線路凍害的原因及整治措施

◎許先財

線路凍害的原因及整治措施

◎許先財

在寒冷地區線路凍害是比較常見的，線路由于凍脹的影響變得高低不平，對列車的行車安全產生嚴重的影響，因此在線路凍害的分析和整治方面一直是有關部門非常重視的一項工作內容，本文研究的是線路凍害的原因及整治措施，希望能夠對我國寒冷地區的線路凍害整治工作有所幫助。

線路凍害在北方地區比較常見，尤其是冬季，由于一些線路的位置比較特殊，處于季節性凍土地區，例如青藏線環青海湖區段，線路凍害的問題會讓線路質量下降，且線路的養護成本以及難度都會上升。而產生線路凍害的原因不盡相同，只有明確導致線路凍害的原因，才能制定出針對性的整治措施。

線路凍害的原因原因

水的原因。導致線路凍害的水也有很多不同的形態。例如氣態水、重力水、結合水等，路基的土體內水分狀態會隨著四季變化呈現出四個階段，這種周期性的變化給線路路基的狀態造成了嚴重的影響。土中的水會在凍結的過程中逐漸向著冷凍鋒面遷移，不斷凍結形成冰層，水凍結成冰體積會增大，這是一種非常簡單常見的物理變化，但對于線路來說是非常嚴重的影響，這種體積增大的變化會讓土的顆粒位移，路基就會被抬起，也就是說造成了土體的凍脹。因此水是影響線路凍害的主要原因。

土的原因。路基凍害和土質也有著非常密切的聯系。粗粒的砂礫土排水條件比較好，因此很少會由于水分遷移造成凍害，也沒有明顯的聚冰作用，因此砂礫土對線路凍害的影響非常小。與之相反，黏砂土若是處于地下水補給非常好的低端，產生線路凍害的幾率就會非常大。在寒冷地區，由于氣溫下降，在地、熱、氣交換的過程中，土的溫度會達到水結晶點，土中的水就會凍結形成凍土，路基會隨之變形，而道碴陷槽則是會讓線路凍害向著更加嚴重的方向發展。

在季節凍土區路基的土體會隨著四季變換而不斷變化。

秋季，地表的土體溫度逐漸下降，地溫則是高于氣溫，地中熱流就會從高溫層向著上下兩個方向散熱，直到高溫層消失才會讓整個地表的土溫進一步降低。

冬季，氣溫會進一步降低，此時地溫比氣溫高，地表的溫度也比深層地溫要低得多，地中的熱流會始終向上散熱。這時土層就會形成凍結面，逐漸向下移動。

春季，表層土體的氣溫逐漸回升，但變化幅度不大，地溫比氣溫要低，此時地表下一兩米的位置地溫比較低，再向下則是逐漸升高，直到和平均地溫相同。此時地中熱流是從上流向低溫層，低溫層則是不斷縮小。

夏季，氣溫升高比較快，比地溫高得多，此時若是沒有凍土層，則地中熱流是向下流動，若是有凍土層，則是上下兩個方向流向凍土層。

道床不潔。道床上會出現一些道碴粉末以及粘性土。當這些雜物和煤灰等混合的時候就會對排水造成嚴重的影響，在低溫狀態下比較容易產生線路凍害。

維修不到位。在線路進行維修時，有時會由于操作上的失誤出現大軌縫、低接頭等病害，這些病害導致線路對沖擊力的承受力降低，凍害的影響也會加劇。

線路凍害的整治措施

換土法。在凍土區為了防止線路凍害，可以把粘土等這些含水量比較高的土質換掉，更換為非凍脹性或者凍脹性比較弱的土質，這種方法的優勢是整治的效果比較好，比較徹底，有一勞永逸的特點，但在實際工作中應用并不是特別普遍，因為這種方法的投入比較高，而且線路在換土后路基的穩定性會受到影響，在很長一段時間內需要恢復，這段時期本身就會對列車運行造成影響。

注氯鹽法。這種方法是在路基的表面鉆孔，然后想起中注入氯鹽，在其表面也要均勻覆蓋一層氯鹽。這種方法可以對25毫米以下的凍害起到一次性解決的效果，而25毫米以上則是需要逐年強化。還有一種注鹽方法是在個別凍害嚴重處所，按照“冬病夏治”的原則在夏季對地下30cm的石碴進行人工清篩，清篩后注入顆粒粗鹽，這兩種方法通常是用于整治一些表層凍脹的地段，效果比較明顯，對路基不會造成嚴重的破壞，也不會影響列車運行，但費用非常高，而且有效期比較短。

凍害墊板法。這種方法是從凍害的低端向兩側延伸，讓線路恢復平順。通過墊入或者撤出墊板順坡的長度，允許速度不大于120km/h的正線以及到發線上通常是凍起高度600倍左右，其他的站線則是大約為400倍，到最低不能少于300倍。個別凍害凍起較高的地段比照120km/h—160km/h線路順坡長度進行1200順坡，對于凍高比較小的地段，可以在墊軌下墊板，應盡量減少使用墊板塊數，用加厚的膠墊來取代數量較多的薄墊板，這樣避免墊板竄出，讓軌下的膠墊高度取得一致，避免發生線路失穩。一些凍高比較大的低端，可以軌下和軌枕下結合墊板，軌枕下墊板應使用防滑鋼板，也可使用特制的深槽軌枕來替換原有的常規軌枕。

預防線路凍害的做法

道床清理。道床內會由于列車運行出現一些泥渣等雜物，將這些雜物清除，并補充潔凈的道碴，對路基面上的排水坡做好維護，就可以讓線路的道床保持良好的彈性和厚度。

排水溝清理。排水溝內的清理要引起重視，尤其是要保證排水的暢通，可以對邊坡進行干砌，阻斷地下水的滲流。

雜草清理。在夏季線路周圍會出現一些雜草，這些雜草會在雨季導致雨水不斷積累，雨水對路基造成浸泡，因此要及時進行清理。

加強對凍害地段的檢查。對凍害地段的定期檢查要進行強化，凍害嚴重的地段要每周檢查兩次以上，巡道員要特別注意轄區內地段的凍害情況。

線路凍害對列車的運行會產生巨大的影響，由于如今鐵路對經濟發展的作用越來越大，所以線路凍害的整治應該更加受到重視，同時在整治方法上也要不斷創新，本文介紹的是基于多年線路凍害整治總結出的幾條比較有效的措施，通過這些措施讓線路凍害對列車運行的影響極大地減小。隨著技術的更新，還會有新的技術和材料出現，為線路凍害的整治提供新的思路。

（作者單位：青藏鐵路公司西寧工務段）