高原多年冻土地区片石通风路基片块石筛选工法

浅谈片、块石通风路基在多年冻土地区路基中的应用魏秉鸿【摘要】多年冻土区修筑公路等建筑物后,改变了多年冻土地表的冻土水热条件,造成多年冻土融化,路基失稳,导致一系列的公路病害.片、块石利用多孔介质自然对流传热和热屏蔽特性,有利于保护冻土,保持路基稳定性.片、块石路基有效改善了多年冻土区路基下热状况,是一种有效保护多年冻土的工程措施.【期刊名称】《青海交通科技》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】2页(P58-59)【关键词】道路工程;多年冻土地区;片;块石路基冻土保护;通风原理【作者】魏秉鸿【作者单位】青海第三路桥建设有限公司西宁 810008【正文语种】中文1 前言国道214线高速公路沿线海拔平均4700m，路线经过巴颜喀拉山，我们项目所处地区为青藏高原高寒地带，属典型的高原大陆性气候区，高寒缺氧，空气干燥，以冬长夏短，干旱少雨，多风剧变，无霜期短为特点。

地下含冰量丰富，多年冻土路段近60km。

该路段多年冻土具有厚度薄、地温高和太阳辐射强、含冰量丰富等特点，致使该路段路基病害频发，主要表现形式为横向倾斜变形、纵向裂缝、路基开裂、波浪、滑溜、路基不均匀沉陷、路基凹陷与翻浆等。

形成路基冻土病害的主要原因。

有多段路堤通过高含冰量多年冻土地段，其中部分路基设计上采用片石通风路堤。

冻土是一种特殊的土体，其成份、结构、热物理及物理力学性质均有着不同于一般土的许多特点。

冻土路基变形特点影响多年冻土区路基的强度和稳定性的，除了常规地区的地质、地形、土质和水文等因素外，还介入了一个关键因素——温度，温度的介入，改变了路基的强度和稳定性评价的常规概念，使得多年冻土区路基的变形不但具有常规的路基填土（路堤部分）变形，而且还有因温度变化而产生的路基基底季节融化层变形和多年冻土融化变形。

路堤填土变形受填料成份和压密程度等影响，一般变形量较小，而基底季节融化层变形和多年冻土融化变形，尤其是多年冻土的融沉则成了多年冻土区路基变形和破坏的主要原因，是设计及施工的难题。

总515期2019年第29期（10月中）收稿日期：2019-07-05作者简介：文君（1977—），男，陕西宝鸡人，工程师，从事铁路施工工作。

高原冻土地区地质特点及路基施工技术文君（中铁一局第五工程有限公司，陕西宝鸡721000）摘要：结合工程实例，阐述了冻土路基类型，分析了冻土路基处理方案，从一般填方路基、片块石路基、热棒路基、土工格栅等方面探讨了冻土路基施工技术控制措施，可为相关施工提供参考。

关键词：高原冻土区；路基施工；工程建设中图分类号：U416.16文献标识码：B0引言因为高原冻土区自身的环境问题影响，会使该地的公路建设投资巨大，而且对技术方面会有更为严格的要求。

路基施工作为整个工程后期质量的保证，更应注意其在冻土路段的施工情况。

只有在实践中不断总结经验，才能更好地克服在恶劣环境下进行公路建设的困难。

1工程概况西藏省道203线B 合同段的改建工程，具体是将原本的四级公路变为三级，整个工程路基宽为7.5m ，时速计划为30km/h 。

2施工准备在该工程的整个施工中，开始前就要做好相关的调查。

先开展地质的调查，全面分析施工区域的情况。

调查工作主要是为了了解该冻土层的具体情况，如面积、具体厚度、冻土层的硬度。

为了施工方便，提前依据地质的特征做好详细的方案规划以及技术选择。

3冻土路基类型与处理方案3.1少冰冻土段根据路基填筑的具体高度不同，会有不同的施工方案。

若其超过1.8m ，一般会选用重型压路机加固路基。

如果该路段没有水草沼泽的存在，冲击碾压的工序要达到地面30cm 。

若其未超过1.8m ，一般会选用加强冲击碾压的方式或是基底局部换填的方式以加固路基。

如果该路段没有水草沼泽，换填采用80cm 的厚砂砾石；通过水草沼泽时，填筑50cm 砂砾，将填筑的砂砾石用重型压路机冲击压入地面以下，冲击碾压均不清除草皮，换填或冲击碾压后上部填筑30cm 厚石渣，其上布设塑钢土工格栅。

3.2富冰、饱冰冻土段路基填筑高度不同具体施工方案不同。

多年冻土地区路堤施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-LJLM-0203-2011第三工程公司强晓东1 前言1.1工艺概况在我国，多年冻土分布面积约占全国面积的22.4%，而青藏高原多年冻土带又是全球分布最大、海拔最高的多年冻土地区。

由于多年冻土有融沉性、冻胀性、冰（水）害等工程特性，而气候升温和工程活动引起的多年冻土退化导致的工程病害也一直困扰着多年冻土地区路基施工。

多年冻土路堤施工工艺就是在长期的工程实践和科学试验中慢慢发展并成熟起来的。

1.2工艺原理通过地基处理、换填、填料控制、片石通风、保温板、土工格栅及加强隔、排水系统等一系列措施，在路堤施工中严格控制各工序质量标准，确保路堤的整体质量稳定。

2 工艺特点1、不清除地表，注重施工季节时段，减少热侵蚀、热扰动，采用通风片石、铺设聚胺脂板、片石护道、土护道、碎石护坡等防护措施，以减小冻土上限下移。

2、注重路基挡、排水工程施工，采用“U”型水沟、挡水埝等施工措施，减少外界水源对路基的侵害。

基底采取换填、保温板、复合土工膜等措施，尽可能保护冻土的原始状态。

3、采取碎石网格、碎砾石土铺设、混凝土栅栏、喷洒固沙剂等措施防风固沙。

3 适用范围本工艺适用于高原多年冻土地区铁路路堤施工，类似环境条件下的公路路堤可借鉴采用。

4 主要技术标准1、《青藏铁路高原多年冻土区路基工程质量检验及评定标准》建技【2002】18号；设计图纸及合同文件2、《铁路路基施工规范》TB102023、《铁路工程土工试验规程》TB101024、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB104145 施工方法热侵蚀、热扰动是导致冻土地基变形的核心要素，为了保证多年冻土上限不下移，施工季节填土宜选择在6～10月份，并采取合理的断面形式和处理措施，尽量减少对多年冻土的扰动和破坏，增加基底的冷储和减少基底的蓄热，保持路基基底的多年冻土处于冻结状态。

对于低含冰量冻土地段路堤施工主要采取加强排水措施，路堤填筑，在不清除原地表植被的前提下对基底进行必要的压实后按“三阶段、四区段、八流程”工艺施工；对于高含冰量冻土地段路堤施工主要采取换填、铺设隔热板、复合土工膜及挡水埝等施工措施。

片石通风路堤施工工法一、前言片石通风路堤是为解决多年冻土地段路基冻胀融沉问题，最早由俄罗斯科学家提出的通过路基填料来维持冻土上限热平衡的试验项目。

中国铁路专家对冻土地区筑路技术研究已近40年，在青藏铁路二期工程的修建过程中，此项技术得到了广泛推广，其应用技术日趋成熟。

公司承建的青藏铁路XX标，位于唐古拉山口，全长8km，倾填片石地段2.145km，倾填片石总量约10万方。

工程竣工后沉降观测分析：片石通风路堤保护高原高含冰量多年冻土效果良好，取得了良好的社会效益和经济效益，现总结形成本工法。

二、工法特点1、倾填片石路堤施工法，片石间的大量孔隙能促进堤身热量散失，屏蔽热量摄入，提高基底冷空气藏量，有效维护高原多年冻土路基的稳定性，减少路基冻胀融沉。

2、施工设备简单，主要使用挖掘机、推土机、装载机、自卸车等路基施工常用设备，无需另购，筹措方便。

3、施工周期短，片石倾填既不受季节影响，也可以随同路基本体同步施工，可有效缩短施工时间。

三、适用范围适用于高原高含冰量多年冻土区路基施工。

四、施工工艺(一)、工艺原理片石通风路堤是一种通过倾填片石来增加堤身空隙，改变路堤传热方式的结构。

倾填片石层是一种自由堆积体，片石块径大、片石层孔隙率大，堤面与堤身的热传输，不仅可通过片石接触传导热量，还可以通过片石间的空隙使片石层中空气与堤外空气对流传热。

片石通风路堤的混合热传输方式，促进了堤身热量的散失，屏蔽了热量摄入，提高了基底冷空气藏量，有利于维护基底多年冻土稳定。

寒冷季节，由于气温低于堤身温度，堤外比重“大”的冷空气下降置换堤身空隙内比重“小”的热空气，加速堤身热量散失，降低了堤身和基底温度；温暖季节，太阳辐射加热路堤表面，外界气温高于孔隙内冷空气温度，堤内堤外温度梯度逆转，抑制了对流置换作用；同时堤内孔隙屏蔽，在堤表形成一层热幕，堤表热幕促使孔隙内空气相对静止，从而达到保护基底多年冻土的目的。

(二)、工艺流程根据《青藏铁路多年冻土区工程设计暂行规定》和施工图设计有关规定：在高温极不稳定的高含冰量地段，路堤高度＞3.5m时，填筑1.2m厚片石层，当3.5m≥路堤高度＞2.5m时，填筑1m厚片石层，顶部填筑20cm厚碎砾石过渡层和20cm厚中粗砂反滤层，基底土路拱设2%的排水横坡，坡脚片石层厚度不得小于30cm。