摘要：在高铁的运行过程中，防护栅栏起到重要的隔离作用。在东北地区，由于冻胀破坏的影响，引起地面的高低变化，容易引起防护栅栏的倾斜、构件的松动甚至脱落。通过分析冻胀病害产生的原因，文中提出了一些可以改进的措施。
关键词：严寒地区；铁路防护栅栏；防冻害
一、前言
我国北方冬季十分寒冷，尤其是东北地区，最大冻土层深达2m，一般地区也平均达1.5m左右。土的冻胀会对建筑造成严重的破坏。本文中主要论述冻胀破坏对于铁路防护栅栏的影响。
二、冻胀破坏对防护栅栏的影响
高速铁路具有速度快、舒适性高的特点。对于高速行驶的列车，防护栅栏起到铁路两旁及边界的隔离防护及美化的作用。对于列车的安全行驶十分重要。
冻胀破坏会导致本来平整的地面变得高低起伏。本线路的路基防护栅栏采用钢筋混凝土预制件，安装过程中完全依靠卡槽的卡扣。冻胀导致的地势的变化会引起构件的松动甚至脱落，部分严重地段会发生防护栅栏歪斜、倾倒。严重影响铁路运行的安全性。
下图为部分现场照片：
三、冻胀破坏产生的原因
要想解决冻胀破坏造成的安全隐患，就要先了解产生的原因。土体的冻胀首先在负温度下土体内的自由水和弱结晶水先后冻结，形成一个冻结锋面，当土体中的弱结合谁冻结时，水膜厚度减薄，它就与下层相邻的较厚的水膜之间产生吸附力梯度，受压力差的驱使水分便从附近的较厚的水膜处迁移上来，并使之附在冰晶上继续冻结，这样继续下去即是土中水向冻结前缘流动，也既是水分迁移。在无地下水时，水分迁移是有限的，当地下水较高时，冻胀量可达很大数值。土在冻结过程中，由于水分迁移，在冻结面聚冰，形成冰夹层与冰透体，水在形成冰的过程中，体积膨胀9%，在紧密接触的两个颗粒之间，楔入冰层。则有效压力转变成了从一个颗粒通过冰夹层再传到另一个颗粒间接传递冻胀力，冻胀力产生的过程就是有效压力消失，代以冰的膨胀力的内力重新分布的过程，冻结面上的面积越大，冻胀力就越大，最终导致冻层膨胀，地面隆起。由此可见，冻胀的大小要与土体内的含水量和地下水位有关，含水量越大，地下水位越高，越有利于聚冰和水分迁移。水分迁移通常发生在细粒土中，如粉性土最为强烈，其冻胀率最大，主要原因是因为这些土表面能大，渗透性号；粘土虽然表面能打，但渗透性差，无法形成聚冰现象；粗粒土虽然渗透性好，但孔隙过大，无法形成毛细管，且表面能小不容易产生水分迁移。土体冻结面处的负温梯度，也是影响冻胀的主要因素，负温梯度越大，越有利于水分迁移，冻结速度越快，水分含量越多，冻胀也就越强烈。
四、处理方法
解决冻胀问题，首先要认识和掌握自然规律，根据这些来进行改进施工方法，减轻问题甚至解决冻胀问题。
1、采用氢氧化钠等工业盐使地基中含盐量增加，从而降低其冻结深度以减少土体的冻胀性
2、在设计上可以对于防护栅栏的安装方式进行调整，对于预制件的安装可以采用更加稳固的安装方式，增强防护栅栏整体的稳定性
3、设计选线过程中宜选择地势高、地下水位低，地表排水良好的场地。做好防护栅栏两侧的排水设施，以排走地表水。
4、在横梁下方预留相当于该土层冻胀量的空隙。为避免影响线路安全，在下方空隙从可加设金属网片等防护措施。
5、对于冻胀病害严重的地方，可以采取挖除后换填非冻胀性的中砂或粗砂。
6、严格控制施工质量，保证基础深度和尺寸，
五、总结
本文中只是根据施工后发现的部分问题以及前人的研究成果，提出了一些自己的看法。建筑物的基础问题十分复杂，各种土质差异很大。这就要求我们继续努力研究，提出符合实际的施工方法，使我们的铁路建设更加安全、合理、高效。
论文作者:王垚,曹磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
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