换土法整治路基基床冻害研究.pdf

2014年第1期
材
第40卷总第177期
Sichuan Building Materials
2014年2月
D)01:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.01.068
换士法整治路基基床冻害研究
李晓东
辽宁治金地质勘察局403队,辽宁鞍山114000
摘要:路基冻害是寒冷地区铁路线路上分布很广,分不冻胀土,以便减小冻胀值;二是将冻胀性较弱的土(或
影岣铁路安全及正常运营的常见病害,本文介绍了換土整不冻胀土)换成冻胀性较强的土,以便消火冻谷或单侧冻起
治路基冻害的措施,以消除和减少路基土体的冻胀,以期等;三是改换土中的冻胀土层,或冻胀土质的不均匀条件,
为广大同行提供参考。
以消除冻害条件。
关键词:路基;冻害;换土
换土在基床冻害的整治中是有条件的,经调查分析认
中图分类号:U216.4
文献标志码:A
定基床冻害产生的原因为基床土体中土质条件时(是土质不
文章编号:1672-4011(2014)01-0149-02
均匀、或是土层厚薄层次不等),才采取更换土质的措施。
如果基床冻害是水的原因(即地表水或地下水的不均匀渗人
Study of Kegulation of' Subgrade Frost Subgrade或浸湿),不是土的原因,则应米用排水措施,而不应当采
Replacement Method
用换土措施。所以,在整治冻害的过程中,首先要“对症下
1/ Xiaodong
药”,必要时应与排水措施相结合,不然这项指施是不能取
( Liaoning Metallurgical Geological Prospecting Bureau403得预期效果的。而采取措施之前的週查分析,即细致的
team, Anshan 114000, China
设计是非常重要的。
在更换土质的揹施中,有炳种情况:一是更换冻胀土
Abstract Subgrade Frost damage is a very wide distribu
另一种是更换不冻胀土。这两种情况作用不同,条件要求
tion of rail way line in cold area, common disease affecting the也不一样。
changing soil treatment of subgrade freezing measures, to elimi-
nate and reduce the frost subgrade, in order to provie reference2.1换填冻胀土作用
for the majority of peers
此项揩施的应用范围较小。因为只有在冻胀土的长距
Key words subgrade; freezing; changing soil
离地段内,由于局部非冻胀土所形成的冻害,而将局部非
0前言
冻胀土换成同样的冻胀土(如图1)以解决病害地段的冻谷。
此外,山不均匀浸湿而造成的冻害中,在川陷的一侧
基床是在路基面以下、路基上部受车辆动力作用和水换以冻胀土,使四陷处多冻胀一些,这也是防止基床冻害
文气候变化影响较大的一层。基床冻害多发生于寒冷地区,的一种方法。
如路基土为透水性较差的细米土,当含水量较高或某面积2.2换填冻胀土实例
水时,在冻结过程中,土壤中水重新分布和聚集形成冰块,
1)富嫩线某段,在300m长度的地段内,有十条平行
引起不均匀的冻胀现象。冰块融化又引起不均匀下沉。在的黄色黏土带(如图2)因而当土层冻结后,线路上产生波
地下水较高地段,地下水通过毛细管作用而不断向上转移浪形冻胀(凡有黄色黏土带处,便凸起显冻峰状)。经换同
补给,使冻胀量増大,持续时间延长。在我国东北、西北、类士后,冻害现象明显减少
西南、以及刚刚建成通车的青藏铁路线上都存在着路基冻
害。路基冻害因其分布广,时间长,工作量大,影响行车
交全。
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1换土整治冻害的措施分析
换土是最普遍、采用最多的一种整治冻害的措施。在
原米上层线换同样
国外,北美各国和前西德都把换土作为整治冻害的主要措
图1整治冻谷示意图
图2黄色黏土带示意图/mm
施;前苏联和北欧各国、日本也把换土作为重要措施之
2)白阿线某地段,由于修筑路堤吋填土不均匀,在冻
通过换土主要达到三个目的:一是将冻胀性土换以部
起股下填入30cm后冻胀性大的黑色黏土,造成两股钢轨
下的土质不同,冻结后产生了単股冻起(単侧冻害)左股比
作者简介:李晓东(1986-),男,本科,助理工程师。主要研究方向
右股高30mm(如图3)。经处理,不均匀冻胀消失
岩土工程。
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形成冻凹。与这次同时施工的附近地段,地质条件等都相
同,在冻害处所仅换0.7m厚的砂土,达到与相邻两侧的
土层厚度相等,所以整治后,消除了冻害。
东害起点
冻害终点
换上起点
换土终
图3整治冻谷示意图/m
2.3挑填冻胀土适用范国
8~
这项措施适用于?土质非均匀而发生的局部冻害(冻
砂夹卵石、黄色貓上
谷)或局部土层厚薄不同,或因水的局部不均匀浸湿而发生
的冻害.
图5换土深度示意图
3换填不冻胀土
2)某地段每年冻起90mm,土质情况如图6。将黑黏
土换掉,更换了与邻近土质相同的不冻胀土,冻害完全消
3.1换填不冻胀土作用
除
般所说的“换土措施”基本上是指换以不冻胀土。换
土的第一种情况是对在不冻胀或弱冻胀土的长距离地段内
RHTTTC
有局部的强冻胀土而产生的冻害,应换除局部的强冻胀士
而求得其冻胀高度均匀
换土的第二种情况是做砂垫层。垫层又分为炳种情况:
>黑土
是将砂垫层设到临界冻结深度,可以消除全部冻胀
是将砂垫层的厚度控制在有部分冻胀土层中,保留有部分
冻胀,以便平衡冻害地段与相邻地段的均匀冻胀。做砂垫
层在地下水究分补给条件下,能减少毛细水上升高度。另
外砂中可积蓄水分,避免酬浆。
图6冻土土质情况图/m
砂垫层如图4所示,此种换土方法是在道床下将道床
挖成2.8~3.5m宽的凹槽、按筑路标准回填以不冻胀上,3.3换填不冻胀土逝用范困
形成垫层。垫层必须配合以排水管或横向肓沟,以免积水。
此方法适用于因地表水而引起的冻害,应在作砂垫层
换土的材料主要足砂,有时也用卵石、醉石等。采用填石的同时应做好排水,也可用于防治碁床翻浆。
整层时,其下部也必须销一层砂作为反滤层,以免石块压4结论
入土中或春季翻浆时泥土带入垫层中,堵塞了孔隙。
经过多年的研究和实践,笔者总结出一套防治冻害的
>
措施,实验了多种处理病害的新方法,取得了一系列成果,
对于进一步完善寒冷地区路基冻害的防治技术,期对今
●混砂
后的设计和施工有一定借鉴意义。
此外,换土深度小于1m时,采用排架或枕木垛施工,
换士深度超过1m时,采用扣轨或抬轨施工。换土地段应
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注意养护,摻料土发生开裂或破裂应及