摘要：新建兰新铁路为设计250km/h的无砟轨道客运专线，路基冻胀直接威胁无砟轨道线路的稳定、安全运营。兰新线LXS-6标地处祁连山腹地，该地区为季节性冻土区，为防止路基发生冻害，结合其他线经验，对降水量大、气候寒冷、地下水丰富（地基含水量高），地基土为易冻胀土且路基结构形式抗冻胀性能差的路基均采取防冻胀措施。采用一系列有效的工程措施后，基本解决了路基冻胀问题，为后续类似工程提供了借鉴经验。
关键词：季节性冻土；客专；防冻胀；措施
一、工程概况
新建兰新铁路第二双线甘青段LXS-6标，路基长度为35.1km。该标段地处祁连山腹地的门源盆地，年平均降水量530mm，最大积雪厚度为23cm，土壤最大冻结深度2m，极端最低气温-34.5℃。
工点范围内出露地层为全新统洪积粉土和第四系上更新统洪积粉土、粗圆砾土和卵石土。
该范围内无地表水分布。根据探孔揭示，地下水埋深13~15m，赋存于卵石土层中，为第四系空隙潜水，主要受大气降水补给。
二、路基冻胀风险分析
路堤主要是由于冬季路基面雨水或积雪融化下渗引起路基本体含水量增高，遇冷产生冻胀。低路堤基床换填下挖引起地表水、地下水径流条件改变，当基底为不透水或低透水层时造成的季节性暂时积水，与冷产生冻胀。 分析路堑产生冻胀的原因有以下三个方面：第一，冬季路基面积雪融化下渗引起路基本体含水量增高；第二，对已设盲沟的出水口保温措施不到位或堵塞，引起盲（渗）沟排水不畅；第三，工程施工改变了原地形及地貌形态，同时也改变了表水径流条件和渗流途径，路堑边坡也增大了表水的汇水和下渗面积，路堑槽形结构更有利于表水的汇聚，部分表水下渗形成了局部暂时性的滞留水，遇冷产生冻胀。
三、工程措施
1.低路堤地段为阻止坡脚积水下渗，避免引起路基地基冻胀，增设防冻胀护道。路肩以下
边坡高度不小于1m段落，采用将原脚墙加高1m的补强方案；路肩以下边坡高度不及1m段落。采用将原脚墙加高至护肩底面的补强方案。脚墙采用C25片石混凝土浇筑；脚墙与已施工边坡之间的三角区域采用黏性土夯填。脚墙地面以上每隔2m设一处Φ80mmPVC管泄水孔，泄水孔采用4%横坡向外排水。措施详见图1低路堤防冻胀护道示意图。
图1低路堤防冻胀护道示意图
2.本段线路所经地区气候寒冷、降水量较大，为避免因雨水、积雪融化造成路基面水下渗，为减少基床表层级配碎石渗透性及冻胀量，低路堤及路堑地段基床表层级配碎石调整为级配碎石掺5%水泥进行填筑。
3.为减少基床冻胀量，标段（DK275+152~DK328+820）范围内基床表层采用以下措施加强防排水：
（1）为避免沥青混凝土护面与混凝土支撑层接缝处地表下水下渗，混凝土底板两端沥青混凝土封闭层应深入底板下0.2m。沥青混凝土下、电缆槽外侧及混凝土路肩下铺设一层二布一膜，土工膜参数：渗透系数小于10-11cm/s，极限抗拉强度大于16KN/m，顶坡强度大于
2.5KN，满足抗冻要求。
（2）为加强路基表层排水，护肩底面每隔1m设一Φ100mmPVC管半圆形泄水孔，泄水孔应深入排水垫层10cm。
（3）电缆槽底部设透水中粗砂垫层，土工膜设在垫层中间，膜下中粗砂厚度5cm。电缆槽安装时在其顶面设不小于2cm厚水泥砂浆平层。
4. 有害地下水发育或含水量较高地段，且气候、填料和路基结构为低填或路堑时设排水渗沟。措施详见图2渗沟段横断面详图。
图2渗沟段横断面详图
（1）线路双侧各设置渗水暗沟一道，沟底宽1.0m，深度为3.1m（h=1.3×最大季节冻土深度+0.5m）渗水暗沟出水口设置一座检查井，检查井外接浆砌片石垛椎体出水口。
（2）渗水暗沟的排水管采用Φ315mmPE带孔双壁波纹管，底部设0.2m厚C35混凝土基础，两侧铺设无砂混凝土板，中间填充洗净碎石，外侧包裹针刺无纺土工布。沟顶采用20
cm中粗砂中夹8cm厚XPS保温板覆盖。沿渗水暗沟每隔30m设置一处检查井，检查井采用C35混凝土预制管节拼装。
（3）为防止渗沟开挖过程中坑壁的坍塌，在开挖时于渗沟两侧加设Φ89mm钢管加固，钢管底深入渗沟底不下于3.5m，钢管顶与基坑顶齐平，钢管间距1m，顺渗沟方向钢管与渗沟基坑壁间加设1.0cm厚的钢板挡护，钢板设置高度为自渗沟基底至基坑顶。必要时与钢管顶加设横向支撑。钢管及钢板倒用。
四、施工注意事项
1.加强现场监控，保证防冻胀设计各结构层间接缝密贴、不渗水。
2.土工膜铺设，平基层，满足搭接长度要求，使土工膜无凹陷、积水、排水顺畅，保证隔、排水效果。
3.石质路堑地段沟底，在施做排水沟前将凹陷处用砼补平。
4.截水渗沟施工。
（1）应从排水方向的下游向上游方向分段逐级依次进行，保证沟底纵坡顺畅，严禁全段同时开挖施工。
（2）开挖基坑时，注意做好临时支护及临时降水工程，防止边坡失稳或路基基床变形，确保施工安全。
（3）采取切实措施，确保渗沟回填密实，防止工后沉降引起路基基床和边坡变形、移位，影响主体结构安全。
（4）根据现场实际情况核对渗沟排水口位置和高程，确保水流排泄畅通，以满足排水要求。
五、结论
季节性冻土区的铁路客专无砟轨道的设计，必须采用确实有限的路基防冻胀工程措施，根据调查总结国内外铁路治理冻害的经验，分析其治理效果，必须从路基基床填料、防排水措施、防冻结构层的设计、路基接口的施工工艺及质量等方面入手。结合铁路客运专线的高标准的要求及工程所处的地理环境、气候条件，研究路基冻害防治措施，采取科学合理
的防冻胀工程措施，以确保无砟轨道路基线路长期稳定、安全运营。
参考文献
[1]彭京平. 季节性冻土地区客运专线路基工程防冻胀措施研究[J]. 交通科技. 2010.02
[2] 姜延庆. 季节性冻土地区铁路路基防冻胀措施与设计原则[J]. 中国勘察设计. 2012.04
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议