重載鐵路北同蒲線袁樹林站路基凍害整治

摘要：北同蒲線袁樹林站站場路基發生多處凍脹，主要集中在第I、Ⅱ、Ⅲ股道，沿線路分布總長度超過300m，凍脹發生對行車運行的安全構成了威脅，給線路養護維修工作增加了很大的難度。采用注鹽方法進行整治，凍起高度逐年減小，成效顯著，凍害影響將得到根治。

1概述

鐵路路基是鐵路工程的重要組成部分，必須有足夠的強度、穩定性和耐久性。凍土在鐵路路基主要表現為凍害。凍害的發生，不僅給鐵路的維修保養帶來很大困難，也給行車安全構成嚴重威脅，制約著鐵路的正常生產和運營。

北同蒲線袁樹林站位于山西省朔州市，建于1962年。近年來袁樹林站場部分路基段因路基填料問題發生凍脹，主要集中在正線I道K108+500～108+600（71#道岔前后）、K109+250～109+350，Ⅱ道K108+550～108+700（75#道岔前后）。凍害線路分布總長度超過350m，2011年最大凍脹高度40mm。路基凍脹不僅給線路運營帶來危害，同時，凍害凍起時凍害地段需墊板順坡、落道整治凍害，凍害回落時需進行撤板、起道恢復線路平面，就加大了線路養護維修工作量。

根據朔州市氣象資料，每年11月初該地區開始封凍，次年4月末解凍，封凍期約為5個月，最大凍土深度105cm～139cm，平均凍土深度122cm，屬季節性凍土區。其封凍期持續時間較長，凍害情況較為嚴重，為線路的安全運營及養護維修帶來較大隱患。

2鐵科院土性試驗

為掌握路基填土的工程性質，鐵科院在凍害現場取土進行室內物理性質試驗及含鹽量分析，同時對該土樣進行凍脹試驗，分析凍脹特性，方案比選后擬采用注鹽措施進行凍脹效果檢驗。

室內開展土的物理力學試驗包括現場填料的顆分試驗、液塑限試驗、室內擊實試驗等。試驗結果：小于0.075mm的細粒含量超過80%。根據填料分類標準，該填料屬于低液限粉土，屬于凍脹性敏感土。

通過室內擊實試驗，現場土樣最大干密度為1.91g/cm3，最優含水率為12%。

試驗結果表明：現場土樣在接近飽和含水的狀態下凍脹率約為2.3%，加入按含水率15%（30%氯化鈣濃度），降溫至-35℃時未產生凍結。因此可以看出，鹽含量增加時具有明顯的降低或消除凍脹的作用。

3整治方案

3.1原料選用

氯鹽溶液的冰點較純水有顯著的降低，并隨溶液濃度的增大而愈加降低，使用注鹽整治凍害是將氯鹽在路基冰凍前注入，從而降低路基土的凍結冰點，減小路基凍脹量。利用鉆孔或開挖軌枕盒石碴將氯鹽（CaCl2）加入路基填土之內，防治凍脹效果良好。

3.2注鹽實施方案

3.2.1溶液濃度與冰點變化特性

三種鹽在不同溶液濃度時冰點的變化特性見表1。

3.2.2加鹽量的確定

根據袁樹林凍害地段歷年資料統計，最大凍高為40mm，綜合室內土的物理性質試驗結果，本次最大用鹽量為每平方米18kg，誤差為±2kg。根據不同的凍害高度對用鹽量進行了調整，在注鹽施工前，對不同部位凍害高度進行分析，確定所注鹽量。在0mm～15mm區段，用鹽量為8±2kg；在15mm～20mm區段，用鹽量為13±2kg；20mm～30mm用鹽量為18±2kg，凍害兩端逐漸減小注鹽量進行順坡。用鹽類型為粉狀氯化鈣（CaCl2），其中硫酸鹽含量不超過2%，純度70%以上。

3.2.3注鹽方式

人工鹽化路基注鹽方法采用挖槽鋪鹽，首先在道床軌枕間挖槽，挖槽深度為在軌枕下10mm～20mm左右，長度2800mm～2900mm（兩端軌枕頭外側各150mm）。先噴灑飽和鹽水，噴灑量應根據水的滲透速度確定，避免流出處理范圍，再將鹽均勻鋪灑或均勻摻拌，然后回填夯實，利用后期降雨達到充分溶解滲入，鹽化凍脹路基。

3.2.4注意事項

3.2.4.1做好凍害處所調查是整治好凍害的關鍵。調查好凍害高度及起、終點位置，并在鋼軌腹部用白漆標出。如雙股凍害，則在兩股鋼軌腹部分別標出。確定注鹽順坡，凍害起（終）點至凍高點稱為注鹽順坡長度。

3.2.4.2對土質比較濕潤地段，注鹽后每平方米撒水2～3kg；對土質比較干燥地段，適當增加灑水量，每平方米灑水5～10kg。

3.2.4.3根據氣候情況確定注鹽的時間，一般在九月初進行，以便利用后期降雨，既對注鹽充分溶解滲透，又不會因過多雨水而降低注鹽濃度。

3.2.4.4避免用鹽量過大，導致冬季路基產生不均勻凍起，造成線路不平順。

3.2.4.5注鹽地段要逐處記錄好凍害高度、注鹽時間、注鹽量和順坡，以便積累資料，為今后更好地整治路基凍害打下基礎。

4注鹽時間和地段

袁樹林站正線Ⅰ道109+250～109+350凍害地段，利用2011年9月17日天窗注鹽，Ⅱ道108+500～108+700凍害地段（75#道岔前后），利用11月18日天窗注鹽，Ⅰ道108+500～108+600凍害地段（71#道岔前后），利用11月19日天窗注鹽。

5整治效果

2011年線路凍害最大高度40mm，為此采用落道方法進行處理，2012年采用注鹽方法進行整治，到目前凍起高度減小，初見成效，見表2、表3、表4，通過繼續逐年注鹽，凍害影響得到根治。

（作者單位：朔州工務段）