结合软式透水管而研发的疏排水及隔水的工程措施

南疆铁路是外界和新疆天山以南地区联系的唯一铁路通道，对南疆地区经济、社会发展起着举足轻重的作用。但天山垭口段(K195+500～K261+500)地处南疆铁路吐库中段，是铁路翻越天山过程海拔最高、气候条件最恶劣的地区。该区分布有多年冻土及季节冻土，由于冻结作用影响，此段线路自建成运营以来曾多处发生冻胀病害。路基冻害不仅增加了维修工作量，加大了维修成本，而且使线路质量下降，威胁行车安全。

疏干排水孔群是一种处理路基冻害的综合治理措施，它兼具排水和隔水功能。首先在路基中造有一定仰角的钻孔，钻孔为穿越路基横断面或由路基两侧对打至路基中心的排水孔，成孔后在孔内安放稍小于钻孔直径的软式透水管。由于疏干排水孔布设不受路基形态等的影响，可以根据地下水位及道碴陷槽的位置按疏排水要求灵活布设，并可以根据路基土体含水量的大小灵活调整疏干排水孔的间距以使路基冻胀量均衡，且疏干排水孔的施工不会影响线路的正常运营，是一种治理既有线路路基冻害的理想工程措施。

软式透水管由高强度钢丝圈与有透水、过滤、保护作用的管壁包裹材料两大部分构成，其中支撑体高强度钢丝圈由高强度钢线经磷酸防锈处理加工而成，并外覆一层PVc材料，使其与空气、水完全隔绝，避免氧化生锈。包裹材料由三层材料复合而成，内层为透水层，由高强度特多龙纱或尼龙纱作经纱，纬纱采用特殊纤维，中层为无纺土工布过滤层，外层为被覆层，材料同内层。为了确保软式排水管作为一种复合材料的一体性，支撑体与管壁包裹材料之间以及管壁各层之间均采用强力粘结剂固定。无纺布内衬过滤，使泥沙杂质不能进入管内，从而达到净渗水的功效。丙纶丝外烧被覆层具有优良吸水性，能迅速收集土体中多余水份。橡胶筋使馆壁被覆层与弹簧钢圈管体成为有机一体，具有很好的全方位透水功能，渗透水能顺利渗入管内，而泥沙杂质被阻挡在管外，从而达到透水、过滤、排水一气呵成之目的。

疏干排水孔群利用孔内放置的软式透水管的特殊结构，路基土体含水量很高或饱和时，地下水水分可通过排水管排出路基以外；当地下含水量比较小时，软式透水管利用毛细原理吸水，降低路基土体含水量。在土体表层冻结过程中，水分按照水分迁移原理向冻结锋面迁移，而疏干排水孔群设置在路基上层含水量较高的底部，当路基地下水向上迁移时受到疏干排水孔的阻隔，可以部分地减少水分向冻结锋面的迁移，减少冻胀量。另外，由于疏干排水孔深入路基基床以下一定深度，孔内空气直接与外界相通，夏季随空气的缓慢流动而将少量的水分带出路基土体，相对地降低路基土体含水量；冬季气温下降以后，由于空气的导热性能远高于土体，使得排水孔周围的土体所含水分早于其它部位的水分冻结，即在排水孔周围形成冻结锋面，根据水分迁移理论，路基其他部位的水分则向该锋面迁移，在该处产生一定的冻胀量，但由于软式透水管具有一定的弹性，其冻胀方向回向排水孔内发展，而不会影响线路的平顺性，当春季路基土体内的冰融化后，水分通过疏干排水孔部分排出路基，进一步降低路基土体含水量。