高原多年冻土路基施工处治技术浅议

'高原多年冻土路基施工处治技术浅议　　摘要：共玉公路鄂拉山段分布大片的连续多年冻土，施工中根据冻土的成因、分布状况，灵活地采取施工方案进行处治，尽量减少对冻土的扰动和破坏是冻土路基施工成功的技术关键。关键词：多年冻土路基处治中图分类号：U231.1文献标识码：A文章编号：1工程概况青海省共和至玉树公路鄂拉山段线路区属于青藏高原河源山源草甸区，海拨介于4100~4300米间，气候寒冷，年平均最低气温-10.3℃~-6.1℃。特殊的地理环境和气候条件，形成了不同类型的多年冻土区。本段多年冻土共13.39km，主要分布有岛状不连续多年冻土和大片连续多年冻土，冻土类型以少冰、少冰-多冰、富冰-饱冰为主，主要分布段落如下表：冻土段落分布表3多年冻土路基处治原则由多年冻土引起的特殊工程地质问题，主要有融沉、冻胀和冰椎冻胀丘、融冻泥流、热融滑坍、热融湖塘、沼泽湿地、厚层地下冰等不良地质现象。6 3.1降温原则针对冻土含冰量较高，冻土上限较浅及冻土厚度较大的多年冻土段，采用主动冷却，增加对流等工程等措施降低多年冻土地温或控制多年冻土地温因气候变暖引起的升温趋势，使之在路基使用年限内能有效保护多年冻土的稳定。目前主要措施有热棒路基、片块石路基、通风管路基以及上述措施组合的复合路基。3.2保温原则针对多年冻土厚度大于2m，冻土埋深较大的冻土地段，采用被动保护多年冻土的工程措施，来保护和延缓多年冻土的融化，使之在路基设计年限内能有效维持路基稳定。目前主要措施：一是自然保温，即填土路基保温，通过保证一定的路基填筑高度来维护路基下多年冻土的稳定；二是采取特殊保温措施，如路基两侧护坡道、铺设保温材料(XPS隔热板)等。4多年冻土路基的施工方案6 根据青藏铁路冻土处治成功经验，结合G214公路冻土科研成果，对多年冻土路基采取不同的措施处理。多年冻土施工遵循“宁填少挖”的原则，多以填方路基通过，减少对冻土的干扰。对于多冰、少冰路段采取允许冻土融化的原则，路基填筑高度以最小1.8m控制，低填路基路床部分换填碎石；对于饱冰、富冰多年冻土路段，采取保护冻土、主动降温的原则，路基最小高度以2.1m控制，设0.9~1.5m的片块石通风层，达到冷却降温、减缓融化、提高强度的作用。4.1少冰、多冰冻土以融化原则处理为主，填筑高度大于1.8m，直接在原地面上填筑50cm砂砾然后冲击碾压，顶面设置一层双向塑料土工格栅；对于填方高度在1.5m~1.8m时，清除地表30~40cm草皮后填筑50cm厚砂砾，采用碾压补强（不具备冲击碾压条件的路段，采用30T以上重型压路机补强），顶面铺设一层双向塑料土工格栅；对于填筑高度小于1.5m时，按低填浅挖路基处理。4.2富冰、饱冰多年冻土4.2.1缓坡地段填方路基（路面横坡小于1:5）采用片块石（通风管）通风路基或复合式路基（XPS隔热板）处理。工艺如下：当路基高度H大于30cm（砂砾垫层露出地面高度）+h（片块石厚度）+20cm砂砾反滤层+路面结构层（73cm）时，采用片块石通风路基：直接在原地表填筑砂砾（出露地面30cm），然后填筑0.9~1.5m片块石层。片块石倾填完成后，先在片块石顶面全宽范围内全宽范围内填筑20cm碎石（厚度计入片块石总厚度）整平层（粒径5~10cm），再在碎石层上面填筑20cm砂砾反滤层，最后采用重型振动压路机压实（必要时采取冲击碾压补强）。为防止细颗粒堵塞6 片块石空隙，顶面增设一层土工布再填筑砂砾，在砂砾层顶面铺设土工格栅，以改善路基的整体性。施工处治示意图如下：采用XPS板复合式路基，工艺如下：当路基高度b+0.8　　（3）施工方法①钻孔前应对该地段的路基边坡进行刷坡夯实，按照热棒尺寸、位置在坡面上放出热棒的具体点位，并打入护桩。②热棒安装前，根据该地区《地质勘探报告》，需预先试验钻孔，待钻孔经复核合格再按照热棒的位置进行正式钻孔。孔径为180MM,孔净深8000±10㎜，与地表面夹角有75°和90°两种，即斜置孔和铅直孔，孔直线度偏差应符合规范要求，孔纵向间距均为4.0米。③钻探砂土就地堆存备用，钻孔应酌情采取成孔护壁措施，采用沙驼钻机150B型立轴转动角度，采用导斜量角器定位，准确省时。斜置采用导向装置，慢速钻进，液压给进加压，保证钻孔角度，为了避免钻进时钻头下俯，钻孔预留一个倾角15°角。④钻机的固定采用较简单的地锚固定法。在地层较复杂，特别难钻，钻面震撼较大的情况下，采用钢绳固定，或支架支撑，以避免发生意外。⑤钻孔完成后，及时安装热棒，在不能及时安装的情况下采取临时防护措施将孔盖住，防止孔内落入杂物等。6 ⑥如果钻孔不成型而造成塌孔现象则采取泥浆护壁方法进行施工处理，在孔附近挖设沉浆池，进行泥浆导流，待成孔后再将孔内泥浆慢慢回旋钻出。（4）工件吊装与回填①热棒安装前，对现场检验热棒管道的防腐、保温、防水层处理等以及相关项目进行检查。②热棒安装有倾斜式和铅直式两种。在吊装时结合工件的强度，钢度，局部稳定性等选择最有利的受力位置，必要时采取补强加固措施，确保安全施工。③搬运、吊装过程中会采取相应保护措施，防止起吊过程中外力的作用使翅片变形。注意不要压伤和擦伤工件（尤其是上部的翅片部份），避免损坏散热片和工件保护层。④在吊装单支热棒时，利用热棒本身顶部端盖的环行槽作为受力点进行系吊时，因热棒的长度为12米，要采取必要的防护措施，防止因设备的摇摆而发生危险。单件吊装重量不超过500KG，但要求吊车吊臂有效起吊高度不低于14米。⑤吊装热棒，插入已成孔中，调整高度，垂直度用撑杆临时固定。⑥回填钻孔间隙采用水中沉砂法，先用清水灌满孔隙，然后将砂徐徐灌入热棒与孔隙之间的间隙直至孔口为止。⑦孔隙填砂冻结后拆除临时支撑，填砂回填时间5-7d。⑧热棒安装整齐划一，路基同侧的热棒应在同一平面内。⑨作好现场设备、管线的防护工作。6 （5）清理场地与验收热棒安装完成后，对施工场地进行清理，将施工垃圾清理远运集中处理或埋藏于地表以下，并恢复路基边坡原状。最后对热棒施工进行全面验收。5结语高原地区冻土路基施工应遵从冻土的成因、冰层厚度、分布状况，并结合沿线的筑路材料分布情况，灵活采取施工方案进行冻土处治。共玉公路多年冻土路基施工的成功经验，对高原地区多年冻土施工有很好的借鉴意义。6'