、275km700m-276km000m。

鋪設(shè)熱棒具有良好的效果如：牙林線101km000m-800m 間，地質(zhì)復(fù)雜，土體主要為黃泥、冰塊等，未鋪設(shè)前凍害極為嚴(yán)重，左股常年下沉，冬天凍高在30mm～40mm，夏天回落20mm 左右，鋪設(shè)后冬天凍高僅為4mm～5mm，夏天基本回落為0mm。

未鋪熱棒的銜接地段路基變化就比較頻繁產(chǎn)生凍害，冬季凍漲，夏季熱融下沉較為嚴(yán)重

路基下沉是一項(xiàng)國(guó)際性的技術(shù)難題，耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力、物力進(jìn)行研究，本文主要通過(guò)幾個(gè)方面探討了路基下沉的原因及整治方案，在今后的日常工作中，加強(qiáng)資料積累，為路基下沉的整治提供更加科學(xué)合理的解決方法。