高原多年冻土施工技术概论

青藏高原共玉公路花石峡段路基工程施工技术研究(中铁十二局集团第一工程有限公司)质术的关键是尽量减少对冻土的扰动及破坏。关键词：多年冻土路基工程桥梁工程施工技术共和至玉树(结古)公路改扩建工程，是G214线的重要组成部分，也是《路”的重要组成部分，公路起点位于海南州共和县(与正在实施的京藏高速相接)，终点位于玉树州结古镇(与结古镇至巴塘机场一级公路相连)。共和至玉树 2地理、水文气候情况花石峡过境线位于青海省果洛州玛多县花石峡镇内,沿线地形平坦,开阔,属山前冰水-冲洪积扇平原地貌.其主要特征为:大河冲洪积物与支沟洪积物在盆地和山间谷地边缘形成了大小不一的山前冲洪积扇裙,地形平坦略有起伏,从山麓到盆地中心地形坡度由陡变缓,坡度为3~15度,分布高程海拔一般在4100~4500米之间,该区是岛状和连续多年冻土分布区,第四松散堆积物分布广泛,冰缘作用十分发育,热融湖塘,热融洼地,冰胀丘,冻土草沼等冰缘地貌较普遍.2.2气象公路所在地属于阿尼玛卿山长江南坡,有显著的高寒缺氧,气温低,光辐射强,日照时间长,昼夜温差大等典型的高原大型性气候特点,冬长夏短,年内无明显四季之分,只有冷暖之别,通常把冷暖两季分别称为冬季和夏季,冬季寒冷多风雪,夏本项目所在地区属高原大陆性气候,冬长夏短,寒冷变化急剧,无明显的四季夜温差大,无绝对无霜期,年平均降水量312~429.4毫米,降水期多集中在6~9月份,风向多西风,平均风速2.1~3.4m/s本地区属黄河水系,沿线河流众多,雨雪多,地表水丰富,并且海拔高,气候寒冷且多变,施工期较短的气候特征将对工程实施产生不利影响.太阳辐射:地处青藏高原腹地,大气稀薄,太阳辐射较强,其年太阳辐射总量约140~150千卡/厘米2.年,年时照数为2400~2600小时.气温:区内年平均气温低于2.0℃,月平均气温最高在7月,达7~8℃,月平均气温较差约为22~25℃.降水量:勘察区内年平均降水量约为400~500毫米,降水量月分配不均匀,降水量主要集中在6~9月份.风向风速:勘察区内风向多为西风,平均风速为2.1~3.4米/秒.2.3水文峡过境线所属地段为黄河水系,其主要河流为花石峡河.后经香日德河,流入柴达木盆地形地潜流,属于内陆河流.该河平时水流较小,冬季有时干枯无水.洪水期洪水暴涨暴落,洪峰持续时间较短,约1~2天即退.据调查,每年均出现两次洪峰,而且暴雨洪峰大于融雪洪峰.4~5月份为融雪期,7~9月份为冰封河道,次年4月份消冰开河,游冰最厚0.6~1.0m不等.但因河床宽浅,沙洲及浅槽较多,因而河槽淤冰较厚,沙洲处淤冰较薄有时甚至无淤冰情况发生.2.4地质构造及地震共各至结古公路横跨青藏高原强烈隆起区东南部,按大地构造单元划分为三青藏滇缅歹字型构造体系头部.颜喀拉-松潘弧形构造带,其地址构造主要特征为:该地质构造西起昆仑山口,东至巴颜喀拉山,呈西窄东宽支契形,NW-SE向展布,线路区北起红土坡,南至巴颜喀拉山查龙穷,北部玛多-红土坡带内为下二叠系和三叠系组成复向斜褶皱,和夹持其间的新生界槽地,盆地,断裂多集中分布,断裂E第二章冻土的类型物质常包括矿物质和有机质、液相物质(水溶液)和气相物质(空气)等。固相日以至半月)、季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年至数万年以上)三按土的特殊工程性质(主要根据冻土的粒度成分及总含量并考虑冻土的融沉根据冻土的粒度成分及总含量并考虑冻土的融沉特性划分的冻土类型在工的坏多年冻土，并按一般路基进行设计和施工。本质是路基下多年冻土热稳定性的丧失。各类冻土的融沉特性见下表。多年冻土工程分级土土的类别粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土(包括融化后的潮湿程度潮湿(％)冻土类型少AA粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土细砂、粉砂粉土黏性土粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土细砂、粉砂粉土黏性土粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土细砂、粉砂粉土黏性土粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土细砂、粉砂粉土黏性土碎石类土、砂性土、粉土黏性土湿饱和潮湿塑饱和出水(出水饱和饱和出水(出水饱和饱和出水(出水塑AAWA＜WpWp≤WA＜21≤WA＜32Wp+4≤WA＜25≤WA＜4428≤WA＜44WAWp+15≤WA＜W≥44WA≥Wp+35A饱冰冻土富冰冻土多冰冻土含土冰层冰冻土AWp——塑性含水率；3盐渍化冻土、泥炭化冻土、腐殖土、高塑性黏土不在表列。高原东部边缘的高原冻土区、高山冻土区，1)青藏高原东部边缘的多年冻土目前处于退化状态，抗热干扰能力低，热2)公路沿线融区较多，融区与多年冻土区过渡地带的多年冻土，年平均地3)气候严寒，公路沿线冷生过程和冷生现象发育。4)海拔高，空气稀薄，含氧量低。坏，难以恢复，本段多年冻土地温在-0.3~-1.5℃，具有地温高、退化速率快、对热干扰更在多年冻土区，许多严重的工程问题，都是由高含冰量多年冻土的退化和共和至玉树(结古)高速公路是我国第一条穿越多年冻土区的高速公路，研究本多冰、少冰地区海拔高，气候寒冷，年平均最低气温-10.3℃~-6.1℃，地地温在-0.3℃~-1.5℃具有冻土地温高、退化速率快、对热干扰更敏感、冻土热稳定性更差等特点，具有强烈的垂直地带性。多冰、少冰冻土冻结深度约2.0~1K336+000-K337+9002K358+500-K362+8003K364+300-K364+4904k364+490-k364+7405K364+740-K364+9506K364+950-K365+1807K365+180-K365+3408K365+340-K365+5409K365+540-K366+280K366+280-K366+620基。地沙化和水土流失。草皮移植回铺施工工艺流程图m表面覆盖防晒网。草皮堆之间留号A、B、C)分别取样，进行标准击实、液塑限、颗粒分析、压碎值试验，结果(1)A砂砾料场0.07558091.667.92.72(2)B砂砾料场级配级配砂砾击实曲线图0.075580B砂砾(%)98.683.447.223.14.1(3)C砂砾场级配级配砂砾击实曲线图级配级配砂砾击实曲线图0.075580C砂砾(%)93.6.88.60运距平均节省18km，创造经济效益的同时还加快了施工进度，实现了成本目标砂砾垫层碾压：砂砾垫层顶部采用冲击碾压(长度小于100m时可采用重型碾压)。冲击碾压的注意事项如下：m的安③冲击碾压完成后对石渣垫层进行找平并整修边坡，保证片石通风层底面3.2土工格栅的应用延伸率小于等于10%，质量应符合设计《交通工程土工合成材料土工格栅》①土工格栅铺设前填料表面必须平顺，不得有坚硬凸出物，严谨机械设备②铺设方向及顺序：土工格栅铺设按照路线纵向铺设，先铺两边，后铺中③铺设时土工格栅应拉直平顺，紧贴下承层，不得有裙皱，连接处必须按④工中应采取措施防止土工格栅受损，若土工格栅长度不够路基宽度时可⑦土工格栅铺设后应及时进行填筑施工，以避免其受阳光长时间的直接暴为保证路基施工不影响原有的排水系统，雨天不影响已完成的路基施工质水系统。①前一层土方碾压经监理工程师检验达到要求后，方可开始下一层土方填控制桩的标高(松铺系数初步定为1.16)；程-下承层高程)/(压实后高程-下承层高程)。施工工艺。 直到达到标准，最后再用压路机静压一遍收光；(h=150cm的圆柱体)；压实度和含水率，并将检测结果及时通知路基负责人并做好记录。数实度/含水量11223300左中桩压实000通过试验段土方填筑的施工，据以上数据分析得出：最合适松铺厚度为本课题针对青藏高原少冰多冰冻土路基所处环境的特点，对施工过程中的方面进行全面的诠释。mm在-10.3℃~-6.1℃之间，有特殊的地理2．富冰、饱冰路基处理方法和热对流的方向一致，再进一步利用高原冻土区负积温远大于正积温的气候特了保护多年冻土稳定的优势。用于治理高含冰量区段融化夹层发育所引发的路基病害，施工可参照图4.2.2进2.3通风管路基宜因素综合确定。通风管的埋深宜为3~5倍管径，宜布设在路床顶面以下距地表部(蒸发段)的管内工质受热后蒸发变为蒸气向上升，当蒸气升入上部空间(热棒冷凝段)后受管外冷风的冷却，冷凝成液体，在重力作用下回到下部空间，通术特点，K工图设计文件此两处冻土路基采用片块石路基一次成型施工工艺(片块石路基断面图2)进行施工以达到冻土降温的目的。②施工图设计文件中片块石的要求为弱风化或未风化新鲜硬质岩石，花岗③加强片石源头的质量控制，在石料厂严格控制石料的强度及粒径，严禁④片石路堤边坡施工时，应将片石卸于路堤中部，然后用挖掘机缓缓将片-6)⑤当填筑至标志线高度时，先用挖掘机将面层大体整平(可以边倾填边整填塞后不得有明显较大的空隙。找平、填塞工作完成后，采用重型压路机(25t以上)静压3遍，振动(强振)碾压4遍。⑥片石通风路基填筑碾压完毕后，在保证平整度的基础下，对材料棱角适4.2沉降观测的特点特别是进行沉降的物理解释时，沉降测量工作者要熟悉我们的片石通风路基情布设上的观时，我们要求由施工的组织计划者和测量人员一起提出布设方案。m面基准)以便测出整4.4水准基点标志的结构和埋设在三角形的中心与三点等距的地方设置固定测站P,在此测站上可以经常观测三点间的高差，由此便可判断出水准基点的高程有无变动。水准基点标志(见图1－2)，深埋路基金属标志(见图1－3)。4.5数据统计碾压后高5715032310080688413059486551312069831587563314070834588586337096856610566317074837590130371645891K025K050K075K100碾压前550310068830437194957586710高K150K175K200K225K250K275K300K325K350K375K400K425K4501692329309836897554495132082759640277207864885692473120070717658315255882853503751368966544161769336884562159751494252361121880639399160920674440200959718480238355115875634395155914670435194954713476232352113873631392152911/3668/24331919517104732303501118726283901499106674311899487094702293483481101108708686276273893891471479089086666664304301881889479477077074694692272279898974747809873998758992750990748016775994753K500渐趋于稳定。最终满足设计要求(冲击碾压最后两遍的沉降差小于2mm)。数与沉降差、沉降量曲线关系图通风片石采取保护冻土、主动降温的保温原则，有效的维持了冻土路基在第七章高原地区沥青路面施工技术mm10.3℃~-6.1℃之间，有特殊的地理2.本地区沥青路面施工的难点(1)施工温度低：多年冻土地区常年低温，即使在路面的可施工季节，气(2)施工工期短：本地区多年冻土路段的最佳施工时间为每年的5~9月，(4)养生条件有限：在多年冻土地区特殊的自然条件下，水稳基层保温保伤。减少在化冻期备足所需沙粒我标段沥青路面有5cm中粒式AC-16沥青混凝土下面层和4cm细粒式(1)沥青实测值软化点(R&B)，℃(2)集料：针片状含量粒径>9.5mm(%)粒径<9.5mm///6.1////棱角性///C筛孔尺寸筛孔尺寸上限级配下限级配级配范围9754相对密相对密度//矿料间隙率%456验/值饱和度%度KN用量(%)/沥青沥青含量///矿料间隙率%456/试验12值饱度KN相对密度3345被被集料吸收料比例矿料的体积百分率Vg%沥青膜有集料的比有效沥青体积百分率Vbe%有效沥青用量%胶比计算值矿料间隙矿料间隙率456%相对密度值/值/试验值度%/残留定度%%沥青含量/基层半幅宽度两侧钉钉子(系红布条，作为指示桩)，在钉子外侧10cm处打钢1)采用间歇式