高鐵線路路基凍脹的整治

張慶海

（湖南高速鐵路職業技術學院， 湖南 衡陽 421002）

引言：如今，隨著高鐵的快速發展與全面推行，很多嚴寒地區也逐漸增加了高鐵里程，但也面臨著嚴重的路基凍脹問題，而要想更為有效的提高高鐵線路的順暢運行，就必須要通過對高鐵線路路基凍脹的整治，保證高鐵運行的通暢與安全。因此，在進行高鐵線路路基凍脹的整治過程中，首先要明確高鐵線路路基凍脹原因分析，具體問題具體分析，根據路基面凍脹變形的具體特征，制定針對性較強的高鐵線路路基防凍脹對策，進一步推動高鐵運行的穩定性與安全性。

1 路基面凍脹變形特征

1.1 地基沉降

通過對部分季節凍土區的調查與數據分析可知，動機高鐵路基凍脹變形多是由路基基床上部凍脹、路基基層下部壓縮與變形以及地下地基沉降所導致。對于路基面凍脹變形特征而言，首要特征就是地基沉降，主要體現于：隨著時間的推移以及荷載量的遞增，沉降數據主要呈現為 S形，分為“發生——發展——成熟——極限”四個階段。由此可見，隨著寒冷指數的升高，加上高寒地區的防凍脹護道的保護，使得路基基本不會受到環境負溫的明顯影響。由此可見，對于高鐵路基面凍脹面型特征得分析可知，地基沉降是其主要特征，在進行高鐵路基防凍脹維修過程中，務必要注重對地基沉降的數據分析與對比。

1.2 基床面凍脹變形

根據不同地區高鐵凍融周期內，所產生的凍脹變形及凍深時程的分析與對比發現，基床面凍脹變形是路基面凍脹變形的另一個顯著特征。隨著溫度的逐漸降低，處于穩定凍結期之前，高鐵線路路基面出現了不同程度的凍脹變形，與此同時伴隨著短暫時間的凍結現象；但隨著氣溫的逐步回升，之前所出現的凍脹變形現象也逐漸消失復原。通過對數據的分析與研究發現，處于春融階段的路基所表現出的凍脹變形務必要引起重視，需要使用更具抗凍性的路基填料。

1.3 基床非凍結層變形

對于不同地區的溫度、氣候等條件影響下，高鐵線路路基凍結的深度會隨著總里程數的變化而隨之變化，而且由于不同年份氣溫凍結指標的變化，都是圍繞著環境因素而變化的，因此可以認為路基的不同部位所表現出的凍結程度正逐年變化，并不能夠簡單區分凍結層與非凍結層的實際區域界線。在理想狀態下，基床非凍結層變形主要是介于地基與基床面中間，不僅承受著自身重量的壓縮而產生變形，也會由于凍脹力而導致變形。

2 高鐵線路路基凍脹原因分析

2.1 水的影響

路基凍脹的產生原因包括多種因素，例如土質情況、水分、大氣溫度等都是造成路基凍脹的主要原因。其中大氣溫度是路基凍脹變形發生的主要前提，而水分變化是產生路基變形的主要條件。當溫度低于一定程度時，加之路基填料的含水率升高到一定程度，則會發生明顯的路基凍脹。其中，誰的影響是產生高鐵線路路基凍脹的主要原因，主要包括以下三方面：其一，地表水的下滲與聚集導致排水不暢；其二，由于路塹、低路堤基床底層地下水毛細作用上升和側向水補給，隨著氣溫驟降，土壤溫度也會隨之下降并導致孔隙中部分水結冰。

2.2 凍脹分析

在寒冷的冬季，高鐵線路軌道普遍抬升，路基凍脹現象十分普遍。首先，根據鐵路軌面標高的不斷變化，凍脹量也會隨之變化，這一現象主要反映了路基填料的受力面不夠均勻且離散性較高，在很大程度上導致了凍脹量的不同；其二，級配碎石的自身含水率一旦超過填筑時所規定的最優含水量，則會導致凍脹量增大；其三，非凍脹土自身凍脹率的變化規律，主要是隨著含水率的變化而發生正向變化。經過分析可知，只要土體含水量超標，則會導致凍脹量的增加，對高鐵線路有較大影響。

3 簡述高鐵線路路基凍害檢修及維護

首先，務必要在凍脹初期加強綜合檢查，特別要重視添乘檢查。在凍脹初期，路基表層逐漸受到凍害影響，但此時凍脹量較小且范圍也不大，此時形成的不均勻凍脹所引起的局部隆起會使高鐵線路軌道產生空吊現象，造成；列車在行駛過程中會發生抖動；其次，在凍害逐漸上漲與回落期間處于線路平滑階段，務必要密切關注氣候變化，及時增減凍害順坡墊板。另外，要主義區別對待線路左右股道，在進行檢查、標記時要分開檢查；防治凍害時的用鹽量要合理，既不能過少也不能過多，否則會導致事倍功半；要注重對路橋過度階段的凍害查修，加大檢查防治力度；注重對涵洞路段的凍害檢修，保證列車的安全運行。

4 高鐵線路路基凍脹工程整治措施

4.1 保溫措施

為了有效防治高鐵線路路基凍脹問題，務必要采取相應防范整治措施。首先，可以利用保溫措施進行整治，通過在原有纖維混凝土防水層的基礎上加固保溫板，保證防水層的頂面面積大于排水橫坡的百分之四。因此，在保溫措施方面，相關工作人員務必要加強對保溫板的使用。經過監測以及數據分析發現，當路肩以及線間的局部保溫基礎上，該部位的保溫效果較為明顯，有效減輕凍結程度，所發生的凍脹情況也不算牙周膿腫，但是軌道結構位置所產生的凍脹問題卻沒有被解決，這也說明了保溫措施對于路基防凍脹的整治存在局限性。

4.2 封縫措施

所謂封縫措施，是指要沿著纖維混凝土的線路方向每五厘米的距離均勻設置橫向伸縮縫，并通過密封膠進行粘合處理，有效防治地表水沿著伸縮縫下滲。由此可見，在對高鐵線路路基防凍脹過程中，不僅需要保溫措施，更需要封縫措施，有效方式雨水、污水等地表水下滲至路基中，對路基凍脹進行有效整治。因此，務必要在防凍脹整治過程中重視封縫措施，這無疑是對地表水下滲的有效阻止。

4.3 蓋縫措施

在進行高鐵路基防凍脹過程中，除了要利用保溫措施以及封縫措施以外，還應該重視蓋縫措施的應用。所謂蓋縫措施，主要是指對高鐵線路路基軌道板底座以及所使用的纖維混凝土的防水層之間，主要采用防水鋼片的蓋縫處理，能夠達到事半功倍的高效整治效果。由于放水鋼片是由不銹鋼所制成，其材質為00Cr17Ni14Mo2，巨有耐久性、抗老化性以及溫度變化適應性等優勢，能夠在蓋縫措施上加強防堵。經過現場監測以及數據分析可知，蓋縫措施能夠更為有效的防止地表水下滲，但是務必要對底座間存在的縫隙進行有效封堵，進而實現更為有效的防水目的。

4.4 增設滲水盲溝

對于部分對路塹地段可能存在的地下水位較高，或者地下水位升高的情況，可以通過增設腎水盲溝的方式，以此有效降低地下水水位，同時也能夠疏通排放基床中的積水，并且規定每隔三十厘米君越設置檢查井，同時也要設置保溫出水口保證及時排水。通過現場檢測與數據計算分析表明，滲水盲溝的設置，不僅能夠改善路塹基床的水分，同時也能夠有效降低地下水位的影響，進而減少高鐵線路路基凍脹情況，屬于一種相當有效的高鐵線路路基防治措施，務必要引起重視，并注重增設滲水盲溝，保證地下水的及時排出。

5 結語

綜上所述，由于部分地區的高鐵線路路基，容易受到寒冷天氣的影響而導致凍脹，不僅會給高鐵運行帶來一定的危險性，更會導致高鐵運行的停滯。因此，為了能夠保證在即將到來的寒冬之際，高鐵線路的正常運營不會受到外界因素的干擾，就必須要防患于未然，通過保溫措施、蓋縫措施以及增設滲水盲溝等方式，并在歸納總結了路基凍脹原因及維修原則基礎上，實現對高鐵線路路基凍脹的有效整治，保證高鐵線路的順利通行，為人們營造安全且穩定的高鐵出行環境。

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