多年冻土路基解决办法
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多年冻土路基处治措施:
少冰、多冰冻土地段路基按一般路基设计;富冰、饱冰地段、含土冰层地段按特殊路基设计。
冻土路基的设计应根据冻土类型、年平均地温,采用保护冻土、控制融化速率、允许融化的设计原则。
富冰、饱冰、含土冰层的冻土层不厚时,全部挖除换填处理,同时做好隔水、排水工作。
富冰、饱冰、含土冰层的冻土层较厚时,除基岩路段外,路堤最小高度不宜低于1.5m,非纵坡或构造物控制段路堤高度不宜超过3.5m,基底设置保温层、坡脚设置保温护道,保护冻土上限高度不变。
路堤高度不能满足保护冻土上限高度时,可采用工业保温材料隔温层、导热棒、通风管及换填片块石等调控温度的工程措施。
具体针对场地分布的不同冻土类型采取如下保温措施:少冰多冰一般用填土路基和隔热板(路基高度超过3.5m),富冰饱冰一般用片块石和通风管,含土冰层一般用热棒.。
多年冻土地区路基施工注意事项(1)施工前,应该查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地下水以及有无其他如热融(湖、塘)、冰丘、冰锥等不良地段。
(2)施工必须严格遵守保护冻土的原则,使路基施工后仍处于热学稳定状态。
路基原则上均应采取路堤形式,尤其在冰厚发育地段,并尽可能避免零填或浅挖断面,以免造成严重热融沉陷等病害。
弱融沉或不融沉的多年冻土地区,路基施工可按融化原则进行。
(3)路基排水与加固,除满足水力和土力条件外,应该考虑由于施工因素和排水系统修筑等引起的热力变化,不导致多年冻土层上限的下降。
(4)填方路基施工应符合以下要求。
○1排水。
当路基位于永久冻土的富冰冻土或含土冰层地段时,必须保持路基及周围的冻土处于冻结状态。
排水系统与路基坡脚应保持足够距离。
高含冰量冻土集中地段,严禁坡脚滞水,路侧积水,边坡应及时铺填草皮。
在少冰与多冰冻土地段,也应避免施工时破坏土基热流平衡。
排水沟与坡脚距离不应小于2m;沼泽湿地地段不应小于8m。
饱冰冻土及含土冰层地段,应避免修建排水沟和截水沟,宜修建挡土埝(堰),距坡脚不应小于6m,若修建排水沟则不应小于10m。
○2基底处理。
填方基底为含冰较多的细粒土,且地下冰层不厚时,可挖除并用渗水性土回填压实,再填路基。
当基底为排水困难的低洼沼泽地段时,其底部应设置毛细水隔离层。
其厚度宜在路基沉落后至少高出水面0.5m,并在其上铺设反滤层。
沼泽地段路基基底生长塔头草时,可利用其做隔温层。
上述地段路堤应预加沉落度,并在修筑路面结构前,路基沉降基本趋于稳定。
○3路基高度。
路基高度应达到翻浆与不超过路基冻胀值要求的最小填土高度。
按保持冻结原则施工的路段,应同时满足冻土上限不下降的要求。
多年冻土地区路基施工崔巨良李德学(河南省交通建设工程有限公司,河南郑州450052)工程技术E}寅要】在我国有很多地区都是冻土地区,大多在边远地区。
解决冻土地区的施工技术问题,保证工程质量,是关系到公路在冻土地区的运输-窑x-全,对实施国家西部大开发具有极其重要的意义。
本文通过冻土区路基工.程施工实践,对冻土区路基施工技术及质量控制措施进行了总结。
[关键词]多年冻土区;路基施工技术;路基工堆多年冻土地区路基施工前应详细调查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水、地下水及有无其他热融(湖)塘、冰丘、冰椎等不良地质情况。
由于各永冻区的自然条件和土壤冻结条件差别显著,所以很难有统一的路基施工方案,施工方法应依据对土基冻融状态的设计要求而选定。
1在保证地基土壤处于冻结状态下的路基施工在道路施工过程中,使土基保持冻结状态,即永冻土的上限不下降,创造土基夏季不融化条件。
在施工期宜选在冬季,因此冬季必须完成大量土方工程。
如在融期施工,则应采取快速分修的施工方法,以免冻层暴露太久,冻土上限下降,引起沉隐破坏。
路基填方作业时,应采用端部卸土的方法填筑。
汽车、拖拉机等带轮子的设备,在前面尚未铺设足够的填料以支持它以前,严禁在坡道上进出。
一般应掌握:1)土基冻结深度大于30cm后开始取土;2)路堤下部各层高为05m时,按逐步向前法填土,以后的各层按纵向法施工。
净砂和砂砾石最易于作路堤填料,因为这种填料具有非冻结性,排水性能好,在冻结季节便于开挖和运输。
当路堤高度较小时,可在路堤下部先填—部分细颗粒土,厚度—般不,J、于1.0m o保证足够厚度的路堤是为了有效地对冻土隔热,国外经验有采用苯乙烯泡沫隔热层、卵石隔热层等做法,以维持地下土壤处于冻桩状态。
2限制土基融化深度的路基施工在限制土基融化深度的路段,路基应当采用当地的粘质土和无粘性的碎屑土修筑,高速公路和一级公路宜设置集中取土场;富冰冻土、饱冰冻土以及含土冰层路段确需就近解决部分土源时,必须在路基坡脚10m以外取土:斜坡地表路堤取土坑应设在上坡一侧,取土坑深度均不得超过当年多年冻土上限以上土壤厚度的80%,坑底应有坡度,积水应有出口。
青藏铁路解决冻土的措施
青藏铁路沿线存在大量的永久冻土地区,为了确保铁路的安全和稳定,需要采取一系列措施。
一般来说,主要有以下几点:
1. 路基设计时采用特殊的隔热层和防渗层来保护冻土层。
隔热层能够减少路基与谷底地表温度之间的热交换,从而减少冰川融化和冻土融化。
防渗层则能够防止地下水对冻土的融化作用。
2. 铁路桥梁设计时,采用特殊技术加强冰洲、水洲等冻土地区的基础。
钢管桩、钢板桩等方法可以增加桥梁的稳定性和承重能力。
3. 维护路基、桥梁、隧道等设施,及早检测并处理融化和冻融作用带来的影响。
及时清理桥梁冰挂、隧道冰柱等问题。
4. 加强手段,防止路基断层滑坡、山体滑坡等问题。
采用防护网、防护墙等措施,确保铁路线路的稳定。
冻土地区路基处理方法
1.混凝土路基:混凝土路基是在地表层下面预先铺设混凝土层,这可
以有效地防止地面冻结和路面变形。
2.碎石路基:在混凝土路基之上,可以覆盖一层碎石,以增强路基的
承压能力。
碎石路基还有助于加速路基中水的排放,防止水在路基中凝结
导致路基软化。
3.排水系统:冻土区域的路基中潜在的水分需要得到有效地排除才能
防止路基冻结和变形。
因此,在路基设计时,应考虑设置排水系统,确保
路基中的水分能够及时排出。
4.保温层:为了防止地表层下的路基冻结,可以在路基底部设置一层
保温材料,如聚苯乙烯泡沫板等。
5.路基加固:对于较软的地面,可以通过加固处理将路基加固和加厚,以加强路基的承压能力和抗冻性。
总之,在冻土地区的道路建设中,应考虑地表下面的自然环境,采取
相应的路基处理方法,确保道路的正常使用,并保护地下生态环境。
多年冻土是指永久冻土层在地表下冻结时间长达数年以上的地质体。
在多年冻土区施工的路基,必须考虑永久冻土的特殊性,以确保工程的稳定性和安全性。
下面将介绍几种常用的多年冻土路基施工工艺方法。
1.预处理工艺方法:多年冻土区路基的预处理是为了减轻对冻土的破坏,降低施工带来的影响。
主要方法有:草皮保护、覆土层保护和覆冻层保护。
草皮保护是通过种草或直接铺设草席来保护冻土,减缓冻土的溶解;覆土层保护是在路基表面加铺一层土,以隔离冻土和外部环境;覆冻层保护是在路基表面加铺冻结混凝土或冻土封面,提供保护层。
2.加热工艺方法:多年冻土区路基施工中,常用的加热方法有:明火加热、电加热和蒸汽加热。
明火加热是通过燃烧燃料产生的炉火热量加热路基,温度可达到200°C以上;电加热是通过电阻丝加热路基,可以实现精确控制温度;蒸汽加热则是通过将蒸汽引入路基中进行加热。
这些方法可以使路基达到一定的温度,提高冻土的温度,减少冻融循环对路基的影响。
3.预冷工艺方法:多年冻土区路基施工中,预冷的目的是降低冻土中的温度,增加冻结深度和冻土的强度。
常用的预冷方法有喷水预冷、短时电加热和冻土造冰。
喷水预冷是通过喷洒大量水对路基进行预冷,增加冻土的深度;短时电加热是通过电阻丝在冻土中加热,提高其温度,使冻结深度增加;冻土造冰则是在路基中注入冷却液冷却路基,使冻土温度降低,增加冻结深度。
4.导热材料应用工艺方法:在多年冻土路基施工中,可以使用导热材料来改善多年冻土的工程性质。
常用的导热材料有导热管、导热板和导热材料混凝土等。
导热管可以通过传导热量加热冻土,改善其强度和稳定性;导热板可通过传导热量提高路基的温度;导热材料混凝土则可以提高路基的导热性能,加快冻结速度。
综上所述,多年冻土路基施工需要根据冻土的特性选择适当的工艺方法。
预处理、加热、预冷和导热材料应用是常用的方法,可以改善多年冻土的性质,提高路基的稳定性和安全性。
这些方法需要根据具体情况进行应用,确保施工的有效性和经济性。
冻土地区路基处理方法冻土地区是指处于低温条件下土壤水分大部分或全部以冰态存在的地区。
由于冻土的特殊性质,对于路基的设计和施工提出了一定的要求。
本文将介绍冻土地区路基处理的方法,主要包括路基选线、路基设计、路基施工和路基维护等方面。
一、路基选线在冻土地区进行路基选线时,需要考虑以下几个要点:1.路基应避免穿越活跃冻土带:活跃冻土带是指在冻土地区,每年温度在0℃以下的时间段内,土壤中的水分凝结成冰,并导致土壤体积发生变化的区域。
穿越活跃冻土带的路基容易产生沉陷和变形,影响路基的稳定性。
2.路基应选择冻土层较薄的区域:冻土层的厚度是影响路基稳定性的重要因素。
选择冻土层较薄的区域可以减小路基的变形和沉陷。
3.路基应避免穿越高温季节积蓄土壤水分较多的区域:在冻土地区,高温季节土壤中的冰会融化成水,使土壤变得湿润。
如果路基穿越这样的区域,土壤的湿润度会增加,对路基的稳定性造成不利影响。
二、路基设计在冻土地区进行路基设计时,需要考虑以下几个要点:1.路基高度的确定:路基高度的确定应根据冻土层的厚度和路基所处地区的气温条件来进行。
冻土层薄的地区,可以适当降低路基的高度,减小路基的变形和沉陷。
2.路面结构的设计:路面结构应考虑到冻融循环对材料的破坏和变形的影响。
可以采用冻结碴石或混凝土路面,以增加路面的强度和耐久性。
3.排水系统的设计:在冻土地区,排水系统的设计尤为重要。
由于冻土地区地下水位较高,土壤中的冰融化后会以液态水的形式存在,容易造成路基沉陷和变形。
因此,需要设计合理的排水系统,确保路基能够及时排水,防止水分对路基的破坏。
三、路基施工在冻土地区进行路基施工时,需要考虑以下几个要点:1.压实措施:由于冻土地区的土壤含水量较高,施工中容易出现土壤的液化和土壤颗粒的分离。
为了增加路基的密实度,可以采用振动压实等措施。
2.路基加固:在冻土地区,为了增加路基的稳定性,可以采用加固措施,如加设排水管或加厚路基等。
3.施工时间的选择:在冻土地区进行路基施工时,需要尽量选择较暖的季节进行施工,以减少冻土的影响。
冻土地区路基处理方法在冻土地区,由于土壤中含有大量冰冻水分,土壤的物理性质会发生明显变化,对路基的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
为了确保道路的安全性和使用寿命,在冻土地区进行路基处理时需要采取一系列措施。
冻土地区的路基处理需要考虑土壤的排水问题。
由于冻土区域的土壤中含有大量的冰冻水分,如果不进行排水处理,水分在路基中会形成冰,导致路基的破坏和变形。
因此,在路基设计中应该设置排水系统,确保冻土水分能够及时排除。
冻土地区的路基处理需要考虑土壤的热胀冷缩问题。
冻土地区的温度变化较大,土壤会发生热胀冷缩现象,对路基的稳定性产生不利影响。
为了解决这个问题,可以在路基中设置隔热层,减少土壤的温度变化,从而减小土壤的热胀冷缩程度。
冻土地区的路基处理还需要考虑土壤的冻融循环问题。
在冻土地区,土壤会经历冻融循环,冻结时体积膨胀,融化时体积收缩,这种冻融循环会对路基产生剧烈的影响。
为了增强路基的稳定性,可以在路基中加入增强材料,如碎石、砂土等,增加路基的抗冻融循环能力。
冻土地区的路基处理还需要考虑路基的压实问题。
在冻土地区,土壤的压实性能较差,容易产生松散和变形现象。
为了提高路基的压实性能,可以采用机械压实方法,如碾压、振动等,使土壤达到一定的密实度,增加路基的稳定性。
冻土地区的路基处理还需要考虑路基的防冻保温问题。
在冻土地区,为了防止土壤的冻结,可以在路基中设置防冻保温层,如保温材料、地埋管道等,减少土壤的冻结深度,保持路基的稳定性。
冻土地区的路基处理需要充分考虑土壤的排水、热胀冷缩、冻融循环、压实和防冻保温等问题。
通过合理的设计和施工措施,可以提高路基的稳定性和可靠性,确保道路在冻土地区的安全和可持续使用。
冻土线路地基与基础处理方案冻土是指在永久冻土(或季节性冻土)区域内,地下其中一深度范围内的土壤层保持着负温度,并且不能长期处于液态状态。
由于冻土的特殊性质,其在工程建设中需要进行特殊处理,以确保地基和基础的稳定性和安全性。
下面是关于冻土线路地基和基础处理方案的一些主要内容。
1.填方处理:在冻土地区进行填方处理时,需要确保填方土的密度和含水率能够达到稳定的状态。
通常采用的方法是,选择合适的土方机械和施工方法,通过合理的震动、振实和夯实等措施,确保填方土的稳定性,并尽可能降低土的含水率,以减少冻胀和松软现象的发生。
2.微风化带处理:冻土区域多存在有机质较高的微风化带。
微风化带具有强大的吸放水能力,容易引起地基变形和沉降。
为了防止微风化带对地基稳定性的影响,可以采取以下措施:在微风化带上部分采取排水措施,以减小其含水量;降低微风化带的承载力,可以通过适当加深基础下层来实现。
3.基础处理:在冻土地区进行基础处理时,需要注意以下几点:-选择合适的基础类型:在低温多孔隙和季冻土地带,浅埋基础可能受到冻胀和冻胀的影响,因此可采用深基础,如桩基。
-地基加固:可以采用土工合成材料,如地下水泥搅拌桩,增加地基的稳定性和承载力。
-抗冻胀措施:可以采用控制冻温度和防止冻胀的方法,如在基础下部放置绝热材料,以降低冻胀的影响。
4.热水处理:对于冻土地区,特别是极寒地区,可以采取热水处理的方法来防止冻胀。
通过将热水引入地基和基础中,提高土壤温度,使其在冬季保持较高温度,从而防止土壤冻胀。
5.监测和维护:在冻土线路建设完工后,需要定期监测和维护,以确保地基和基础的稳定性。
监测包括地基沉降、冻胀等情况的监测,维护包括及时处理冻胀、沉降等问题,并采取相应的维修措施,确保线路的安全运行。
综上所述,冻土线路地基和基础处理方案需要根据具体情况灵活应用,以确保线路的安全和稳定。
在实际操作中,可根据当地的气候和地质条件,采用合适的措施和技术,以提高工程的质量和可靠性。
高寒地区多年冻土路基施工工法1前言高寒区多年冻土地区,由于路基的修建,改变了原有永冻土地质的水热状况,引起水热的重分布,导致路基的融沉、塌陷、路面裂缝等病害,交通无法正常行驶或中断交通,影响道路使用寿命。
加漠公路漠河机场至北极村段A1合同段位于I1区,年平均气温-4.4℃,冬季最低气温-52.3℃,属于岛状多年冻土地区,最大冻深达11m,龙建路桥股份有限公司会同设计和科研单位在充分掌握当地气候和多年冻土数据规律基础上,针对路堤、路堑以及填挖过度段三种路基断面形式分别进行制定施工技术方案,经实施推广应用是成功的。
该工法解决了高寒区多年冻土地区高等级公路路基病害技术难题,确保了路基的稳定性。
降低路基病害,节约工程造价,缩短建设工期,有广泛的经济效益和社会效益。
本工法经科技查新国内未见相同报导,该工法经黑龙江省交通运输厅科技鉴定,处国内领先水平。
2 工法特点2.1多年冻土区路堑堑顶加设挡水埝、U形防渗截水沟;基底及边坡采用换填保温材料;根据永冻土的地段工程地质、气候条件和施工力量等情况合理安排各道施工工序,最大可能减少多年冻土的暴露时间,减少对冻土的人为扰动。
2.2多年冻土区路堤采用路基不同层间分别填筑不同粒径级配填料,使同一粒径水平的颗粒填筑在同一层,并把粗颗粒填料放臵于表层,保证路基结构稳定基础上,尽量增加粗颗粒层的孔隙度。
同时在细粒填土中铺设水平排水板;并在路堤边坡外采用清表土及弃土设臵大于4m宽的护坡道。
2.3多年冻土区填挖过度段采用保温防渗结构,在整个过渡段铺设保温材料,并在路肩线以下设臵了复合土工膜防渗层。
2.4本工法与“以桥代路”、“挖除冻土换填”、“碎石挤密桩”路基施工技术比较,节省工期,施工方法简便,安全可靠、节能高效、保护环境,节约大量的施工建设成本。
3 适用范围本工法适用于高寒区多年冻土地区道路修建。
4 工艺原理4.1多年冻土区路堑施工原则就是有效防止地表水或地下水对路堑边坡及路基的侵害,充分利用冻土的强度,并保护好冻土不被融化,而发生热融沉陷。
多年冻土地区路堤施工工艺工法一、施工时段选择为确保工程质量和安全,建议在寒末暖初进行施工。
此时段能有效避开日照强烈时段,减少热侵蚀,进而防止路基热融滑塌。
二、地基处理地基处理是多年冻土地区路堤施工的关键环节。
施工中应采用换填、保温板、复合土工膜等综合措施。
换填时,应选用质地均匀、冻胀性小的粗颗粒土作为填料,并确保不同冻胀性能填料的平稳过渡,防止不均匀下沉。
三、保温措施为保持冻土的稳定性和减少热扰动,施工中应铺设聚氨酯板保温层,并在其上下设置中粗砂垫层,以增大热阻,降低外界热量对冻土的影响。
四、排水系统设计排水系统是确保路基稳定的重要措施。
施工中应注重挡水、排水工程的设计与实施,如采用“U”型水沟、挡水埝等措施,以减少外界水源对路基的侵害。
五、快速施工为减少热侵蚀和保证工程质量,施工中应采取快速施工策略,确保各项工序的高效完成。
六、路基填筑在填筑路基时,应严格控制填料的选用和含水量,确保填筑的密实性和均匀性。
同时,要合理安排填筑速度和高度,以减小对冻土的热扰动和变形。
七、监测与评估为确保工程安全,施工中应实施严格的监测与评估措施。
通过布设温度传感器、变形监测点等设备,实时监测路基的温度变化和变形情况,并及时采取相应措施。
八、环境保护施工中应注重环境保护,合理规划施工场地,减少水土流失和土地破坏。
同时,要控制施工噪音、粉尘等污染物的排放,保护周围生态环境。
综上所述,多年冻土地区路堤施工工艺工法是一项复杂而严谨的工程。
从设计到施工,从材料选择到环境监测,都需要严格按照规范和要求进行。
只有这样,才能确保工程质量和安全,同时保护冻土地区的生态环境。
冻土地区路基处理方法冻土地区是指土壤中存在永久冻结层的地区。
由于寒冷气候和冻结土壤的特殊性质,这种地区的路基处理需要特别的考虑和方法。
以下是一些在冻土地区进行路基处理的常见方法。
1.路基设计在冻土地区进行路基设计时,需要考虑冻土地区特有的问题,如土壤冻结融化引起的沉降和不均匀变形,以及路基的热胀冷缩问题。
因此设计阶段需要进行详细的地质勘察,确认冻结层的深度和土壤类型,以便制定适当的处理方案。
2.土壤改良为了加强路基的承载力和稳定性,常常需要对冻土地区的土壤进行改良。
一种常见的方法是在路基底部铺设厚度适当的砾石层,以增加路基的抗冻和承载能力。
此外,还可以使用化学药剂或冻土专用材料来改良土壤的物理和力学性质,以增加土壤的强度和稳定性。
3.排水系统在冻土地区进行路基处理时,排水系统尤为重要。
由于冻结土壤的渗透性较低,路基上的水分常常无法迅速排出,从而导致冻胀和路基沉降。
因此,需要在路基中设置排水系统,确保在降雨或融雪时能够迅速排水。
这可以包括设置排水管道、挖掘排水沟和设立渗水孔等措施。
4.热胀冷缩控制冻土地区的路基在冬季由于寒冷气候导致土壤收缩,而在夏季由于气温升高而膨胀。
这种热胀冷缩会对路基的稳定性产生负面影响。
为了解决这个问题,可以在路基中设置适当的热胀冷缩控制层或安装热胀冷缩控制设备。
这样可以有效减少路基的变形和损坏。
5.路面材料选择在冻土地区进行路基处理时,路面材料的选择也非常重要。
寒冷气候和冻结土壤的影响会使路面材料更易受损和开裂。
因此,需要选择具有良好抗冻性和耐久性的路面材料,如沥青混凝土或水泥混凝土。
总结起来,冻土地区路基处理需要综合考虑土壤特性、排水系统、热胀冷缩和路面材料等因素。
通过合理的设计和施工,可以确保路基在冻土环境下的稳定性和可靠性,从而提高道路的使用寿命和行车安全。
浅析多年冻土路段路基施工的注意事项及处理措施山雪兰(青海省海南天和路桥公司海南州813000)本文依托青海省共和至玉树(结古)公路改扩建工程施工GYII-SGD5合同段为背景,该项目沿线气候严寒、地势高耸,属高寒大陆性半干旱气候,气候多变,年平均气温-4.2℃,极端最低气温-48.1℃。
因此沿线季节性冻土分布比较广泛。
针对该项目中多年冻土区工程地质条件的复杂性,简要阐述多年冻土路段路基施工应注意的一些事项及本项目中采取的几种处理方法。
1 冻土路段路基施工的注意事项1.1施工前根据设计文件进行冻土地段的工程地质的现场检查和实地核对,检查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水、地下水以及有无其他如热融(湖、塘)、冰丘、冰堆等不良地质地段。
1.2核对土石工程类别及其分布,了解集中取土地点的位置及分散取土坑的分布情况,进行填料复查和试验;调查冻土路堑、路堤和站场的施工环境、弃土位置、填料来源和运土条件。
1.3对冻土路堑在开挖前核对查明冻土的类型、分布以及冻土的岩性成份和温度特征。
地质条件不符的,会同设计单位修改完善设计文件。
1.4路堑开挖前要正确标出边界线,按设计要求做好堑顶及路堑土石方施工排水系统,防止地表水和冻结层上水流入路堑。
1.5高含冰量冻土路堑应在9、10、11月和3、4、5月进行开挖,在6月底前完成基底和边坡的换填和保温层施工;低含冰量冻土路堑及石质冻土路堑在寒、暖季均可施工。
但表层严重风化的高含冰量石质冻土路堑宜在寒季进行开挖,暖季早期完成边坡的换填处理。
2多年冻土路段的几种处理方法本项目多年冻土路段主要采取填方路基、片块石通风路基、XPS板路基,热棒- XPS 板复合式路基等工程措施。
2.1填方路基对于少冰、多冰多年冻土区,路基填高以不小于1.8m控制,在未通过水草沼泽时,填筑30cm砂砾(或石渣)或换填80cm砂砾(或石渣),通过水草沼泽时,填筑50cm砂砾(或石渣),采用重型碾压,并冲击碾压25遍补强,然后填筑30cm 砂砾及路基填土,其上布设塑钢土工格栅。
路基冻土的处理方式路基冻土是指路基中存在的冻土,特别是在寒冷气候地区。
处理路基冻土是道路工程的重要任务,因为冻土的存在会影响路面的安全和稳定性。
下面将介绍路基冻土的处理方式。
1.加热法加热法是不断使用的冻土处理方法之一。
这种方法利用了热量,将它传递到路基中的冻土中,从而使其解冻。
这种方法通常在工程的早期阶段使用,因为在这个阶段,建筑物和设备可以方便地进入现场。
加热方法有两种主要类型:直接加热和间接加热。
直接加热方法是将电线放置在土壤中,以产生热量。
这种方法适用于土壤较浅的情况,可以使冻土迅速解冻。
间接加热方式是在土壤表面放置电线,以产生热量,将其转移到土壤中。
这种方法适用于土壤较深和较厚的情况。
2.水法另一种处理路基冻土的方法是水法。
这种方法利用水的特性,在土壤中创造一定的压力,从而使冻土解冻。
这种方法在处理疏松冻土和裸露的冻土时非常有效。
水法的主要类型是冰桥法和泡沫法。
冰桥法是在冻土表面放置一层冰,然后在上面放置保护层,以防止土壤进入。
通过这种方法形成的冰桥可以防止土壤下沉,使路基更加稳定。
泡沫法是在冻土表面喷泡沫,创造气泡并产生压力,从而使冻土解冻。
3.机械法机械法是处理路基冻土的另一种方法。
这种方法通常用于在寒冷气候地区建造公路和铁路。
它包括把土壤混合和调整成更加紧密的形状,注入热带湿润土和离心侧喷等方法。
其中,离心侧喷法是一种常用的机械处理方法。
这种方法使用机械设备,将湿润的砂浆喷进土壤中,以填补其空隙。
通过这种方法,可以使路基更加坚固和稳定,从而提高道路的安全性。
总的来说,路基冻土的处理是一项重要的工程任务。
不同的方法可以根据不同的情况和需求加以选择和使用。
但是,无论使用哪种处理方式,都要考虑到冻土对道路建设的影响和可能带来的风险,并采取相应的预防措施,以确保安全和稳定性。
多年冻土路基处理根据本合同段的工程特点,主要采用填方路基、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS复合式路基等工程措施对多年冻土路基进行处理,工程措施具体施工方法如下:对路基高度大于1.8m的少冰、多冰冻土路段,路基底部进行清表处理后填筑厚50cm的砂砾或碎石,砂砾料0.075mm以下颗粒含量不超过5%,其颗粒组成符合垫层材料级配要求,经检测合格后分层铺设,采用平地机进行摊铺,然后用冲击压路机碾压,冲击碾压采用设计要求的压路机分层进行碾压,碾压距路肩外边缘保持1m的安全间距,碾压开始时宜用慢速碾压3-5遍,然后逐渐开始增速,行驶速度在10-20km/h,碾压遍数不小于设计要求。
若工作面起伏过大,停止冲压,用平地机刮平后再继续施工。
碾压完成后,由试验人员检测弯沉值、干密度、弹性模量等指标,合格后报监理工程师验收。
碎石填筑碾压后,上部填筑30cm砂砾,砂砾上部铺设双向塑钢土工格栅。
格栅采用双向塑钢土工格栅,其抗拉强度大于80KN/m,延伸率小于等于10%,幅宽4m,铺设时将强度高的方向置于垂直路堤轴线方向,人工将土工格栅拉直平顺,紧贴下承层,不使格栅扭曲,折皱。
格栅连接处搭接宽度不小于20cm,连接处用扎丝绑扎后采用Φ8U形钢筋钉固定,U形钉纵横向均按2m间距布设。
待路基压实度达到设计要求后,再用取土场合格填料填筑路基,并在两侧设置保温护道。
对路基高度小于1.8m的少冰、多冰冻土路段,将原地面进行超挖,开挖深度满足设计要求,回填时采用碎石或砂砾,填料质量满足要求,分层进行摊铺,每层厚度不大于20cm,振动压路机碾压密实。
换填至原路面后,上部填筑30cm 砂砾,其颗粒组成符合垫层材料级配要求,砂砾上部设双向塑钢土工格栅,其施工要求同上。
对一般路基处理的多年冻土区水草沼泽路段,不进行地表开挖,直接填筑80cm砂砾或碎石,采用分层填筑,然后用冲击压路机碾压。
砂砾填筑碾压后,上部铺设双向塑钢土工格栅。
施工完成后在路基两侧设置防水护道,并在护道上设20cm粘土防水层。
多年冻土地区路基主要病害及防治措施一、冻土区公路路面病害发生的原因1.恶劣的自然环境青藏高原海拔高,多年平均气温在零度以下,高原辐射量是内地地区平均的两倍以上。
在恶劣的自然条件下,公路路面沥青老化严重,沥青面层极易变脆变硬,路面开裂、面层裂缝、松散现象严重,在加上高原区域的强烈太阳辐射以及气温急剧变化的影响。
路面病害程度进一步加尉。
2.沥青路面的热吸收率高导致路面下出现融化盘和融化核是导致路面瘸害经过对沥青路面和砂石路面的热吸收的研究分析发现,沥青路面地表反射率要比砂石路面减少15%以上,对太阳辐射的吸收率则高出20%以上,沥青路面温度平均比砂石路面要高出5℃左右,在夏季,沥青路面的温度甚至是砂石路面的五倍以上,正是沥青路面温度要高于公路周边,路面下面的季节性融化层比周边土壤一般会提前20—30天融化,而在冬天,冰冻的时间又会推迟20天左右,路面高温的存在彻底改变了冻土与大气间的热交换条件,打破了地表的热平衡,阻碍了地表面的蒸发过程,形成了路面下面的融化盘。
融化盘内的水分冬季冻结,产生冻胀力,夏季融化,导致地基沉降。
长时间融化盘内水分的汇集会使得融化盘转化为融化不冻核,融化不冻核事实上是路基下面漂浮的一层含水量大,土壤成分较少的夹层,在路基、路面重力作用下会发生移动或迁移,从而导致路基下沉变形,进而引发沥青路面的变形、下沉病害。
二、主要病害1.纵向裂缝在路基的阳坡或者当路基边坡坡脚有积水时,这时路基容易产生纵向裂缝这种病害。
其产生的原因主要是由于气温变化导致路基土的不均匀的冻胀和收缩。
纵向裂缝在冬季时最为严重,随着春季气温升高,裂缝会随着土体的不均匀变形的减少而减少。
但是这种冻融循环性致使路基的稳定性遭到损坏,进而路基边坡会受到车辆荷载应力的作用而发生滑塌。
当环境温度非常低时,相应的冻土温度也会降低,这会导致路基土发生裂缝病害的概率增大。
同时当冻土地区环境温度不稳定时,其发生病害的几率也会大大提高。
新浪网:中国科研者研究冻土已有半个世纪了吧?吴青柏:上世纪50年代初期,中国政府最初提出修建青藏铁路。
当时成立了冻土大队,奔赴高原研究冻土问题,这其实也就是现在中国科学院寒旱所的前身。
虽然后来青藏铁路工程上马一波三折,但中国科研者对青藏高原冻土的研究却没有停止过。
新浪网:青藏公路也是修建在冻土层之上,怎么解决冻土问题?吴青柏:青藏公路修建于上世纪50年代,那时对冻土的认识还非常浅,也没有什么新方法、新技术。
当时只是采用了将路基加高到一定的合理高度,以减少路面热扰动对冻土层的影响这一最简单的方法。
新浪网:现在的青藏公路有些路段坑坑洼洼,受到冻土影响还是较为严重。
吴青柏:相比铁路,公路的使用年限较短,要求也不高,一般经历12-15年就要进行大修。
实际上,青藏公路的整修工作从没有停止过,近年来也加入了很多解决冻土问题的新技术,路况已大为改善。
新浪网:1984年,青藏铁路工程历时10年,从西宁穿越高山、戈壁、盐湖、沼泽修到了700公里外的格尔木,但工程却嘎然而止。
是不是因为那时冻土问题还没有得到破解?吴青柏:是。
当时科研者对冻土已有深入研究,但思路还是属于被动解决。
打个比方,夏天卖冰棍都装在木箱子里,怕化了拿棉被捂上,原来修路大概就是这个思路,但拿棉被捂冰棍早晚要化。
直到中国科学院兰州分院院长、冻土专家程国栋院士提出了“冷却路基”的思路,冻土难题才最终得到破解。
新浪网:能解释一下什么是“冷却路基”吗?吴青柏:所谓冷却路基的思路,就是变被动为主动,将“棉被”换成“冰箱”,通过技术手段将冻土层的温度降下来,青藏铁路才敢最终拍板决定上马。
二新浪网:冻土问题大家都很好奇和关注。
冷却路基的思路听起来非常神奇,能具体讲讲吗?吴青柏:其实说起来很简单,中学物理我们都学过热有三种方式:辐射、对流和传导,我们也就是通过材料、结构等很简单的办法调控这三种传热方式,最终达到降温的目的。
新浪网:在青藏铁路中,解决冻土运用最多的是什么方法?吴青柏:块抛石路基,俗称“土空调”。
青藏铁路的路基与传统的土方路基有所不同,是一种“肉夹馍”的结构??在土层路基中间,填筑了一定厚度的块碎石。
目前青藏铁路已经建成的路基中,有80%以上采取了以块抛石路基和块、碎石抛石护坡为主的路基新结构。
新浪网:块抛石路基这种特殊的“肉夹馍”结构如何降温?吴青柏:抛石路基的新技术来自一次野外的无意发现。
在青藏高原冻土区考察中,科研人员无意间扒开了一片碎石堆,在下面发现了冰雪,而附近的地面因阳光照射升温都已翻了浆。
科研人员把这个意外发现模拟进了铁路施工,实验证明:块碎石间因有空隙,相当于一个半导体,冬季从路堤及地基中排除热量,夏季较少吸吴青柏:块抛石新浪网:块抛石路基的降温效果如何?收热量,起到冷却作用。
.路基的成本较很低廉,但它却很有效,能有效地降低将路基下部土体的温度降低0.5℃以上。
新浪网:青藏铁路沿线,路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2米的铁棒。
这种铁棒也是一种降温设施吗?吴青柏:是的,我们叫它热棒,但很多旅客误以为是雷达测速。
热棒在路基下还埋有5米,整个棒体是中空的,里面灌有液氨。
热棒的工作原理很简单,当大气温度低于路基内部的受外界影响温度上升时,液状氨受热发生气化,气化的氨上升到热棒的上端,通过散热片将热量传导给空气,气态氨由此冷却变成了液态氨,靠重力作用又沉入了棒底。
而热棒最独特的性能是单向传热,热量只能从地下向上端传输,反向则不能传热。
热棒就相当于一个天然制冷机,而且还不需动力。
新浪网:青藏铁路沿线,路基护坡两端露出一排排空心塑料管,这是用来作什么的?吴青柏:这叫通风管,与热棒的垂直插设相反,通风管则是水平插入路基里。
路基受外界影响温度会发生变化,而通风管利用对流原理及时将这些热量进行交换,从而将零点幕的位置有效地抬升多年冻土上限了上来,保证了下部界冻土的热稳定性。
新浪网:青藏高原因此被誉为中国太阳能最丰富的地区,青藏高原早晚温差很大,这对冻土有影响吗?吴青柏:太阳光辐射在路基上,下面的冻土肯定会受不了。
就象夏天外出要戴太阳帽一样,我们给路基表面盖上一层遮光板光照问题就能很好地解决。
新浪网:沿线青藏铁路,给人印象最深的是桥多。
最高的三岔何大桥有50米高,最矮的旱桥只有1米高,而最长的清水河大桥的长度则达到了11公里。
据悉,青藏铁路全线“以桥代路”桥梁达156.7公里。
我们想知道,以桥代路是不是也是基于一种解决冻土的技术?吴青柏:是的。
对于极不稳定的高含冰量冻土区,你用热棒、块抛石路基等方法都是不一定保险管用的,而以桥代路是解决冻土问题的最后办法绝招。
桥墩打进冻土层30多米,桥墩与冻土层间的摩擦力足以支撑路基的稳固性,冻土的融化和冻膨胀对路基的影响这时已显得微乎其微。
三新浪网:青藏铁路是全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路。
修建之初,西方专家就早有预言,称“这是无法攻克的世界性难题”。
吴青柏:青藏高原的冻土问题确实棘手,但经过半个世纪的科学研究,这个难题现在已基本得到了解决被攻破。
从上世纪50年代起,我们就对冻土区进行了大量的地下勘探,钻孔深度累计已达几十万米,前期几代科研者做了大量的基础研究。
修建铁路前,我们做了大量的实验室的模拟实验,同时,我们还在冻土区建立了铁路实验路段,实地进行实验模拟。
可以这样说,无论是理论还是实际,现在青藏铁路采用的每一项解决破解冻土的技术都经过了严格的验证。
新浪网:青藏高原是先兆区,转暖的信号比别的地方来得早,而幅度又比别的地方要大。
科学家曾预测,到2050年青藏高原温度将升高2度左右。
投入巨资的青藏铁路作为一项百吴青柏:刚才已讲过,以前修建青藏公路时,我们年工程,如何应对全球转暖的问题?只是被动地去解决冻土问题。
这次修建青藏铁路,我们转被动为主动,采取了“冷却路基”的思路,就是考虑了全球气候变暖的趋势。
在前期实验中,温度上升对路基的破坏我们作了大量的实验。
在2003年,也就是青藏铁路开工2年的时候,我们根据实地监测,建设部门对一些敏感的冻土路段进行了规划调整,很多地段增加了冷却路基的方法装置,有些地段甚至直接改成了以桥带路的方案。
可以这样说,青藏高原今后气温真的要上升2度,现在我们采取的冷却技术是完全可以应对的。
新浪网:一份资料显示,俄罗斯冻土区铁路的病害率达到了40%,列车时速一般只能达到50公里左右。
青藏高原的冻土区与俄罗斯的冻土区有何区别?吴青柏:国外大部分冻土区的温度较低,而我国青藏冻土层厚度大薄,温度高,很多地区的年平均地温高于零下1度,难度非常大。
修建于100年前的俄罗斯冻土区铁路病害率达到了40%,修建于上世纪80年代的俄罗斯冻土区铁路病害率达到了30%,我曾坐过俄罗斯的冻土区的火车,时速只有30-40公里,非常慢。
虽然青藏高原的冻土问题更为棘手,但中国的青藏铁路修建时,冻土技术已非常比较先进,目前青藏铁路的时速被定为100公里,从中你也能看出科技的进步。
新浪网:冻土的融化和冻结变化对铁路的影响很大,目前青藏铁路列车时速始终会保持在100公里不变,还是会随季节有所调整?吴青柏:青藏高原冻土区活动层随季节会发生变化,每年4月份冻土开始融化,到9月份才停止融化开始冻结,冻土层在其中会发生相应的变形。
虽然但目前青藏铁路开展了的运营实验还没有开展,但这方面还缺少经验过多的考虑。
按理说,青藏铁路列车的时速应按照季节变化做出科学的调整,这应该是我们今后的一个研究工作。
新浪网:去年9月,我在青藏铁路沿途考察中,在五道梁段发现铁轨出现了此起彼伏的麻花状,铁路工人也用工具对变形的铁轨进行修整。
我想知道,这种情况,是不是冻土造成的?吴青柏:铁路在开通前,刚刚铺设完的铁轨需要一段时间的调整期,比如路基碎石的压实就需要一个过程,所以铁轨出现变形属于正常现象。
去年9月,青藏铁路正处于铁轨调整期,今年7月1日铁路开通后,这种现象应该不会再出现了。
新浪网:冻土对青藏铁路一旦会造成病害,我们如何能监测?吴青柏:这两年,我们所做的一项重要工作,就是在铁路沿线的冻土区布设监测仪器。
在路基、坡脚角、路肩等断面位置分别埋设了各种仪器,对铁路断面温度和微小的变形都会有详细的监测。
目前,我们在长达550公里的敏感冻土区布设了40多处这样的监测点。
新浪网:550公里的冻土区基本属于无人区,收集这些监测是不是一个很大的工作量?吴青柏:这些监测仪器都带有无线传输系统,我们在格尔木设立了自动接收站,监控工作非常先进,哪出了问题,隐患很快就能找到,相应的铁道部门会迅速做出反应对问题路段新浪网:前一段时间,外国媒体对青藏铁路冻土安全问题提出了担四进行检修。
.忧,中国外交部也出面给予了回应。
吴青柏:这个新闻我也关注了,这完全是外国媒体的毫无根据的指责,并没有专家的言论。
新浪网:国外专家对青藏铁路解决冻土问题的技术有没有什么评价?吴青柏:2004年9月5日,第六界国际多年冻土工程会议在兰州召开,青藏铁路当时成为了与会专家讨论的焦点。
在这次会议上,美国俄勒冈州立大学着名冻土专家T.文森教授说:“青藏铁路是二十一世纪工程建设领域最伟大的成就之一。
中国工程技术人员在冻土工程设计和施工中作出了正确的选择,采取的主要工程措施是安全可靠的。
”俄罗斯铁道运输勘察设计院着名冻土专家瓦连金博士说,“青藏铁路采取保护冻土的设计原则是完全正确的,主要工程措施可靠,能够保证安全可靠。
”新浪网:外国专家对青藏铁路是非常认可的。
吴青柏:是这样的。
今年8月,高亚洲国际冻土会议将在兰州召开,目前报名的国外冻土专家已达100多名,人数非常之多。
目前,全世界的冻土专家对青藏铁路的开通非常关注,这次会议我们也会向世界展示我国冻土研究的成果,并带领他们考察青藏铁路。
新浪网:中国目前在冻土方面的研究在国际上处于什么水平?吴青柏:目前,国际上对冻土的研究非常热,中国的冻土研究在国际上已占有一席之地,而冻土工程技术方面的研究和运用已处于国际领先进水平。
新浪网:青藏铁路即将开通,而长达半个世纪的冻土研究成果今后有什么现实意义吗?吴青柏:意义非常重大,青藏铁路破解冻土难题的经验对我国寒区的工程建设具有重要的指导和借鉴价值。
今年6月20日,东北的漠河机场开始破土动工,那里也是个冻土区,青藏铁路解决冻土的经验就可以对在漠河机场建设具有一定借鉴意义得到了很好的推广运用。
与此同时,东北中国与俄罗斯的输油管的铺设也将穿越冻土区,届时也会吸纳青藏铁路的冻土研究成果对穿越冻土区的输油管线有指导意义经验。
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