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摘 要:高原多年冻土的土质过于硬化,在路基的施工中会影响工程的进度和质量,同时其中存在的热稳定性是当前路基施工中重点关注的问题。本文主要对高原多年冻土路基的稳定性以及施工的质量控制进行具体的分析。
关键词:高原多年冻土;路基;稳定性;质量控制
全球的陆地面积中,冻土面积占一半左右,多年冻土占总陆地面积的20%左右,而高原多年冻土是全球多年冻土的特殊形式,其具有纬度高、多样性特点,所以在这种地区道路修筑的过程中必须要采取特殊的方式进行处理,进而保证工程的质量。高原多年冻土的路基工程施工中,如果处理技术不规范、不合理,极可能会导致边坡坍塌、开裂,进而造成路面裂缝和泛浆,降低工程的寿命,同时提升工程造价。
一、施工条件分析及施工准备
(一)施工条件
本文以青藏高原为例进行分析,青藏高原大通河盆地是一种以洪积型阶地地貌和高山台原地貌为主的地形,海拔高度最高为4300米,是典型的高原冰雪型气候,整体气候类型为干燥气候,但是变化无常。年平均气温不到0度,最高的气温可以达到25摄氏度左右,最低气温可以达到-31摄氏度左右。由于地势以及气温的影响,导致该地的土质属于高温且极不稳定的多年高原冻土;修筑线路地面下2米为季节性冻土,2米以下为高原连续多年冻土,包括发育的冻土湿地、融沉性冻土以及富含冰冻土等。
(二)施工准备
在施工前需要对施工沿线进行调查,根据收集的材料进行土石方调配,同时根据工程的特点、数量以及冻土的具体地质情况和工期环保要求编制具体的施工组织设计,在设计中需要重点突出高原多年冻土的特点,并坚持以人为本,注重机械化作业,并根据工程情况制定完善的环境保护方案,同时将环保方案贯穿于整个工程始终,加强沿线的生态保护工作[1]。
二、高原多年冻土地区路基施工特点
高原多年冻土地区的路基施工中,由于地质条件的原因容易出现冻胀、热融以及裂缝和翻浆等情况,所以在路基的施工中必须要根据路基的具体坡面情况选择合适的路基处理和施工技术,进而有效的降低隐患发生的概率[2]。在路基施工中,高原多年冻土由于特殊性,所以施工方式更加复杂,必须要根据土质的具体特点进行深入的分析和总结,从而制定科学、合理的控制方法和标准。对于一些不科学、不规范的情况要严厉杜绝。高原多年冻土本身存在温度变化的敏感性,所以路基的施工中还需要注意对温度的控制,防止因为温度的升高而导致冻土出现热融现象,提升工程难度[3]。从当前的社会发展情况来看,当前的路基施工已经比较成熟,但是其中也存在一定的安全隐患和不足之处,从而导致在高原多年冻土施工中存在很多的难题,因此还需要结合社会各环节进行科学、合理的设计,从而使路基施工的技术能够满足多年高原冻土路基施工的要求。
(一)路基设计高度起算点分析
路基设计的高度需要通过严密的计算进行确定,其中路基设计高度的起算点(如图1)是重要的设计参数之一。高原多年冻土的地形条件的特殊性,使其对起算点确定的要求也更高,如果起算点的计算出现失误或者不合格,将会导致路基的稳定性受到严重的影响[4]。所以路基设计高度的起算点必须要以路基的安全为核心,在起算点设计中需要以地表到路基设计高度的最小距离为基础进行起算点确定。具体表述来说,在平缓的地面上,路基的设计高度的起算点为路中心;在地形横坡比较大时,需要将地形较高的一侧路面边缘作为起算点。
图1 路基起算点设计
(二)路基调料与借土分析
高原多年冻土地区在道路修筑的过程中必须要尽可能的减少对环境的破坏,需要根据路基的具體修筑情况合理的取土,不能在路基两侧随意开采土方。同时在取土坑的选择中还需要根据地质、地形以及排水等条件进行具体的确定,尽可能的集中取土,防止对冻土形成热干扰[5]。同时在路基的修建过程中严禁使用推土机进行推土。而且要严格控制取土坑的位置和深度。在取土前还需要对地面的腐殖土进行集中堆积,同时合理的划分取土坑,并集中开挖。在取土完成后,还需要对土坑进行平整,最后将腐殖土回填覆盖土坑,并种植抗高原耐寒的植物,保持土质。
(三)注重对地表排水系统的施工和维护
高原冻土路基施工中,容易出现路基下沉以及冻土融化等情况,而造成这种情况的主要原因为地表水的渗透。所以在路基的修筑中还需要注重对排水系统的建设,排水系统需要尽早开工,需要和路基主体工程同时完工。如果地形特殊,还需要做好临时排水,防止因为雨季的影响导致地表水对路基的边坡和坡脚长时间的浸泡和冲刷,从而导致路基出现融化下沉或者边坡出现溜坍等情况,导致路基的失稳。同时在施工的季节选择中,需要综合考虑到工程、人员以及机械等条件。需要避开气温和氧压低的时间,同时也尽可能避免在热融作业最活跃的月份工作,所以最适合的作业时间应该在3-5月份和9-11月份。
结语
综上所述,由于高原多年冻土的土质和地形的特殊性,使得高原多年冻土路基的修筑也需要注意很多的问题。必须要对高原多年冻土的特点进行分析,并根据其具体的特点做好施工准备,同时合理的计算路基设计高度起算点、路基调料借土和排水系统设计,从而保证路基的质量。
参考文献
[1]滕红俊.高原多年冻土区路基施工技术及质量控制[J].中国科技信息,2009,(13):77-79.
[2]汪水银,沙爱民,穆柯等.地震作用下高原多年冻土区高填方路基动力响应[J].长安大学学报(自然科学版),2017,37(4):67-75.
[3]陈冬根.多年冻土区公路路基病害分析与处治对策研究[D].长安大学,2014.DOI:10.
[4]杨永鹏,蒋富强.青藏高原多年冻土区通风管路基温度特性分析[J].中国铁道科学,2010,31(4):7-11.
[5]谭衢霖,魏庆朝,杨松林等.卫星遥测高原冻土路基沉降变形研究初探[J].铁道工程学报,2010,(1):4-9.
(作者单位:道隧集团工程有限公司)
关键词:高原多年冻土;路基;稳定性;质量控制
全球的陆地面积中,冻土面积占一半左右,多年冻土占总陆地面积的20%左右,而高原多年冻土是全球多年冻土的特殊形式,其具有纬度高、多样性特点,所以在这种地区道路修筑的过程中必须要采取特殊的方式进行处理,进而保证工程的质量。高原多年冻土的路基工程施工中,如果处理技术不规范、不合理,极可能会导致边坡坍塌、开裂,进而造成路面裂缝和泛浆,降低工程的寿命,同时提升工程造价。
一、施工条件分析及施工准备
(一)施工条件
本文以青藏高原为例进行分析,青藏高原大通河盆地是一种以洪积型阶地地貌和高山台原地貌为主的地形,海拔高度最高为4300米,是典型的高原冰雪型气候,整体气候类型为干燥气候,但是变化无常。年平均气温不到0度,最高的气温可以达到25摄氏度左右,最低气温可以达到-31摄氏度左右。由于地势以及气温的影响,导致该地的土质属于高温且极不稳定的多年高原冻土;修筑线路地面下2米为季节性冻土,2米以下为高原连续多年冻土,包括发育的冻土湿地、融沉性冻土以及富含冰冻土等。
(二)施工准备
在施工前需要对施工沿线进行调查,根据收集的材料进行土石方调配,同时根据工程的特点、数量以及冻土的具体地质情况和工期环保要求编制具体的施工组织设计,在设计中需要重点突出高原多年冻土的特点,并坚持以人为本,注重机械化作业,并根据工程情况制定完善的环境保护方案,同时将环保方案贯穿于整个工程始终,加强沿线的生态保护工作[1]。
二、高原多年冻土地区路基施工特点
高原多年冻土地区的路基施工中,由于地质条件的原因容易出现冻胀、热融以及裂缝和翻浆等情况,所以在路基的施工中必须要根据路基的具体坡面情况选择合适的路基处理和施工技术,进而有效的降低隐患发生的概率[2]。在路基施工中,高原多年冻土由于特殊性,所以施工方式更加复杂,必须要根据土质的具体特点进行深入的分析和总结,从而制定科学、合理的控制方法和标准。对于一些不科学、不规范的情况要严厉杜绝。高原多年冻土本身存在温度变化的敏感性,所以路基的施工中还需要注意对温度的控制,防止因为温度的升高而导致冻土出现热融现象,提升工程难度[3]。从当前的社会发展情况来看,当前的路基施工已经比较成熟,但是其中也存在一定的安全隐患和不足之处,从而导致在高原多年冻土施工中存在很多的难题,因此还需要结合社会各环节进行科学、合理的设计,从而使路基施工的技术能够满足多年高原冻土路基施工的要求。
(一)路基设计高度起算点分析
路基设计的高度需要通过严密的计算进行确定,其中路基设计高度的起算点(如图1)是重要的设计参数之一。高原多年冻土的地形条件的特殊性,使其对起算点确定的要求也更高,如果起算点的计算出现失误或者不合格,将会导致路基的稳定性受到严重的影响[4]。所以路基设计高度的起算点必须要以路基的安全为核心,在起算点设计中需要以地表到路基设计高度的最小距离为基础进行起算点确定。具体表述来说,在平缓的地面上,路基的设计高度的起算点为路中心;在地形横坡比较大时,需要将地形较高的一侧路面边缘作为起算点。
图1 路基起算点设计
(二)路基调料与借土分析
高原多年冻土地区在道路修筑的过程中必须要尽可能的减少对环境的破坏,需要根据路基的具體修筑情况合理的取土,不能在路基两侧随意开采土方。同时在取土坑的选择中还需要根据地质、地形以及排水等条件进行具体的确定,尽可能的集中取土,防止对冻土形成热干扰[5]。同时在路基的修建过程中严禁使用推土机进行推土。而且要严格控制取土坑的位置和深度。在取土前还需要对地面的腐殖土进行集中堆积,同时合理的划分取土坑,并集中开挖。在取土完成后,还需要对土坑进行平整,最后将腐殖土回填覆盖土坑,并种植抗高原耐寒的植物,保持土质。
(三)注重对地表排水系统的施工和维护
高原冻土路基施工中,容易出现路基下沉以及冻土融化等情况,而造成这种情况的主要原因为地表水的渗透。所以在路基的修筑中还需要注重对排水系统的建设,排水系统需要尽早开工,需要和路基主体工程同时完工。如果地形特殊,还需要做好临时排水,防止因为雨季的影响导致地表水对路基的边坡和坡脚长时间的浸泡和冲刷,从而导致路基出现融化下沉或者边坡出现溜坍等情况,导致路基的失稳。同时在施工的季节选择中,需要综合考虑到工程、人员以及机械等条件。需要避开气温和氧压低的时间,同时也尽可能避免在热融作业最活跃的月份工作,所以最适合的作业时间应该在3-5月份和9-11月份。
结语
综上所述,由于高原多年冻土的土质和地形的特殊性,使得高原多年冻土路基的修筑也需要注意很多的问题。必须要对高原多年冻土的特点进行分析,并根据其具体的特点做好施工准备,同时合理的计算路基设计高度起算点、路基调料借土和排水系统设计,从而保证路基的质量。
参考文献
[1]滕红俊.高原多年冻土区路基施工技术及质量控制[J].中国科技信息,2009,(13):77-79.
[2]汪水银,沙爱民,穆柯等.地震作用下高原多年冻土区高填方路基动力响应[J].长安大学学报(自然科学版),2017,37(4):67-75.
[3]陈冬根.多年冻土区公路路基病害分析与处治对策研究[D].长安大学,2014.DOI:10.
[4]杨永鹏,蒋富强.青藏高原多年冻土区通风管路基温度特性分析[J].中国铁道科学,2010,31(4):7-11.
[5]谭衢霖,魏庆朝,杨松林等.卫星遥测高原冻土路基沉降变形研究初探[J].铁道工程学报,2010,(1):4-9.
(作者单位:道隧集团工程有限公司)