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摘要：青藏线由于当地气候寒冷干燥，气温较低，环境条件较差等原因导致铁路路基冻害较为严重，给铁路设施养护运营带来一定的困难。铁路路基是铁路正常运行的基础条件，为了保证铁路正常通行，应当加强铁路路基冻害的治理，维护铁路路基的安全。
关键词：青藏线;路基;冻害;治理
随着我国铁路的不断地向着重载、高速度、高密度的方向发展，铁路路基冻害的存在给青藏铁路的养护、维修等一系列工作带来了巨大的困难，严重威胁着铁路运输的安全。路基冻害在青藏线的各种路基病害中，分布广、时间长、工作量大、影响行车严重程度均占首位。其中西宁工务段海晏线路车间管辖范围内的青藏线k62+000-k137+000，克土隧道以东属丘陵地带，夏季多雨，克土隧道以西位于青海湖及尕海旁边，水源极其丰富，这里平均海拔3000m，年平均气温1.41℃，历史最低气温-29℃。每年自10月起至次年5月止，在长达七个月的时间里，冻害使线路长期变形，给养护维修工作带来了繁重的负担。路基冻害的存在，不仅增加了养护维修的工作量，影响了正常维修，加大了维修成本，而且使得线路质量下降，直接影响行车安全。
下面我主要将冻害的成因、主要影响因素、冻胀基本规律及防治方法，结合具体实例加以论述。
一、路基冻害的分类
1.按纵向外部形态划分
a.冻峰：路基面在短距离内的冻胀高度大于相邻两地段的冻胀高度所形成的凸起部分。
b.冻谷：路基面在短距离内的冻胀高度小于相邻两地段的冻胀高度所形成的凹槽部分。
c.冻阶：路基面两相邻地段的冻胀高度不同而在连接处所形成的错台部分。
2.按横向外部形态划分
a.单侧冻害：沿路基面横断面两侧冻胀高度不等。
b.双侧冻害：沿路基面横断面整个冻胀高度大体一致。
c.交错冻害：在路基纵横断面上相邻地段的冻胀高度均不相同形成高低交错的现象。
3.按冻胀产生的部位划分
a.道床冻害：由于道床不洁而产生的冻胀，虽不属于路基冻害的范围，但其性质及对线路的影响，与路基冻害相同。
b.表层冻害：受地表水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内上半部分，一般冻高度较小，表现为“早起早落”型。
c.深层冻害：受地下水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内下半部分，一般冻胀高度较大，表现为“晚起晚落型”。
二、路基冻害的成因及主要影响因素
冻害，是土体在冻结过程中因冻胀所引起的病害。由于土中的水在冻结过程中能向冷冻峰面迁移、并不断冻结析出冰层，水结成冰，体积增大9%，使土颗粒相对位移而发生冻胀，路基就被抬起，即造成土体的冻胀。土冻结时，还发生水分向冻结面转移，更使土的冻胀量增大，融化后则使土剧烈沉陷。 路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温、土、水和力四个要素。四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。冻水结成冰，强度剧增;冰融成水，承载力几乎等于零。水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。
三、季节冻土地区路基冻害的防治措施
1.横向排水盲沟。大部分的路段路基的两侧都设有排水沟。由于环境、气候以及当时的施工条件等诸多原因使得排水沟出现裂缝进而漏水，这样路基内的水就不能顺利排出，路基內水分积聚加上北方环境寒冷，进而形成冻害。为了解决这一问题，需要在这些容易形成冻害的路段，在路基的本体内每隔一段距离施做横向的排水盲沟，并加固排水沟，防止排水沟水分渗漏，进而防止水分堆积，消除铁路路基冻害。
2.清筛道床脏污。通过现场发现，车间管内大部分路段的道床污染特别严重，道床板结、翻浆、碎道砟及沙土物等脏污物较多、道床内含水量较高，所以使得铁路路基在冬季很容易形成冻害。针对此现象目前需要做的就是降低道床的污染、及时清理道床，降低路基冻害。首先要清理道床，根据铁路路基脏物的堆积情况作出相应的清筛深度，尽量做到全断面清筛： ①清除道床的板结层;②破底清筛，这样做可以做到全面整治路基冻害，整治效果较好;③铲除线路两侧土高出的部位，做到及时排水。其次，及时排水，将道床中的不透水层清除; 将土垄清除掉以增加道床的渗透能力; 将线路两侧农田内的积水清除，彻底切断水源补给。最后，平整铁路的路肩，使之达到铁轨下的标准高度，使边坡和路肩平整，这样就不会造成坑洼积水。
3.基床换填。基床换填主要有两个方面： 首先是铁路的部分路段因为在填土时的土质不良，使得土地的透水性不佳。在路桥的过渡段这一现象更为严重，因为过渡段各结构之间的施工质量和刚度都是不一样的，造成了不均匀的沉降。为了解决这一问题应当换填一些颗粒较粗的土体，来提高基床的压实质量，进而消除路基冻害。其次是大部分的路段因为土质软化、压实质量较差，导致了道碴囊堆积，水分排除不畅。针对这样的现状需要使用复合土工膜来封闭基床的表层，来恢复路拱，进而防止大气降水侵入。
4.冻害预垫垫板。首先，每年根据冻害变化情况建立冻害统计表，对冻害冻起起始里程、冻害高度、冻害长度、冻害冻起股别进行全面调查统计，并对冻害地段进行现场标注。其次，根据统计的冻害详细信息于每年大机捣固作业前对冻害进行预垫，预垫位置要准，预垫厚度根据冻害冻起最大高度情况进行决定，预垫后要做好冻害顺坡，确保设备质量安全。待到冬季冻害出现时，根据冻害冻起高度情况进行撤板顺坡作业。冻害预垫作业起到了“冬病夏治”的效果，减少了冻害整治的工作量，提高了工作效率。
5.疏干排水孔。经过调查研究发现北方铁路路基冻害严重，为了防止因水分积聚产生铁路路基冻害，研究专家、学者在一些铁路路段做了疏干排水孔的群试点，将水排出路基以外，其效果甚佳。设计疏干排水孔群的技术要点主要有以下几点：首先，在坡面的垂直方向布设排水孔，然后采用双层排水孔群或者是采用双层排水孔群;第二，在坡面的水平方向布设排水孔，因为排水孔的水平间距会严重影响排水孔的排水。（ 3） 在路基的两侧布设排水孔，其长度以能将水排出路基为宜。
6.注盐法。注盐法整治线路浅层冻害就是将盐注到冻害地段的路基内，盐溶解在土壤中降低了土壤中水的凝固点，使路基在冬季少冻起或不冻起，从而保持与两端无冻害地段路基状态一致。 对表层冻害地段，在基层土中加入一定数量的可溶性无机盐类（如氯化钠、氯化钙等），使之成为人工盐渍土，从而限制了土中的水分转移，降低了冻结温度，将冻胀变形限制在允许范围之内。
结束语
本文就铁路线路冻害现象产生的原因、整治方法及预防措施进行了分析，针对线路冻害深入分析并提出了有效的应对措施。只要根据现场实际情况，从产生冻害的主要原因下手， 就能消除冻害或者将冻害带来的工作量降低到最小。
参考文献
[1]徐星星.北方铁路路基冻害原因及治理.基层建设.2017
[2]王利伟.浅谈铁路路基冻害整治.科技创新导报.2018
作者简介：陈煜，男，1989.11.26，甘肃省临夏市，汉，本科，工程师，研究方向：铁道线路。
国铁集团青藏集团公司西宁工务段 810006
关键词：青藏线;路基;冻害;治理
随着我国铁路的不断地向着重载、高速度、高密度的方向发展，铁路路基冻害的存在给青藏铁路的养护、维修等一系列工作带来了巨大的困难，严重威胁着铁路运输的安全。路基冻害在青藏线的各种路基病害中，分布广、时间长、工作量大、影响行车严重程度均占首位。其中西宁工务段海晏线路车间管辖范围内的青藏线k62+000-k137+000，克土隧道以东属丘陵地带，夏季多雨，克土隧道以西位于青海湖及尕海旁边，水源极其丰富，这里平均海拔3000m，年平均气温1.41℃，历史最低气温-29℃。每年自10月起至次年5月止，在长达七个月的时间里，冻害使线路长期变形，给养护维修工作带来了繁重的负担。路基冻害的存在，不仅增加了养护维修的工作量，影响了正常维修，加大了维修成本，而且使得线路质量下降，直接影响行车安全。
下面我主要将冻害的成因、主要影响因素、冻胀基本规律及防治方法，结合具体实例加以论述。
一、路基冻害的分类
1.按纵向外部形态划分
a.冻峰：路基面在短距离内的冻胀高度大于相邻两地段的冻胀高度所形成的凸起部分。
b.冻谷：路基面在短距离内的冻胀高度小于相邻两地段的冻胀高度所形成的凹槽部分。
c.冻阶：路基面两相邻地段的冻胀高度不同而在连接处所形成的错台部分。
2.按横向外部形态划分
a.单侧冻害：沿路基面横断面两侧冻胀高度不等。
b.双侧冻害：沿路基面横断面整个冻胀高度大体一致。
c.交错冻害：在路基纵横断面上相邻地段的冻胀高度均不相同形成高低交错的现象。
3.按冻胀产生的部位划分
a.道床冻害：由于道床不洁而产生的冻胀，虽不属于路基冻害的范围，但其性质及对线路的影响，与路基冻害相同。
b.表层冻害：受地表水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内上半部分，一般冻高度较小，表现为“早起早落”型。
c.深层冻害：受地下水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内下半部分，一般冻胀高度较大，表现为“晚起晚落型”。
二、路基冻害的成因及主要影响因素
冻害，是土体在冻结过程中因冻胀所引起的病害。由于土中的水在冻结过程中能向冷冻峰面迁移、并不断冻结析出冰层，水结成冰，体积增大9%，使土颗粒相对位移而发生冻胀，路基就被抬起，即造成土体的冻胀。土冻结时，还发生水分向冻结面转移，更使土的冻胀量增大，融化后则使土剧烈沉陷。 路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温、土、水和力四个要素。四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。冻水结成冰，强度剧增;冰融成水，承载力几乎等于零。水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。
三、季节冻土地区路基冻害的防治措施
1.横向排水盲沟。大部分的路段路基的两侧都设有排水沟。由于环境、气候以及当时的施工条件等诸多原因使得排水沟出现裂缝进而漏水，这样路基内的水就不能顺利排出，路基內水分积聚加上北方环境寒冷，进而形成冻害。为了解决这一问题，需要在这些容易形成冻害的路段，在路基的本体内每隔一段距离施做横向的排水盲沟，并加固排水沟，防止排水沟水分渗漏，进而防止水分堆积，消除铁路路基冻害。
2.清筛道床脏污。通过现场发现，车间管内大部分路段的道床污染特别严重，道床板结、翻浆、碎道砟及沙土物等脏污物较多、道床内含水量较高，所以使得铁路路基在冬季很容易形成冻害。针对此现象目前需要做的就是降低道床的污染、及时清理道床，降低路基冻害。首先要清理道床，根据铁路路基脏物的堆积情况作出相应的清筛深度，尽量做到全断面清筛： ①清除道床的板结层;②破底清筛，这样做可以做到全面整治路基冻害，整治效果较好;③铲除线路两侧土高出的部位，做到及时排水。其次，及时排水，将道床中的不透水层清除; 将土垄清除掉以增加道床的渗透能力; 将线路两侧农田内的积水清除，彻底切断水源补给。最后，平整铁路的路肩，使之达到铁轨下的标准高度，使边坡和路肩平整，这样就不会造成坑洼积水。
3.基床换填。基床换填主要有两个方面： 首先是铁路的部分路段因为在填土时的土质不良，使得土地的透水性不佳。在路桥的过渡段这一现象更为严重，因为过渡段各结构之间的施工质量和刚度都是不一样的，造成了不均匀的沉降。为了解决这一问题应当换填一些颗粒较粗的土体，来提高基床的压实质量，进而消除路基冻害。其次是大部分的路段因为土质软化、压实质量较差，导致了道碴囊堆积，水分排除不畅。针对这样的现状需要使用复合土工膜来封闭基床的表层，来恢复路拱，进而防止大气降水侵入。
4.冻害预垫垫板。首先，每年根据冻害变化情况建立冻害统计表，对冻害冻起起始里程、冻害高度、冻害长度、冻害冻起股别进行全面调查统计，并对冻害地段进行现场标注。其次，根据统计的冻害详细信息于每年大机捣固作业前对冻害进行预垫，预垫位置要准，预垫厚度根据冻害冻起最大高度情况进行决定，预垫后要做好冻害顺坡，确保设备质量安全。待到冬季冻害出现时，根据冻害冻起高度情况进行撤板顺坡作业。冻害预垫作业起到了“冬病夏治”的效果，减少了冻害整治的工作量，提高了工作效率。
5.疏干排水孔。经过调查研究发现北方铁路路基冻害严重，为了防止因水分积聚产生铁路路基冻害，研究专家、学者在一些铁路路段做了疏干排水孔的群试点，将水排出路基以外，其效果甚佳。设计疏干排水孔群的技术要点主要有以下几点：首先，在坡面的垂直方向布设排水孔，然后采用双层排水孔群或者是采用双层排水孔群;第二，在坡面的水平方向布设排水孔，因为排水孔的水平间距会严重影响排水孔的排水。（ 3） 在路基的两侧布设排水孔，其长度以能将水排出路基为宜。
6.注盐法。注盐法整治线路浅层冻害就是将盐注到冻害地段的路基内，盐溶解在土壤中降低了土壤中水的凝固点，使路基在冬季少冻起或不冻起，从而保持与两端无冻害地段路基状态一致。 对表层冻害地段，在基层土中加入一定数量的可溶性无机盐类（如氯化钠、氯化钙等），使之成为人工盐渍土，从而限制了土中的水分转移，降低了冻结温度，将冻胀变形限制在允许范围之内。
结束语
本文就铁路线路冻害现象产生的原因、整治方法及预防措施进行了分析，针对线路冻害深入分析并提出了有效的应对措施。只要根据现场实际情况，从产生冻害的主要原因下手， 就能消除冻害或者将冻害带来的工作量降低到最小。
参考文献
[1]徐星星.北方铁路路基冻害原因及治理.基层建设.2017
[2]王利伟.浅谈铁路路基冻害整治.科技创新导报.2018
作者简介：陈煜，男，1989.11.26，甘肃省临夏市，汉，本科，工程师，研究方向：铁道线路。
国铁集团青藏集团公司西宁工务段 810006