談大秦線凍害的預防與整治

晉 永 忠

(大秦鐵路股份有限公司茶塢工務段，北京 101402)

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談大秦線凍害的預防與整治

晉 永 忠

(大秦鐵路股份有限公司茶塢工務段，北京 101402)

簡要介紹了大秦線凍害的成因及分類，根據(jù)線路凍害的表現(xiàn)形式，分析了凍害帶來的危害，并針對大秦線凍害問題提出了預防與整治措施，明確了凍害整治過程中的作業(yè)標準，為凍害整治提供理論和實踐依據(jù)。

大秦鐵路，凍害，表現(xiàn)形式，整治方法

1 概述

線路凍害地段冬季道床凍結，春季融解回落，是影響冬、春兩季設備穩(wěn)定的主要病害。凍害變化會導致軌道幾何尺寸難以保持，造成線路設備質(zhì)量不穩(wěn)定，給行車安全帶來隱患，是線路設備病害的一大頑癥。

大秦線是中國北煤南運大通道，為有砟普速雙線鐵路，全線總長653 km，連接大同至秦皇島，縱貫山西、河北、北京、天津四省市。大秦線位于零度分界線以北，冬季氣溫經(jīng)常在0 ℃以下，導致路基凍害常年存在，加之大秦線建設的時間較早，當時技術相對落后，當年大秦線的設計運量為1億 t，從2004年起鐵道部對大秦線進行擴能改造后，運量有了大幅提高，2014年達到了4.5億 t，為設計運量的4.5倍，運量的持續(xù)增加也加速了路基凍害的發(fā)展。

凍害以其難以預測性和變化性大等特點，給徹底整治凍害帶來了極大的難度。大秦線的凍害一般發(fā)生在涵洞或下橋地段，為道床凍害。我段凍害的凍起高度最大的在20 mm以上，若不及時進行處理就會造成晃車、機載偏差的大量發(fā)生。凍害若不能徹底處理，還會帶來許多慢性病害如：路基凍害能促進道砟的陷槽發(fā)展，長期注鹽會加劇石砟的粉化和降低石砟的強度；凍害還能加速道床泥污的速度，進而又能引起翻漿冒泥、坍白、空吊等其他病害，形成惡性循環(huán)；凍害能削弱路基的強度，降低道床的彈性，進一步影響路基的穩(wěn)定性，道床穩(wěn)定性降低以后就會造成軌道框架強度的削弱，進而就會產(chǎn)生鋼軌波磨、不均勻側磨、接頭坦低、軌枕切槽、折斷失效等病害。因此，如何解決好凍害問題對線路設備養(yǎng)護維修起到?jīng)Q定性作用。

2 線路凍害產(chǎn)生及分類

2.1 線路凍害的定義

線路凍害是指由于路基或道床中滯留水凍結與融化作用引起的軌道變形，包括凍結作用引起的路基道床凍脹和融化作用引起的路基翻漿。線路凍害多發(fā)生在季節(jié)性凍土區(qū)、軌道排水不良地段。

2.2 線路凍害的成因

大秦線發(fā)生的凍害主要為道床凍害，凍害產(chǎn)生的主要原因是：

1)季節(jié)性溫差大,冬季氣溫一般在-10 ℃以下；

2)道床板結，排水不暢；

3)道床有污染且含土量在10%以上；

4)路拱以下土體含水量高,并且附近含有一定數(shù)量的地下水。

2.3 線路凍害的分類

線路凍害可以分為以下幾類：

1)道床凍害，即產(chǎn)生在路基基床面之上的道床里；

2)表層凍害，產(chǎn)生部位是路基土體臨界凍結深度的上半部分；

3)深層凍害，產(chǎn)生部位是路基土體臨界凍結深度的下半部分。

2.4 線路凍害的表現(xiàn)形式

線路凍害分階段表現(xiàn)不同，通常表現(xiàn)為降溫階段的凍脹期，低溫恒溫階段的穩(wěn)定期和升溫階段的回落期。

3 凍害給線路帶來的危害

凍害的產(chǎn)生和危害分季節(jié)性，主要在冬季和春季對線路設備影響較大。

冬季凍害會使線路產(chǎn)生短距離地段內(nèi)的不均勻凍脹，其外部表現(xiàn)為，在線路縱斷面上，開成駝峰狀或凹谷狀或階梯狀。這些短距離地段內(nèi)的不均勻凍脹，在冬季造成了線路不平順或方向不良，直接影響著行車安全。凍害還能促進道砟陷槽發(fā)展，能加速道床泥污的速度，進而又能引起路基產(chǎn)生其他病害。它能降低路基的強度，進一步影響路基的穩(wěn)定性，使得鋼軌、魚尾板等軌道構造工作條件惡化。

春季氣溫回暖凍害會逐漸回落，若不及時對水平墊板進行回墊或撤出就會產(chǎn)生高低、軌向不良，進而造成晃車、產(chǎn)生機載偏差的問題。春融回落后如不及時進行線路整修，就會產(chǎn)生線路空吊、翻漿、冒泥等嚴重病害，進而會伴隨著接頭坦低、坍白、鋼軌傷損等一系列的病害。

4 凍害的預防

4.1 預防整修

雨季前對道床排水不暢、污染板結嚴重地段針對性采取疏通地表和邊坡排水清理排水溝加強基床排水，砂墊層、矽化加固、阻斷水源，降低路基道床含水量，清篩道床，設置防凍層，更換新砟恢復道床彈性等方法，改善線路工作狀態(tài)提高線路設備框架結構強度。

4.2 做好凍害地段的注鹽工作

秋季要根據(jù)歷年掌握的凍害地段，對凍害地段進行注鹽，注鹽工作要在凍害發(fā)生前完成。撒鹽時要扒開枕盒至枕底、枕端不少于300 mm，并向凍害地點外延伸5孔～10孔，每孔撒鹽不少于4 kg，利用冬前雨水浸入道床。2016年秋季我段埋設凍害鹽14.4 t，鋪撒長度達到996 m。

4.3 做好凍害地段的除雪工作

遇降雪天氣，要做好凍害地段的除雪工作，防止融雪后加劇道床、路基的含水量，形成新的凍害。

5 凍害的檢查與整治

5.1 凍害檢查

1)動態(tài)檢查。

凍害期內(nèi)段每日安排專業(yè)人員添乘，對線路凍害處所進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題立即通知有關人員處理；對車載儀Ⅲ級偏差、人工添乘明顯晃車、便攜式添乘儀Ⅲ級、Ⅳ級處所和軌檢車Ⅲ級超限處所，段業(yè)務科室、車間及時趕往現(xiàn)場復查；發(fā)現(xiàn)幾何尺寸嚴重超限危及行車安全、需要立即整修時，在車站登記要點進行緊急處理，或立即采取慢行或封鎖措施，并上報路局工務處。

2)靜態(tài)檢查。

一是明確責任，將每處凍害的檢查、防治落實到個人。根據(jù)線路凍害凍脹期及回落期線路變化較大、凍害穩(wěn)定期線路變化較小的特點，合理確定檢查周期，分工長、車間干部、段包保干部制定檢查頻次。二是明確凍害檢查區(qū)段。凍害檢查區(qū)段包括凍起段和順坡段，現(xiàn)場檢查范圍為凍害區(qū)段及前后50 m線路，凍害區(qū)段每根軌枕檢測，前后50 m線路每兩根軌枕檢測。三是建立凍害臺賬。我段建立了《凍害臺賬》，臺賬詳細記錄每處凍害具體位置、凍高、長度，路基特征(路堤、路塹、橋頭、涵側、隧道口、岔區(qū))等，自凍害上漲至凍害回落，按檢查周期測量、統(tǒng)計線路凍害變化情況，每處凍害填寫一條記錄。四是做好凍害現(xiàn)場標注。發(fā)現(xiàn)凍害后，在凍害地段軌底部位及軌枕的表面用紅油漆標注凍害起止位置、凍害高度、凍害長度等相關資料，起止位置標志統(tǒng)一采用“│→凍高×mm凍長×m←│”樣式；在凍害凍脹最高點處標注凍害最大凍起高度值及日期；日常檢查凍高及日期用石筆標記在鋼軌軌腰上。凍高超過20 mm及以上的凍害要在“線路設備重點病害登記簿”上逐處登記。

5.2 凍害整治

1)凍起整修。

加強凍害地段的設備檢查，對已經(jīng)發(fā)生的凍害要按照《鐵路線路修理規(guī)則》規(guī)定的作業(yè)標準及時進行整修處理，做好墊板和順坡的工作，防止晃車、機載偏差的發(fā)生。對凍害地段要做到實時監(jiān)控，對凍害變化要做到隨變隨整，保證凍害在可控狀態(tài)下。

a.墊入或撤出墊板標準。

在線路上墊入或撤出凍害墊板，在正線、到發(fā)線上，順坡長度應為：允許速度不大于120 km/h的線路不應小于凍起高度的600倍。在其他站線上，順坡長度不應小于凍起高度的400倍。凍起高度超過20 mm時，兩端順坡之間應有不短于10 m的過渡段，其坡度應與線路坡度一致。

在道岔上墊入或撤出凍害墊板，在正線、到發(fā)線上，順坡長度應為：允許速度不大于120 km/h的線路不應小于凍起高度的600倍。在其他站線上，順坡長度不應小于凍起高度的400倍。轍叉及轉轍部分不得有變坡點。

b.凍起高度不超過15 mm整治方法。

混凝土枕線路凍害地段，在凍結前，應有計劃地撤出調(diào)高墊板進行搗固。在凍結后，凍起高度不超過15 mm地段，可用調(diào)高墊板整修。每處調(diào)高墊板不得超過2塊，總厚度不得超過15 mm(絲扣不足的螺旋道釘除外)。

凍起高度不超過7 mm時在凍起最高點撤下原來10 mm膠墊，根據(jù)現(xiàn)場情況換上薄膠墊，聯(lián)結零件齊全有效，彈條扣件扭矩保持在120 N·m～150 N·m，線路幾何尺寸不超保養(yǎng)標準。

當凍起高度7 mm

c.凍起高度超過15 mm整治方法。

混凝土枕地段發(fā)生15 mm以上凍害時，可采用調(diào)高扣件，每處調(diào)高墊板不得超過3塊。

凍起高度15 mm

凍起高度25 mm

凍起高度h>50 mm時，每孔穿木枕安裝彈性聯(lián)結，每隔1孔加裝軌距桿(軌距桿應緊靠軌枕一側)，調(diào)高墊板不得超過3塊，較厚的墊板應放在下層。聯(lián)結零件齊全有效，彈條扣件扭矩保持在120 N·m～150 N·m，線路幾何尺寸不超保養(yǎng)標準。

2)回落整修。

春季當溫度升高時，凍害回落時，及時撤出或調(diào)整凍害(調(diào)高)墊板，做好兩端順坡，做到隨落隨撤，保持軌道幾何尺寸在經(jīng)常保養(yǎng)容許偏差限度以內(nèi)。

我段針對春季凍害回落，制定了春融期間(3月、4月)段領導、中層干部、專業(yè)添乘人員動態(tài)添乘計劃及靜態(tài)檢查周期計劃。根據(jù)動態(tài)檢查數(shù)據(jù)，現(xiàn)場檢查復核，及時發(fā)現(xiàn)，及時進行整治；靜態(tài)檢查做好檢查記錄，發(fā)現(xiàn)及時整修，掌握凍害變化規(guī)律，防止了春融亂道。

5.3 加強凍害統(tǒng)計分析

我段對凍害上漲、回落情況指定專人負責，逐級統(tǒng)計分析，及時采取相應對策。

正線、到發(fā)線凍起高度不大于15 mm及站線凍害，由車間做好統(tǒng)計分析，并報段線路科備案。

正線、到發(fā)線凍起高度大于15 mm以上的凍害，由段線路科做好統(tǒng)計分析,并報工務處備案。

凍起高度h>25 mm凍害區(qū)段或處所，由段安排測量組在凍脹前、凍脹期、穩(wěn)定期、回落期、回落后不同時期進行凍害監(jiān)控測量，根據(jù)軌面標高與路肩標高測量數(shù)據(jù)對比分析，根據(jù)凍害成因、采取針對性措施，對整治效果進行綜合分析。

6 結語

通過對我段管內(nèi)凍害機理進行深入的調(diào)查分析研究,摸清了管內(nèi)線路凍害發(fā)生的原因，并通過對凍害的預防、檢查與整治等措施基本保證了管內(nèi)3處凍害的處理和回落整修；基本上控制住了凍害地段的晃車、機載偏差、線路坍白空吊、翻漿冒泥、接頭坦低等病害，成果顯著，為保證運輸安全起到了應有的作用。

[1] 李治平.多年凍土地區(qū)道路病害及其防治對策[J].東北鐵路,2003(4)：69-70.

[2] 鐵道第一勘察設計院.鐵路工程地質(zhì)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2002.

On prevention and treatment of frozen diseases along Datong-Qinhuangdao Railway

Jin Yongzhong

(ChawuTrackMaintenanceDivisionofDatong-QinhuangdaoRailwayCo.,Ltd,Beijing101402,China)

The paper introduces the reasons for the frozen diseases along Datong-Qinhuangdao Railway and their classification, analyzes the hazards brought by the frozen diseases according to the frozen syndromes of the rails, points out the prevention and treatment measures for the frozen diseases along the railway, and identifies the construction standards for the frozen disease treatment, so as to provide theoretic and practical reference for the treatment of the frozen diseases.

Datong-Qinhuangdao railway, frozen disease, manifestation, treatment method

1009-6825(2017)13-0151-03

2017-02-26

晉永忠(1988- )，男，助理工程師

U418

A