青藏高寒地区公路涎流冰病害的成因及防治

青藏高原高寒地区农田渠道发生冻害的原因及防治措施摘要分析了青藏高原高寒地区气温变化和灌区灌溉的特征,指出在负气温下冻胀对渠道衬砌体的破坏作用,并提出防治措施,以为高寒地区渠道冻害的防治提供参考。

关键词渠道冻害;防治措施;高寒地区;青藏高原1区域特征互助县位于青海省东北部,地理坐标界于北纬36°31′~37°09′,东经101°46′~102°45′之间,是青藏高原与黄土高原的嵌接地带。

互助县属高原大陆性气候,冬季受来自西伯利亚西北干冷空气的影响,气候干燥寒冷,降水量少,春季气温上升缓慢,干旱多风,夏季受来自西南暖湿气流和东南沿海台风的影响,降水量较多,气温凉爽,气温变化垂直分布明显,年平均气温 3.4 ℃,其中1月最低,为-10.6 ℃,7月最高,为14.8 ℃,极端最高气温29 ℃,最低气温-33.1 ℃,土壤一般从每年11月下旬开始冻结,翌年3月解冻,冻土层平均在90 cm左右。

由表1可知,互助县南门峡镇却藏滩5 cm地温稳定通过0 ℃的时间为245 d,10 cm地温稳定通过0 ℃的时间为248 d;互助县威远镇5 cm地温稳定通过0 ℃的时间为253 d,10 cm地温稳定通过0 ℃的时间为250 d,所以互助县地温在0 ℃以下的时间平均不到120 d。

由表2可知,互助县冬灌和坐底水的时间都在当年11月至翌年2月之间,正处于地温0 ℃以下的范围内,负气温造成渠道衬砌体的冻害和冰害是相当严重的。

防治措施不当和管理疏忽就很容易出现较大的灾难事故和经济损失。

在冬灌和坐底水灌水期间,渠道输水,常常结冰,经过冰絮、岸冰、流冰、封冻、解冻等过程,流冰中的冰塞、冰坝和壅高将对渠道建筑物和渠道两侧起到破坏作用。

因此,渠道设计、施工和运行中必须防治冻害和冰害。

2冻胀对渠道衬砌体的破坏现象2.1衬砌体重量轻,抗冻胀能力弱互助县兴建的渠道主要形式有C20混凝土“U”形现浇和预制块衬砌。

高寒地区潜水型涎流冰病害成因分析及处治措施【摘要】针对高寒山区存在的潜水型涎流冰灾害问题，通过病害成因分析，采用设置深层碎石盲沟处治方式，排除层间潜水，避免冬季层间潜水形成涎流冰，满溢到路面，浸泡路基，对行车安全构成威胁，保证交通畅通。

【关键词】涎流冰病害;成因分析;碎石盲沟;处治措施0.前言在高寒地区高速公路，因纵断设计需要，挖方路堑部分开挖造成层间潜流外露，因内外水压力的差异，造成潜水外流，冬季气温下降，地下潜水扇形溢处，漫流到路面上，从下而上逐层冻结，形成涎流冰，因层间潜流出水量的不同，形成体积不等的涎流冰冰体，对路基路面浸泡，严重影响路面的使用寿命，对冬季车辆通行构成严重安全威胁。

吉林-黑河高速公路北段孙吴至潮水段地处小兴安岭山地，位于高寒地区，路堑开挖后，土层为泥岩层、风化泥岩层与砂层交替分布，层间潜水丰富，夏季不断渗流冲刷边坡，冬季形成涎流冰，涎流冰漫溢到路基范围内，成扇形分布，绵延数百米，严重阻碍交通，路基浸泡严重。

1.自然地理概况1.1地貌、水文地质情况孙吴至潮水段地处小兴安岭北麓，地势起伏较大，路线通过区域路堑段落较多，挖方断面砂岩层、泥岩层、风化泥岩层、沉积砂层、粘土层交替分布，砂层层间潜水丰富，地表水流方向向路基方向居多。

1.2气候、气象该区域属大陆性季风气候，气候寒冷而湿润，冬季寒冷漫长，夏季温和短促，年平均气温为－1.3－0.4℃，极端最高气温35.2℃，极端最低气温－48.1℃。

年平均降水量在491－540mm之间，多集中于夏季6－8月，约占全年总降水量的61－67%，冬季严寒多雪，积雪留存时间长，最大冻深2.8m。

2.涎流冰分布本段公路层间潜水涎流冰病害严重，冬季涎流冰漫溢至路基，春节融化浸泡路基，对路基破坏较大，冬季对行车安全构成严重威胁。

3.涎流冰病害成因分析通过对涎流冰段落地势、地质、层间潜水流量等因素的调查、观测，分析涎流冰病害成因。

3.1地势情况调查形成潜水涎流冰段落路基左侧由山体向路基方向整体地势逐渐下降，地表水流水方向指向路基方向，路堑顶与山体间存在低洼地，夏季降水部分水量渗入层间砂层部位，冬季降雪融化后，一部分通过地表径流及自然蒸发排除，一部分渗入地下砂层，对地下层间潜水水量补偿，导致夏季层间水不断从开挖后坡面渗出，冬季层间潜流连续渗出，形成涎流冰，层间潜流部位土质类型为砂层，厚度一般为0.4-0.8m，泥岩层、风化泥岩层、粘土层无渗水现象，出水部位一般距原地表3-6m。

高寒地区多年冻土路基冻害成因及防治1.前言我国多年冻土分布很广，较集中的地区是东北大小兴安岭和青藏高原。

前者是古代冰川沉积残留物，目前处于退化阶段，具有不稳定的特点。

后者是高海拔的近代大陆性气候的产物，至今仍在发展，具有不稳定的特点。

在铁路工程中，常常会遇到多年冻土区路基施工，例如汤林线、鹤岗线，地处小兴安岭地区，是我国多年冻土分布地区之一。

路基冻害是严寒地区，特别是多年冻土地区铁路线路上分布很广和常见的病害。

它与寒冷的气候有关，冰冻线能达到相当深度；又涉及到土的特性，所以有的土类对冰冻作用很敏感。

2.路基冻害的成因及主要影响因素冻害，是土体在冻结过程中因冻胀所引起的病害。

由于土中的水在冻结过程中能向冷冻峰面迁移、并不断冻结析出冰层，水结成冰，体积增大9%，使土颗粒相对位移而发生冻胀，路基就被抬起，即造成土体的冻胀。

土冻结时，还发生水分向冻结面转移，更使土的冻胀量增大，融化后则使土剧烈沉陷。

路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温度、土、水和压力四个要素。

四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。

这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。

其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。

水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。

冻水结成冰，强度剧增；冰融成水，承载力几乎等于零。

水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。

3.路基冻害的整治在路基工程中除要做好排水系统外，常利用粗颗粒土作为填料或换填材料，来消除冻胀和融沉。

但从土的保温性能来说，土中小孔隙愈多，保温性能愈好，从这一点来考虑，粗颗粒则远不如细颗粒土好。

故在设计中要保持上限位置不变，防止冻害发生，拟利用天然土作为保温材料时，常利用细颗粒土，以减少工程量。

3.1路基冻害的调查冻害的调查工作应包括两大部分：一是从外貌方面调查研究冻害的发生发展过程，即冻害发生的部位、形状、长度、起落时间及发展过程；二是通过钻探、挖探等方法，观察土层的土质种类、厚度、水文地质、冻土结构等。

探讨青海高寒地区公路病害成因及养护技术【摘要】：参考青海省公路工程作业,结合青海海西州天峻地区天木公路的多年养护经验，现场分析了高原公路施工中易产生的毁坏,倡导由疏、截、排、顺、阻使地表水和地下水排到山坡土体和路基之外, 处于干燥或中湿情况的岩路基和土体的含水量,是抵抗、解决不同水毁灾害的高效途径;由天木公路路面裂缝的多次分析, 又参考不同种类的相关资料和道路施工资料, 探究高寒地区公路路面裂缝缘由理论基础;高寒地区公路路面养护修整过程中沥青混凝土的使用,还涉及原料在更新和增强沥青混凝土面层的不同力学性能的功能。

【正文】：路基路面毁坏的主要缘由是水。

青海高寒地区，因为地质外貌、水文天气等天然因素条件非常困难和独特,非但水害类别各种各样,然而水害范围广大, 灾害频繁发生,翻浆、冻胀、滑坡及崩塌常常是水对青海高寒公路的损害。

半刚性基层路面通常隐含的毁坏是沥青路面初始的开裂, 路面裂缝的干扰其实是相当小的, 经裂缝连续进入到结构中的水将在基层和面层之间变为唧泥夹层, 大大减小了基层和面层的粘结能力, 在机动车辆的往复作用下, 促使路面毁坏。

所以, 怎样运用高效方法, 增强路面的防裂特性是大家一起关注的焦点。

所以挑选一种性能好的路面原料,精细的施工方法，增大和提高路面的运用性能, 路面的服役期限大大增加,使维修次数大大减小,是一种值得钻研且具有深远的意义的方法。

1青海高寒地区水害原由1.1冻胀发生的原由冻胀出现的因素不只是由于水分冻结成冰时体积要增加9%,而温度降低期间土中结合水的迁移是关键元素。

当土层冻结时,周围未冻结区中的水分在渗透压力和由于颗粒周围弱结合水最外层冻结使冰晶体周围土粒的结合水膜减薄而使土粒产生剩余的分子引力两种力的作用下,向表层冻结区聚集,让冻结区土层中水分增加,冻结之后冰晶体连续变大,土体的体积也跟着出现膨胀变大。

因为土层出现冻胀的因素是水分的迁移和积聚,所以,当冻结区周围地下水位相当高,毛细水上涨高度可以大致达到冻结线,使冻结区可以得到大量水的供给时,将出现非常强烈的冻胀现象。

关于青藏高原公路冻土病害防治问题摘要：本文通过对青藏高原冻土特征分析，提出了青藏高原公路冻土病害防治措施。

以供同行参考。

关键字：青藏高原冻土防治措施一、青藏高原冻土特征分析青藏高原是地球上最雄伟、最年轻的隆起区,平均海拔在4000 m以上,号称“世界屋脊”或“地球第三极”。

它北起阿尔金山和祁连山,南至喜马拉雅山,西自喀拉昆仑山,东抵横断山脉,面积约240余万平方公里。

青藏高原是耸立于中低纬度区的巨大隆起,其海拔高、气候严寒的特点决定着高原冻土的存在和广泛分布。

青藏高原多年冻土区是世界中低纬度区海拔最高、面积最大的冻土区,也是典型的高原冻土区,冻土区面积达150万平方公里。

青藏高原冻土区南北跨越12个纬度,东西横亘近30个经度,其地势特点是西北高、东南低,气候特点是西北部寒冷干旱,东南部温暖湿润。

冻土区中心位于羌塘盆地,这里的冻土基本连续或大片分布,温度低,地下冰厚。

由此向周边地区,随海拔高度降低,地温逐渐升高,连续或大片冻土区逐渐过渡为岛状多年冻土区。

青藏高原地处中低纬度地带,纬度和海拔高度是控制高原气温的两个主要因素。

青藏高原年平均气温的分布呈现以高原为中心向四周逐渐增高的闭合形式,同时又表现出东高西低、南高北低的分布格局。

高原总体上分为三个低温中心:羌塘一可可西里低温中心,巴颜喀拉低温中心,和喜玛拉雅低温中心。

其中羌塘一可可西里低温中心是三个低温中心中温度最低的一个,位于可可西里山至唐古拉山间的东经90℃、北纬34℃附近,其值低于一6℃。

此外,高原月平均气温可低至一18℃,部分地区日均温度不高于0℃的天数一年中最多可达329天,特殊的地理环境和极高的海拔高度决定了高原低温空间分布的广泛性和时间分布的持续性。

青藏高原多年冻土在平面上的分布基本上与地形的变化山脉的走向一致。

根据地理位置和多年冻土的分布特征可将青藏高原冻土区大致分成4个区域,即阿尔金山一祁连山高山多年冻土区;以羌塘盆地为主体的大片连续多年冻土区;青南山原不口东部高山岛状多年冻土区;念青唐古拉山和喜马拉雅山高山岛状多年冻土区。

西藏公路季节性冻土地区路堑边坡病害处治我国青藏高原所在地区，季节性冻土广泛分布。

而由于高原草甸区的强大蓄水能力，往往造成季节性冻土区存在春融、冻胀病害。

因此，有效解决这类坡体的地下水，就是有效确保坡体稳定的关键。

一、基本情况某低等级公路位于构造侵蚀中高山地貌区，海拔3380～3447m ，自然坡角15～35°，线路以挖方的形式通过坡洪积堆积扇，地形相对平缓，路线在该段呈负地形区，易汇水。

地层主要为第四系全新统冰水融滑堆积粉质粘土混碎石、新近系泥岩，砂岩、砂砾岩。

地层岩性特征如下：1）粉质粘土混碎石（Q4fg+del ）褐黄色、浅灰、灰黑色，含大量腐植质及泥炭质，含10%碎石，潮湿-饱和，上部1.2～2.7m为季节性冻土。

2）全风化砂泥岩（N 1 ）岩体风化呈硬土状~泥砂状，属Ⅲ级硬土。

3）强风化砂泥岩（N 1 ）泥质粉砂结构，中厚层状构造，岩芯短柱状，属Ⅳ级软岩。

坡体所在上部汇水面积大，春融或降雨时汇水后流入边坡区，地下水位埋深 2.8～7.6m。

地基土冬季具强冻胀性，夏季热融滑塌现象明显，公路在此按1:0.75坡率开挖后，形成了高约21m的一坡到顶边坡，坡脚设置高约5m（地面以上高约3.3m）、厚约1.0m的等厚护脚墙。

由于边坡开挖较陡，且受降雨、冲沟汇水和冻胀影响，造成修建完成的挡墙发生大面积位移、破损，坡后富水边坡滑塌严重。

图1 挡墙工程现状及变形图2 挡墙受后坡体垮塌冲击而损坏图3 局部挡墙地基承载力不足形成的八字形和水平裂缝二、笔者建议处治方案1、治坡先治水，建议尽快在坡后部的冲沟部位设置排水沟，将沟内陆表汇水引出边坡区或通过急流槽排向路基边坡，防止大量表水灌冲刷边坡造成垮塌和冬季时形成大量水体在墙后冻胀。

2、建议尽快清除墙后垮塌积物，在低于路基标高以下约1.0m~地面以上1.0m的范围内，在挡墙后部分段清理后设置反滤层和排水盲沟，有效疏排墙后汇水。

墙身上设置泄水孔，疏排墙后积水；设置仰斜排水孔，疏排深层地下水，提高墙后坡体的自身稳定性。

浅谈高寒地区涎流冰形成原因及处理措施作者：王晓飞张鲲胡琳来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2011年第11期摘要：涎流冰主要分布在我国北方寒冷地区和南方高寒山区以及青藏高原，本文主要介绍了新疆国道314涎流冰病害的类型及形成原因，本着预防为主，防治结合的原则，对涎流冰的病害结果采取相应的防治措施。

关键词：涎流冰形成原因处理措施1 概述山区公路挖方边坡截断地下含水层处，含水层中的水在冬季边渗边冻，可以漫延整个路幅，长可达数十米乃至百余米，称为涎流冰。

在东北、西北及青藏高原地区，道路涎流冰病害十分突出。

涎流冰春季引起公路翻浆、山体滑坡、边坡滑塌、路基和桥涵水毁等灾害。

我国有大部分国土面积处于寒冷地区（一月平均气温低于0℃），每年对涎流冰及其引起道路破坏的治理投入了大量人力、物力和财力。

目前，对季节冻土区和多年冻土区涎流冰的形成机理和防治方法缺乏系统的认识和研究。

因此，开展寒区公路涎流冰防治技术研究，对防治各种条件下形成的公路涎流冰具有重要实践意义。

2 涎流冰类型及处理措施2.1 河谷涎流冰主要形成原因是河谷在此处由于河道不顺直，冬季结冰后流水不畅形成，导致冰流上路，形成涎流冰。

对于河谷涎流冰，应提高路基，并采用跨径较大的桥涵跨越，以避免涎流冰溢上路面。

2.2 山坡涎流冰主要原因是由于路基的填筑对水流的通道起到了阻断作用，而此处因为地势较缓，原有的涵洞设置位置不当，不能及设排水，导致水流沿路基漫流，冬季冻结后逐渐形成涎流冰。

经调查，国道314奥依塔克镇—布伦口段公路建设项目仅在K1607+650处有涎流冰出现，该段位于泥石流洪积扇上，土层为碎石土，洪积扇坡度5～8°，山前泉水和雪山融水顺着洪积扇上的水槽流至道路附近后形成涎流冰。

现使用道路在K1607+490~K1607+760段设置了高1.4m的矮挡墙，在K1607+513~K1607+833段设置了过水路面，其中在K1607+650处常年流水，由于现使用道路在该处未设置结构物，流水漫向路面结冰，而且流向老路左侧路肩，导致左侧路肩挡墙与老路之间形成空隙，挡墙失稳。