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摘要：高寒地区高速铁路建设过程中路基冻胀问题始终是业界关注的焦点，也是路基施工过程中的一大难点。因此，本文结合实例，多层次客观分析高寒地区高速铁路路基冻胀规律的同时提出了一些确切可行的建议，在高效防治过程中保证路基施工质量，确保高寒地区的高速铁路运行更加安全、可靠、经济。
关键词：高寒地区 高速铁路 路基 冻胀规律 防治建议 探析
在地区经济快速发展中，高速铁路建设范围持续扩大，高速铁路安全以及平稳运行和路基施工深度联系，如何高效解决路基冻胀问题是高寒地区高速铁路建设中的关键所在，要全面、深入探究以及剖析高寒地区高速铁路路基冻胀呈现的规律，联系地区各方面实际情况的同时巧用有效的措施防治路基冻胀，确保路基施工正常进行，防止路基沉降以及抬升变形的同时提高铁路轨面的平整度、安全度，实现高速铁路路基工程施工质量以及综合效益目标。
一、实例
以哈大高速铁路为例，其是我国东北严寒深季节冻土区自行设计以及建造的首条高速铁路，穿过了辽宁、吉林以及黑龙江三个省，在2012年12月的时候投入运营。整个路段处于严寒地区，四季分明的同时冬季寒冷而漫长，存在季节性的冻土，就沈阳至哈尔滨这一路段来说，路基的长度为102.918千米，积雪厚度范围为17到30厘米，季节性冻土深度范围为137——205厘米，土层有着较高的冻胀敏感性，有着丰富的地表以及地下水。在此基础上，各个路段的土质、出水量等各不相同，加上应用其中的是无砟轨道，对路基有着非常严格的要求，无形中增加了其建设的难度系数。同时，在联调联试阶段，哈大高速铁路的路基出现冻胀情况且有着较大的面积，进行了多层面的冻胀监测以及防治。可见，路基冻胀问题是高寒地区高速铁路路基工程建设中必须解决的首要问题，也是高速铁路建设的重难点所在，要在深入分析路基冻胀规律基础上做好防治工作，从根本上解决路基冻胀问题。
二、高寒地区高速铁路路基冻胀规律
1、整体剖析路基冻胀规律
以哈大高速铁路的沈哈路段路基为例，发生冻胀问题以后，相关人员针对路段实际情况，分期进行了多次人工水准复测，在数据统计、分析基础上结合路段路基不同位置的冻胀量、回落量，绘制各期路基冻胀曲线图。同时，根据沿线地质、地形、路基类型等，选取了15个具有代表性的断面，将多个监测元器件埋设在合理位置，综合把握该路段路基随着季节变化的冻胀具体情况，包括路基周围温度以及冻胀深度、冻胀量、变形情况等。在分析路段路基冻胀规律中，发现从每年10月的下旬开始，该路段路基便出现冻胀情况，到12月份的时候，初冻胀基本形成，直到第二年3月份，路基的冻胀没有明显变化，而在3月到5月期间，该路段路基处于融化压缩期，路基出现压缩及变形情况，高程回落的幅度和路基冻胀变化大致相同，高程回落以后，路基再次处于冻胀之前的状态，在5月到10月期间，路基没有明显变化。在此过程中，该路段路基的冻胀总量85%以上都不超过8毫米，路基冻胀量平均在5毫米左右，表面该路段路基发生的冻胀是可以防治的。相应地，下面便是沈哈路段路基各期冻胀结构示意图。
2、分析不同路基形式下的冻胀规律
该路段路基的结构形式有三大类，即路堤、路堑、过渡段。其中的过渡段应用的填料具有特殊性，和路堤以及路堑相比，冻胀量是最小的，90%以上都不超过8毫米，而平均冻胀量也只有3.4毫米。和过渡段相比，路堤的冻胀量80%以上不超过8毫米，平均冻胀量为5.7毫米；和过渡段、路堤相比，路堑的冻胀量是最大的，65%以上的冻胀量不超过8毫米，平均冻胀量为7.4毫米，冻胀量超过8毫米的有着较大比重，冻胀量极值大都位于此。
3、分析路基冻胀在跨地域分布方面的规律
从南往北，该路段路每20千米便可以进行区段划分，在不同区段路基的冻胀量值分布并没有规律，需要对不同区段路基的冻结深度和气温进行分析，发现最大的冻深、最低的气温二者存在某种联系，属于正比例关系，而最大的冻深和最大的冻胀量并没有明显的联系。
4分析路段路基的基床不同部位冻胀规律与路堑增设盲沟排水后冻胀规律
在分析路基的冻胀规律中，需要系统监测、检查路基机床不同部位，准确计算路基基床的各层冻胀量，再进行比较、分析，发现基床不同部位的冻胀量在总冻胀量中所占的比重并不相同。在此过程中，盲沟设置在该路段路堑位置以后，和设置之前相比，冻胀量最大值大都减少，但均值却有所增大。盲沟设置以后，该路段路基基床底层中的水得以有效排出，路基内部的整个水环境都有一定程度的改善，冻胀量峰值得到有效抑制。均值变大是因为气温过低，降雨量又比较大，总的来说，有效排出路基内部的水分可以在一定程度上缓解路基出现的冻胀。
三、高寒地区高速铁路路基冻胀防治建议
1、做好路基冻胀防控工作，加强路基工程的防冻胀设计与线路优化
高寒地区高速铁路的路基冻胀并不一定无法控制，要在探究、剖析冻胀规律基础上做好路基冻胀防控工作，针对路段路基各方面情况，采取适宜的措施有效防控冻胀。同时，由于路堑段的路基发生冻胀的几率比较高，冻胀量又比较大，在路基工程建设过程中，要加强防冻胀设计，做好线路优化工作，尤其是线路的平纵断面，尽可能不要对路堑进行挖方，从根本上控制冻胀这一病害的发生。
2、高度重视过渡段路基冻胀，明确冻胀防治重点部位，巧用冻胀防治方法
路基冻胀防治中要高度重视过渡段路基的冻胀问题，针对实际情况，采取适宜的地基加固以及冻胀防治方法，明确路基冻胀防治重点部位，即基床，在具体问题具体分析中巧用保温法等可行的冻胀防治方法，在理论、实践二者结合中从源头上防治路基冻胀。
四、结语
总而言之，高寒地区高速铁路工程建设中必须从不同层面入手剖析路基冻胀，在把握规律基础上采取可行的应对措施，对路基冻胀进行合理化防治的同时优化路基工程施工，加强施工全过程质量管控，高效控制路基冻胀变形，防止冻胀最大值超过规定范围，在源头上提升路基整体性能以及安全性、稳定性，促使建设的高速铁路投入使用后路基变形发生率最小化，保证列车安全以及高速运行，提高工程建设的综合效益。
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论文作者:杜海峰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/19
标签：路基论文; 路段论文; 高速铁路论文; 规律论文; 地区论文; 路堤论文; 冻土论文; 《工程管理前沿》2019年第15期论文;