【摘 要】
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随着我国交通事业的迅猛发展,铁路路网在东北寒冷地区迅速延伸,在东北寒区修建的铁路隧道数量日益增多。通过文献及现场实地调研可知,寒区铁路隧道广受冻害问题困扰,严重时甚至影响行车安全,亟需解决相关的基础理论和应用技术难题。本文通过资料调研、现场测试、数值计算等手段,开展了东北寒区铁路隧道冻害机理和抗防冻措施研究,取得如下研究成果:（1）调研了国内外学者关于寒区隧道冻胀理论、冻害等级划分、温度场分布规律
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随着我国交通事业的迅猛发展,铁路路网在东北寒冷地区迅速延伸,在东北寒区修建的铁路隧道数量日益增多。通过文献及现场实地调研可知,寒区铁路隧道广受冻害问题困扰,严重时甚至影响行车安全,亟需解决相关的基础理论和应用技术难题。本文通过资料调研、现场测试、数值计算等手段,开展了东北寒区铁路隧道冻害机理和抗防冻措施研究,取得如下研究成果:（1）调研了国内外学者关于寒区隧道冻胀理论、冻害等级划分、温度场分布规律和防寒抗冻技术等方面的研究现状,归纳总结了东北寒区隧道主要冻害类型和冻害影响因素。（2）实测了部分东北寒区典型运营铁路隧道的洞内温度场,数据表明纵向温度场存在明显的梯度,基本呈两端低、中间高的抛物线规律,洞内回温现象明显;径向温度场则由于保温层的存在,衬砌背后的围岩温度在全年范围内都大于0℃,衬砌和围岩内部温度受洞内空气的影响呈衰减趋势。（3）实测了部分东北寒区铁路隧道的渗漏水发生规律,每年冬季和春融期（3月最多）渗漏水发生频繁,11月、12月渗漏水加重,夏季、秋季渗漏水较少。隧道内温度在0～-5℃时渗漏水发生频率最高且漏水量较多,温度在5℃以上或-10℃以下时渗漏水发生频率和水量明显减小,且渗漏水位置随时间变化由边墙逐渐向拱顶靠近。（4）研究了衬砌两侧不同温差情况下的结构受力状态。当温差低于5℃时,衬砌结构抗拉强度能够满足要求;当温差高于10℃时,衬砌结构的抗拉强度不满足规范要求。建议东北寒区铁路隧道设计时应充分考虑衬砌结构的保温措施。（5）从新建铁路隧道防寒抗冻设计优化及既有隧道冻害整治技术两个方面提出了技术建议。在新建铁路隧道防寒抗冻设计优化方面,研究了寒区隧道新型防排水系统,通过数值仿真计算验证了保温材料的保温性能。在既有线隧道冻害整治方面,提出了新型隧道保温波纹板和电伴热冻害整治技术,并进行了工程验证。
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