史晶輝

摘要：鐵路建設(shè)作為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要組成部分，其對國民經(jīng)濟(jì)的增長起著非常重要的作用。但是我國的鐵路在建設(shè)完成之后，卻面臨著一個非常重大的問題——鐵路邊坡凍融破壞。這個問題直接威脅著鐵路安全生產(chǎn)。就拿途徑山西省右玉、神池地區(qū)的準(zhǔn)池鐵路來說，由于受到右玉、神池地區(qū)的季節(jié)影響因素，不可避免的形成了凍融破壞問題，因此很有必要對準(zhǔn)池鐵路邊坡凍融破壞問題形成的原因展開分析，并歸納出科學(xué)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：右玉；神池；準(zhǔn)池鐵路；季節(jié)凍土區(qū)；鐵路邊坡；凍融破壞

準(zhǔn)池鐵路北起大準(zhǔn)鐵路的外西溝站，向南橫跨內(nèi)蒙古、山西兩?。▍^(qū)），途經(jīng)右玉縣、神池縣等6個區(qū)（縣），至朔黃鐵路神池南站。根據(jù)對季節(jié)凍土區(qū)鐵路邊坡凍融破壞問題的分析可知，其形成的原因在很大程度上都與季節(jié)氣候有一定的聯(lián)系，因為準(zhǔn)池鐵路所途徑的右玉、神池地區(qū)氣候類型是溫帶大陸性季風(fēng)氣候，該氣候又具有日較差和年較差較大的特點，因此準(zhǔn)池鐵路的邊坡不可避免的出現(xiàn)了凍融破壞現(xiàn)象問題。

一、準(zhǔn)池鐵路的凍融破壞形式以及特點

準(zhǔn)池鐵路邊坡的凍融破壞規(guī)模與大型滑坡是存在一定區(qū)別的，雖然說凍融破壞的規(guī)模不及大型滑坡，但值得注意的是，準(zhǔn)池鐵路的邊坡的凍融破壞往往會在同一時間段、相近地點上連片的發(fā)生，這種災(zāi)害如果不加以注意，將直接危及準(zhǔn)池鐵路的行車安全。根據(jù)相關(guān)資料分析得知，鐵路的凍融破壞問題一般發(fā)生在路塹地段，根據(jù)準(zhǔn)池鐵路70公里附近路基地段拱形骨架開裂在凍融期間的發(fā)展情況可知該問題也發(fā)生在路堤地段。

準(zhǔn)池鐵路邊坡在季節(jié)性凍融的作用下產(chǎn)生滑坡，之所以出現(xiàn)滑坡，是因為線路途徑右玉、神池地區(qū)的大部分挖方地段為濕陷性黃土，雨季積水及地下水難以排出，經(jīng)冬春季一凍一融，融凍層的含水量將會直接超過液限，剩余的水分就不能得到及時的排出，整個鐵路的土基強度和邊坡的穩(wěn)定性都會呈現(xiàn)出直線下降的趨勢，這樣也就給準(zhǔn)池鐵路邊坡的穩(wěn)定性帶來了巨大的挑戰(zhàn)，直接威脅到了列行車安全。雖然說這種問題的現(xiàn)狀在外貌上存在著淺層層面滑坡以及粘性土塑性滑坡的特點，但是細(xì)致的從其成因和基本特征上進(jìn)行分析，可以明顯的將其與一般的塑性滑坡進(jìn)行區(qū)別開來，這些區(qū)別就主要體現(xiàn)在：

首先，從造成滑坡水分的來源來看，凍土聚冰體的融解，一般是存在于滑坡內(nèi)部的融凍層界面的，在某些時候會有大量的地表融雪和春雨流入。其次，還未融解的冰凍層將會形成如同鏡面狀的平直型滑坡床，最后，根據(jù)滑坡層凍結(jié)線深度來說，其數(shù)值大約在1，3至2/3的范圍，鐵路邊坡凍融發(fā)生較為劇烈的季節(jié)通常是在春融季節(jié)，因為春季的氣候慢慢回暖，將會帶動積雪的溶化。

二、準(zhǔn)池鐵路季節(jié)凍土區(qū)鐵路邊坡凍融破壞形成的機理

（一）凍融滑坡的基本土質(zhì)情況

一般來說凍融滑坡的土質(zhì)具有以下明顯的特點：首先，凍融滑坡的土質(zhì)的滲透性較差，具有較強的毛細(xì)作用，薄膜水聚流性較強。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析可知，除開滲透性較好的粗粒土層，以及不易透水的高塑性粘土以外，粉質(zhì)土、砂粘土以及粘砂土都會產(chǎn)生非常強烈的聚流現(xiàn)象。其次，容易發(fā)生凍融現(xiàn)象的土壤，其土質(zhì)一般孔隙相當(dāng)?shù)男?，吸濕性非常的強，吸水后穩(wěn)定性非常的差，塑性指數(shù)和液限都較為的低，一旦水分通入該土質(zhì)后，其土壤的骨架就會失去強度，整體土壤的粘聚力和內(nèi)摩擦角將會大大的降低。最后，凍融地帶土質(zhì)中含有腐殖質(zhì)、裂隙等不連續(xù)的點，其所積存的自由水非常容易形成冰晶體，以至在溫差的作用下也就形成了聚流現(xiàn)象。

根據(jù)有關(guān)的現(xiàn)場資料分析可以知道，土質(zhì)路塹邊坡凍融破壞的體現(xiàn)主要是，淺層的破壞距離坡面20至120cm的位置，并且較為集中的在20至70cm之間。根據(jù)土質(zhì)基本情況所造成的滑塌部位不同的現(xiàn)象來進(jìn)行分析，可以明確的將坍塌形式分為以下幾個方面，第一個方面，土質(zhì)上部滑塌。這種滑塌是從坡的頂部或者接近頂部開始的，其形成的原因主要就是與邊坡頂部地表水滲入土質(zhì)，從而使得土質(zhì)不穩(wěn)定而最終造成的；另一個方面便是中部滑塌式，中部滑塌式，一般來說就是土體含水量過高，土質(zhì)排水性較差導(dǎo)致。

（二）準(zhǔn)池鐵路凍融滑坡形成與發(fā)展的前提條件

根據(jù)準(zhǔn)池地區(qū)的氣候分析可知，由于氣候的變化溫差較大，水熱狀況變化較為頻繁，凍融破壞的形成和發(fā)展又與水熱狀況有著緊密相關(guān)的聯(lián)系。在這個變化過程中，通常分成四個階段。

第一個階段主要展現(xiàn)的就是在秋季時刻，原始水分的積聚階段，換句話進(jìn)行描述就是，地表水開始下滲，地下水位開始升高，導(dǎo)致鐵路邊坡上層的土壤濕度開始增加。比如說當(dāng)秋雨來臨的時候，鐵路邊坡的軟弱部位很有可能會出現(xiàn)塑性裂紋或者局部蠕動，當(dāng)察覺到這種問題出現(xiàn)的時候，就表明凍融破壞的問題開始出現(xiàn)了。

第二階段也就是冬季時刻，其表現(xiàn)出來的形式是水分重分布階段，也就是說邊坡上層的土壤開始出現(xiàn)凍結(jié)，其與下部較高的地表溫度形成的差異，比如說地溫下降變得緩慢之時，下部土壤的水分就會改變轉(zhuǎn)移方向，開始向上層的低溫處進(jìn)行轉(zhuǎn)移，因此就形成了水分重分布現(xiàn)象，也就是聚流現(xiàn)象的發(fā)生。如準(zhǔn)池線39公里處實測的含水量，此階段中凍前的原始含水量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于產(chǎn)生密集扁冰體和層狀聚冰帶的含水量。

第三階段，主要呈現(xiàn)的狀態(tài)就是鐵路土壤邊坡的凍融和變形，這個階段是影響準(zhǔn)池鐵路穩(wěn)定性最為嚴(yán)重的一個階段，因為當(dāng)邊坡凍土開始消融的時候，土基就會重新的變得濕潤起來，融凍層的含水量大大的超過液限，因此土壤的土體容積變大，強度降低，穩(wěn)定性也就受到了威脅。

第四階段主要是夏季邊坡土基被晾干，處于恢復(fù)穩(wěn)定的階段，一般來說，當(dāng)春末夏初的時候，準(zhǔn)池鐵路的邊坡凍層將會徹底的融化，其中的毛細(xì)水將會漸漸的滲透與蒸發(fā)，此時的土體將會恢復(fù)強度和穩(wěn)定。

三、解決準(zhǔn)池鐵路季節(jié)凍土區(qū)鐵路邊坡凍融破壞問題的科學(xué)措施

（一）科學(xué)合理的制定出準(zhǔn)池鐵路凍融破壞的防治方案

不同的凍融滑塌工程防護(hù)措施，是具有不同的適用性的，在具體的工程花費上也具有巨大的差別，所以在處理凍融破壞問題的時候，應(yīng)當(dāng)合準(zhǔn)池沿線自然特點，展開對準(zhǔn)池鐵路凍融破壞問題的防治工作，具體的防治建議如下：

首先，觀察準(zhǔn)池鐵路邊坡的高度，一般來說，對于高度較低的凍融邊坡，可以采取刷坡的方法，調(diào)整坡度的傾斜程度，這樣一來，凍融破壞所帶來的滑塌問題就可以得到有效避免，這種方式施工簡單、效果明顯。但是由于準(zhǔn)池沿線征地困難等問題，刷坡的方式往往并不適合。

其次，解決準(zhǔn)池鐵路的邊坡凍融破壞問題，還可以通過相應(yīng)的遮擋工程進(jìn)行處理，遮擋工程可以有效的提升邊坡的整體穩(wěn)定性。這種工程方式最適合于凍融破壞嚴(yán)重并且其他方法不能輕易解決的特殊地段，現(xiàn)準(zhǔn)池鐵路部分護(hù)坡已采用框架錨桿梁的方式進(jìn)行了加固。

再次，通過攔截工程解決準(zhǔn)池鐵路凍融滑塌所形成的土塊碎石問題。攔截工程的最大意義在于，保護(hù)鐵路行車和人身的安全。在實施攔截工程的時候，需要考慮崩落的土塊大小、速度和打擊坡面后的彈跳高度。準(zhǔn)池鐵路2018年專項計劃防洪工程中對部分有溜塌風(fēng)險的三級及以上高大護(hù)坡實施了加裝被動攔石網(wǎng)的防護(hù)措施。

最后，準(zhǔn)池鐵路的凍融破壞防護(hù)工作，應(yīng)當(dāng)達(dá)到的目的是徹底的消除滑塌體的產(chǎn)生，在具體的工程上需要使用坡面來進(jìn)行保護(hù)，鐵路的穩(wěn)定性也應(yīng)當(dāng)加強。除此之外，還可以使用柔性的主動防護(hù)網(wǎng)，對鐵路邊坡的坡面展開防護(hù)。但是此種方式具有一定的局限性，而且費用也相對較高。

（二）處理好邊坡坡度以及氣候的影響

針對于氣候因素來說，之所以十分容易出現(xiàn)相應(yīng)的凍融破壞問題，在很大程度上還是與氣候的因素相關(guān)的，主要就是與降雨、降雪以及氣候等因素有關(guān)，一般來說，降雨量較大的時候，地下水為就會明顯的升高，毛細(xì)作用將會增強，凍脹現(xiàn)象非常的明顯，降雪量較大的時候，春季積雪開始融化的時候，融化后所形成的水分就會非常的容易的滲透到地下土壤中，進(jìn)而也就給邊坡土體增加了較大的含水量，氣溫驟降且冷卻強度較大的時候，凍結(jié)的速度會非常的快，不會發(fā)生膨脹現(xiàn)象。氣候因素是人的力量所難以改變的，因此在展開具體的處理工作的時候，應(yīng)當(dāng)以預(yù)防為主。另一方面也就是邊坡的坡度問題，邊坡的坡度問題需要設(shè)計人員操作的過程中，科學(xué)合理的進(jìn)行計算，計算出坡度需要調(diào)整出的高度，這樣才能更為切實的保證凍融破壞問題的發(fā)生率得到有效的降低。

四、結(jié)語

途徑山西省右玉、神池地區(qū)的準(zhǔn)池鐵路，由于受氣候條件的影響，不可避免的出現(xiàn)了鐵路邊坡凍融破壞問題，凍融破壞問題將會對準(zhǔn)池鐵路的安全生產(chǎn)造成很大的影響，只要有關(guān)工作人員充分的借鑒文章所講述的防治對策，科學(xué)的進(jìn)行實施安排，對于季節(jié)凍土區(qū)的鐵路邊坡凍融問題，將會起到巨大的防治效果，進(jìn)而推動鐵路建設(shè)又快又好的發(fā)展。