2018年国家科技进步奖提名项目公示
一、项目名称
高寒高海拔多年冻土区大尺度公路建设技术与应用
二、提名者及提名意见
提名者：交通运输部
提名意见：
我国是全球高海拔多年冻土唯一集中连片分布地区，青藏高原多年冻土分布面积达150万平方公里。长期以来，受制于冻土融沉冻胀这一世界工程难题，自20世纪50年代，青藏高原首条冻土公路—青藏公路等4条进藏国道通车以来，交通行业再未上马重大道路工程建设项目。面对国防和区域经济社会发展的迫切需要和青藏两省区广大人民群众对提升交通基础设施服务能力和水平的强烈呼声，国家十二五、十三五高速公路网规划中均列入进藏高速公路通道。为保证青藏高原多年冻土区大尺度公路能落地、建得成，近十年来国家科技部、交通运输部及青藏两省区先后投入研究经费1.5亿元，设立14项课题，由13家设计、科研、高校、建设等单位，在高寒高海拔多年冻土大尺度高等级公路建设急需的工程理论、设计方法和冻融控制关键技术联合攻关，取得重大突破。首次创建冻土工程尺度效应理论，提出冻土工程能量平衡设计方法，攻克大尺度冻土路基冻融变形控制、大断面桥隧构造物抗冻防融等关键技术，系统创立我国独有的高寒高海拔多年冻土区大尺度公路建设技术，支撑建成全球第一条多年冻土高速公路，有效控制冻土工程病害率<6%。该项目系原始创新，研究环境艰苦，技术难度大，涉及专业领域广，经科技部、中国公路学会组织成果评价鉴定，项目成果达国际领先水平。
项目提出的冻土工程尺度效应理论奠定了大尺度公路冻融灾害防控理论基础，提出的设计方法和关键技术应用于我国多年冻土区公路升级改造3500km，新建共玉、花大高速公路1100km，推广应用于中巴公路建设。
项目成果是近40年来我国交通领域公路冻土工程技术的升级与突破，大幅提升我国冻土工程的国际影响力，经济和社会效益特别显著。
交通运输部同意推荐该项目申报2018年度国家科学技术进步一等奖。三、项目简介
本项目研究属交通运输领域。多年冻土占全球陆地总面积的1/5，我国约1/4国土分布多年冻土。冻土融沉、冻胀是公认的国际工程难题，国际上冻土工程病害率高达35%以上，至今未在多年冻土区大面积修筑沥青路面公路，无成
熟经验借鉴。20世纪50年代青藏、青康、新藏通车后，由于出现严重的工程病害，50多年间青藏高原多年冻土区未新建公路，严重制约国防及区域经济社会发展。
如何保障多年冻土区大尺度公路特别是高速公路能落地、建得成，亟需攻克三大难题：①破解新建大尺度公路热能量聚积耗散风险的工程理论；②控制冻土与工程间相互强烈热作用的设计方法；③预防大尺度公路路基、桥、隧道工程灾变的技术措施。在国家及部委支持下，历经近十年理论技术创新，形成自主知识产权的多年冻土区大尺度公路灾变防控理论及设计技术体系。创新点如下：
1.深度挖掘40年海量监测数据，揭示了公路与其他工程间的热干扰效应，发现了路基路面尺度与路基病害的关系，揭示了基于时间维度的热能变化引发冻土病害的非线性效应。国际首创公路冻土尺度效应理论，解决了多年冻土公路病/灾害演化普遍规律深度认知的世界性难题。
2.创建考虑冻土退化趋势的多年冻土路基热平衡计算模型，在国内外首次建立了公路冻土温度、冻土上限双控的能量平衡设计方法及参数体系，突破了多年冻土区新建公路缺乏路基科学设计的技术瓶颈，路基平均高度从6m降至3m，成功应用于全球第一条高原多年冻土高速公路——共和至玉树公路建设。
3.针对大尺度路基冻融变形问题，研发了具有自主知识产权的多年冻土公路多尺度路基能量智能调控技术与装备，创立弥散式通风路基设计方法与施工技术，攻克了冻土分布不均匀高风险路段融沉病害防控难题；自主研发了具有梯度热导率向下递减的路面结构、材料与施工技术，有效解决了沥青路面强吸热诱发路基冻胀融沉的这一世界难题；发明阻热导冷路基结构，实现路基热量定向诱导，消除了整体式宽幅路基中心能量聚集产生中心融化盘致灾风险。
4.针对大断面桥隧结构灾变防控问题，首次揭示桥梁纵、横向群桩在水热化叠加效应下桩周融化影响规律，提出群桩回冻时间及施工合理周期；首次提出大断面隧道冻融圈影响范围及能量平衡关系，创新分阶段防控技术体系，解决了大断面隧道热融灾变防控难题，取得了多年冻土隧道设计方法的重大突破，建成世界上海拔最高的多年冻土区长大隧道——花大高速雪山一号隧道。
项目申报专利126项，授权发明专利35项，软件著作权7项；发表论文280篇（SCI/EI收录116篇），出版专著11部；制定行业、地方标准9部，纳入国家、行业标准4项；获省部特等奖3项、一等奖5项。系列成果在青海、西藏、新疆等省区及中巴公路推广应用3500km，实现高原冻土二级公路大修年限延长3~5年，新建高速公路施工平衡期病害率<6%。经济效益41.78亿元。开创了高温冻土区修建高速公路的国际先河，创造了青藏公路建成60年仍全天候通车冻土工程界的世界奇迹，有力提升了冻土工程技术的国际影响力。
四、客观评价
1. 评审意见
2017年2月至5月，科技部、交通运输部和中国公路学会分别组织8位院
士和6位行业内专家对国家科技支撑计划项目“高海拔高寒地区高速公路建设技术”及5个课题进行成果评价，评审意见如下：“本项目创立公路冻土工程尺度效应理论；构建了高原多年冻土地区高速公路冻土工程设计方法；建立了高海拔高寒地区满足运行安全的高速公路安全设计技术体系；系统集成大尺度冻土工程防融、抗冻、耐久的技术体系，攻克了高寒高海拔地区高速公路路基、路面、桥梁桩基、隧道及环境保护等关键技术；攻克高海拔高寒地区高速公路长距离、大范围、实时自动监测的技术难题。项目成果填补了国际高速公路多年冻土工程研究空白，总体达到国际领先水平”。
2. 获奖情况
（1）项目成果“青藏高原冻土地区公路修筑技术基础平台”获2012年度中国公路学会科学技术特等奖；
（2）项目成果“高原多年冻土地区高速公路建设新技术研究”获2013年度中国公路学会科学技术一等奖；
（3）项目成果“共和至玉树高速公路建设关键技术”获2015年度中国公路学会科学技术特等奖；
（4）项目成果“公路安全风险识别、防控技术及装备”获2016年陕西省科学技术一等奖；
（5）项目成果“高原多年冻土区公路隧道设计与施工关键技术”获2016年中国公路学会科学技术一等奖。
（6）项目成果“高原多年冻土高速公路建设关键技术”获2017年度中国公路学会科学技术特等奖；
（7）项目成果“高寒地区公路运行状态监测体系及灾害预警关键技术”获2017年度陕西省科学技术一等奖；
3. 媒体报道
截止目前，国内专业媒体针对本项目研究成果累计进行了10余次报道，《新华网》、《科技日报》、《中华人民共和国交通运输部》网站、《中国交通报》、《青海日报》等相继报道了高寒高海拔高速公路建设技术研究进展，产生巨大的反响。
（1）2014年10月8日，《新华网》刊发报道“五问青藏高速公路修建：高速公路何时通拉萨”，报道指出：本项目成果“将为成功建设高海拔高寒地区高速公路扫除技术障碍，提升高海拔高寒地区高速公路交通安全和服务水平”。
（2）2016年4月5日《科技日报》报道，在服务重大工程项目上，针对共和至玉树公路建设中的路基、桥涵、隧道、环境保护等设计、施工技术难题，通过一系列的研究，项目成果基本解决了施工中的关键技术，并依托项目建设了相应的试验示范工程，成为玉树灾后重建的重要部分。
（3）2016年5月27日《中国交通报》报道，共玉高速公路运用项目研究提出的草皮边坡防护技术以后，“草皮边坡不仅保护了生态环境和冻土，提供施工效率达5倍以上”，提出的退化草场草皮移植复垦技术，实现了“公路边坡植
被有了保障，草场起死回生，群众增加收入，一举多赢”。
（4）2016年6月6日《青海省人民政府》网站报道，我国第一条在青藏高原建设的冻土高速公路——青海共和至玉树高速公路，经过广大交通建设者5年的攻坚克难，即将于年内实现通车。这条集高寒、高海拔、高速公路于一身的“三高”公路，不仅最大程度地实现了集成创新，而且已取得技术进步与创新成果15项以上，其中3项成果达到国际领先水平，2项达到国际先进水平。
（5）2016年6月13日《青海日报》报道：项目成果为全球首条多年冻土区高速公路共和至玉树公路提供了强有力的支撑，“通过管理理念创新、先进科技手段推进以及日常精细化管理措施的落实，共玉指挥部共节约建设成本近5亿元。在平均海拔4100米以上严峻的施工环境考验和建设难度下，5年多来安全生产保持了零伤亡，环保工程成为高海拔高寒地区示范工程，取得了显著的经济、社会、环保效益。”
4. 其他评价
项目研发团队获2013年度感动交通十大年度人物，获2016年中华总工会授予的“工人先锋号”称号。
五、推广应用情况
研究成果直接服务于青海省共玉公路、花久公路建设，青藏公路等多年冻土公路养护累计超过1200公里，推广应用于中巴喀喇昆仑公路、漠北公路、中印边防公路等3500公里，并为待建的青藏高速公路提供技术支撑。
本研究成果推广应用前景十分广阔，预计将直接应用于青藏高速公路、新藏公路升级改造等3000公路的建设，而且还可为“一带一路”多年冻土区公路工程建设与养护以及铁路、管线等其他行业提供经验借鉴。
主要应用单位情况表
应用单
位名称
应用技术应用的起止时间应用情况
青海省交通运输厅高寒高海拔多
年冻土区大尺
度公路建设技
术与应用
2011.5-2016.12
成果直接应用于青海省共玉高速
公路、花久公路、扁门公路等新
建公路和G214、S308、S309等
旧路整治工程，保障建成世界首
条高海拔多年冻土区高等级公
路，首次建成国际上海拔最高、
断面尺度最大的多年冻土隧道，
首次将多年冻土地区道路工程病
害率控制在10%以内。
西藏自治区交通运输
厅高寒高海拔多
年冻土区大尺
度公路建设技
术与应用
2010.3-2016.12
成果推广应用于西藏自治区
1230km多年冻土区道路，道路服
务水平大幅提升，直接服务于青
藏公路（G109）的养护与维修，
目前车辆平均行驶速度达80km/
小时,达到历史最好服务水平。并
为青藏高速公路工程可行性研究和初步设计提供坚实的科学支撑。
新疆自治区交通运输
厅高寒高海拔多
年冻土区大尺
度公路建设技
术与应用
2012.5-2015.12
支撑新藏公路（G219）升级改造，
提供科研与技术咨询服务。建立
G219线长期冻土观测研究基地，
填补新疆高山地区及青藏高原西
北边界地区冻土工程长期监测的
空白。成功指导新藏公路（G219）
升级改造路基路面设计与施工。
内蒙古自治区交通运输厅高寒高海拔多
年冻土区大尺
度公路建设技
术与应用
2014.6-2016.8
成果直接指导国道322线阿里河
至库布春林场段一级公路工程，
有效提高东北高纬度多年冻土区
公路修筑质量，提高多年冻土区
公路的服务水平，有效提升内蒙
古自治区多年冻土地区道路设计
与施工技术水平。
黑龙江省交通运输厅高寒高海拔多
年冻土区大尺
度公路建设技
术与应用
2008.9-2012.5
东北多年冻土区面积约39万
km2，黑北公路、漠北公路、伊哈
公路等大于300km多年冻土路段
工程建设应用到本研究成果。为
东北岛状多年冻土区公路建设与
管理提供科学依据，有效降低黑
龙江省多年冻土区公路工程风
险、加快施工进度、降低管理成
本、节省工程投资。
六、主要知识产权证明目录
主要知识产权证明目录（不超过10件）
知识产权类别知识产权
具体名称
国家
（地区）
授权号
授权
日期
证书编号权利人发明人
发明专利
有效状态
发明专利用于冷却
20m以上大
尺度冻土
路基的阻
热导冷结
构中国ZL201
410758
866.9
2016.
09.07
2232359 中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
汪双
杰;陈
建兵;
朱东
鹏;符
进;李
金平;
董元
宏;金
龙;穆
柯
有权
发明专利Method and
pavement
structure for
protecting
highway
subgrade in
frozen soil
area 美国US830
3211B
2
2012.
11.6
US008303
211B2
中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
汪双
杰;王
声乐;
陈建
兵;周
晓峰;
张娟;
朱启洋
有权
发明专利一种冻土
区公路路
基保护方
法及路面
结构中国ZL200
980101
079
2012.
09.05
1034284 中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
汪双
杰;王
声乐;
陈建
兵;周
晓峰;
张娟;
朱启洋
未缴年费
专利权终
止
发明专利一种热管-
块碎石护
坡降温隔
热复合路
基在宽幅
道路中的
应用中国ZL200
910020
926.6
2011.
04.20
764555 中国科
学院寒
区旱区
环境与
工程研
究所
赖远
明;董
元宏;
郭宏
新;张
明义
有权
发明专利大尺度冻
土路基强
制弥散式
冷却通风
管道系统
及施工方
法中国ZL201
410757
858.2
2016.
07.06
2133755 中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
陈建
兵;汪
双杰;
穆柯;
朱东
鹏;金
龙;董
元宏;
袁堃;
陈冬根
有权
发明专利多年冻土
地区公路
三维导向
线选定方
法中国ZL201
610222
635.5
2017.
10.27
中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
汪双
杰;张
驰;杨
坤;陈
建兵;
金龙;
邵广
军;闫
晓敏;
熊丽
有权
发明专利一种防止
寒区道路
翻浆的新
型路基结
构中国ZL20
10102
72125
.1
2012.
05.23
954615 中国科
学院寒
区旱区
环境与
工程研
究所
赖远
明;董
元宏;
张世民
有权
发明专利多年冻土
地区集水、
导水和渗
水的路基
边坡排水
系统中国ZL20
14107
59273
.4
2016.
08.24
2194734 中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
陈建
兵;汪
双杰;
袁堃;
金龙;
朱东
鹏;符
进;李
金平;
彭慧
有权
发明专利穿越多年
冻土区与
非冻土区
的隧道排
水系统及
其设置方
法中国ZL201
210167
742.4
2015.
03.18
中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
韩常
领；夏
才初；
纳启
财；王
掌军；
王宇
顺；陈
红伟
有权
发明专利多年冻土
隧道边仰
坡及路堑
边坡截排
水系统及
其施工方
法中国ZL20
13100
94170
.6
2015.
08.19
1758609 中交第
一公路
勘察设
计研究
院有限
公司
韩常
领；夏
才初；
王掌
军；纳
启财；
陆蒙；
史彦文
有权
七、主要完成人情况
第1完成人：汪双杰，主持国家科技支撑计划项目“高寒高海拔高速公路建设技术”，总体负责项目实施、研究方案与大纲制定，审查各专项成果，总体质量把关。总体规划创新点1、2、3的研究工作。创立了公路冻土工程尺度效应理论，并提出基于能量平衡的冻土工程设计方法，发明阻热导冷路基新结构，单向导热路面新结构等新型大尺度路基冻融变形防控技术。
第2完成人：赖远明，审查专项成果，总体质量把关。参与创新点3的研究工作。发明了L型热管-块碎石护坡保温板结构，解决整体式宽幅路基中心热量聚集产生融化盘致灾风险难题。
第3完成人：陈建兵，主要参与创新点1、2、3的研究工作。主持国家科技支撑计划课题“大尺度冻土路基变形控制与稳定技术研究”，发明了大尺度冻土路基强制弥散式冷却通风管道系统及施工方法。
第4完成人：张娟，主要参与创新点1、2的研究工作。主持国家科技支撑计划课题“高海拔高寒地区工程构筑物灾变监控体系与预警预报技术”，研发低温长距离分布式布里渊光纤传感技术，提出路基病害评价及预警技术。
第5完成人：纳启财，负责实施共和至玉树公路试验示范工程总体设计，指导野外试验工程实施以及质量控制。
第6完成人：冯振中，参与创新点3的研究工作。负责青藏公路试验工程的设计、审查与实施，负责冻土路基稳定技术与路面加铺技术在青藏公路的应用示范。
第7完成人：牛富俊，参与创新点3的研究工作。主持国家科技支撑计划课题“多年冻土区大尺度桥隧构造物灾变风险与控制技术研究”，提出大断面冻土桥梁桩基回冻规律及承载力影响范围。
第8完成人：韩常领，参与创新点3的研究工作。研发大断面冻土公路隧道防冻融结构设计方法和支护体系。
第9完成人：吴明先，参与创新点3的研究工作，负责项目试验示范工程的设计与实施。
第10完成人：王佐，主要参与创新点1、2的研究工作。负责青藏工程走廊热融风险评估。
第11完成人：房建宏，负责共和至玉树公路试验示范路段应用效果的监测及数据平台构建。
第12完成人：金龙，主要参与创新点1、2的研究工作。提出路基高度效应，参与冻土工程尺度效应理论的建立，提出用能量指标评估冻土工程热效应，参与建立冻土工程能量平衡设计方法。
第13完成人：陈济丁，主要参与创新点3的研究工作。提出生态环保冻土防护技术。
第14完成人：陈团结，主要参与创新点3的研究工作。参与研发单向导热路面新结构。
第15完成人：王声乐，主要参与创新点3的研究工作。参与研发单向导热路面新结构。
八、主要完成单位及创新推广贡献
第1完成单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司，全面负责研究方案的制定、研究报告撰写和鉴定验收，负责野外试验方案的设计与具体实施，完成本项目创新点1、2、3、4的研究工作。（1）创立冻土工程尺度效应理论。（2）提出基于能量平衡的冻土工程设计方法。（3）研发大尺度冻土路基冻融变形防控技术。（4）研发大断面桥隧构造物抗冻防融新技术。（5）示范工程设计与现场技术控制。
第2完成单位：青海地方铁路建设投资有限公司，（1）负责开展共和至玉树公路试验示范工程的建设。（2）负责试验示范工程监测数据的收集整理。
第3完成单位：西藏自治区公路局，（1）收集整理青藏公路整治改建勘察、设计及养护资料。（2）负责开展青藏公路沿线试验工程的实施和维护。（3）负责研究成果在青藏公路实施应用。
第4完成单位：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，提出L型热管-块碎石护坡-保温板新型结构路基，主持大断面桥梁桩基回冻规律和承载力特征研发。
第5完成单位：青海省交通科学研究院，完成高寒地区公路构筑物状态监测系统的现场实施、数据平台的构建，以及工程构筑物灾变技术现场示范工程的建设。
第6完成单位：交通运输部科学研究院，参与创新点4的研发工作，提出生态防护冻土保护技术。
九、完成人合作关系说明
第1完成人汪双杰，为本项目负责人，总体负责项目实施、研究方案与大纲制定，审查各专项成果，总体质量把关。总体规划创新点1、2、3的研究工作。与其他完成人共同完成项目立项、研发和技术集成创新，创立了公路冻土工程尺度效应理论，并提出基于能量平衡的冻土工程设计方法，发明阻热导冷路基新结构，单向导热路面新结构等新型大尺度路基冻融变形防控技术。
第2完成人赖远明。负责本项目创新点3中新型大尺度冻土路基研发，发明了L型热管-块碎石护坡-保温板复合路基结构，提出冻土路基本构模型和变形计算方法。
第3完成人陈建兵，作为项目负责人完成国家科技支撑计划课题“大尺度冻土路基变形控制与稳定技术研究”，与第1完成人共同提出冻土路基尺度效应理论和能量平衡设计方法，参与研发了新型大尺度冻土路基结构，提出强制弥散式通风路基结构，协助第1完成人发明了单向导热路面结构与阻热导冷新结构。
第4完成人张娟，作为课题负责人与第1完成人完成国家科技支撑计划课题“高海拔高寒地区工程构筑物灾变监控体系与预警预报技术”，共同申报陕西省科技进步奖“高寒地区公路运行状态监测体系及灾害预警关键技术”。
第5完成人纳启财，本项目共和至玉树公路试验示范工程实施负责人，与第1、3、4完成人共同完成试验示范工程的建设与跟踪观测，共同参与国家科技支撑计划项目“高海拔高寒地区高速公路建设技术”的组织管理工作。
第6完成人冯振中，负责本项目青藏公路试验工程设计、审查与试验，与第1、3、4等完成人共同参与国家科技支撑计划项目“高海拔高寒地区高速公路建设技术”的组织管理工作，与第1、3完成人共同申报西藏科技进步奖“青藏高温多年冻土区高速公路冻土路基尺度效应理论与变形控制技术”。
第7完成人牛富俊，作为课题负责人完成国家科技支撑计划课题“多年冻土区大尺度桥隧构造物灾变风险与控制技术研究”，完成本项目创新点4中大尺度
桥梁桩基群桩回冻规律研究。协助第1完成人完成国家科技支撑计划课题“青藏高原冻土高速公路布局及其冻土环境耦合作用研究”。
第8完成人韩常领，协助第7完成人完成国家科技支撑计划课题“多年冻土区大尺度桥隧构造物灾变风险与控制技术研究”，完成本项目创新点4中大断面隧道防融抗冻技术，与第5完成人共同发明专利“穿越多年冻土区与非冻土区的隧道排水系统及其设置方法”。
第9完成人吴明先，协助第1、3完成人完成国家科技支撑计划课题“青藏高原冻土高速公路布局及其冻土环境耦合作用研究”与“多年冻土区大尺度桥隧构造物灾变风险与控制技术研究”；与第1、4完成人共同申报陕西省科技进步奖“高寒地区公路运行状态监测体系及灾害预警关键技术”。
第10完成人王佐，协助第1完成人完成国家科技支撑计划课题“青藏高原冻土高速公路布局及其冻土环境耦合作用研究”，与第1完成人共同完成《青藏公路多年冻土地区公路工程地质研究回顾与展望》论文的撰写。
第11完成人房建宏，协助第1、3完成人完成国家科技支撑计划课题“大尺度冻土路基变形控制与稳定技术研究”，协助第4完成人完成国家科技支撑计划课题“高海拔高寒地区工程构筑物灾变监控体系与预警预报技术”。
第12完成人金龙，协助第2完成人提出冻土路基本构模型与变形计算方法，共同发表论文“Yield Criterion and Elasto-plastic Constitutive Model for Frozen Sandy Soil”。协助第1、3完成人完成国家科技支撑计划课题“青藏高原冻土高速公路布局及其冻土环境耦合作用研究”与“大尺度冻土路基变形控制与稳定技术研究”。
第13完成人陈济丁，与第1、3、4、5、6、7等完成人共同参与国家科技支撑计划项目“高海拔高寒地区高速公路建设技术”的组织管理工作。
第14完成人陈团结，与第1完成人共同发表论文《硅藻土沥青混合料阻热性能及其对冻土地基的影响》。
第15完成人王声乐，协助第1、3完成人完成国家科技支撑计划课题“大尺度冻土路基变形控制与稳定技术研究”，共同提出创新点3中大尺度新型冻土路基冻融变形控制技术，发明单向导热路面结构。
高寒地区隧道施工中的有关保温措施 第二工程有限公司 杨仕忠 【摘 要】 新建精伊霍铁路克孜勒萨依隧道位于北天山北麓,冬长夏短,极端最低气温-30℃,最大季节冻结深度200c m,本文对该隧道在冬季施工中的成功经验以及一些失败教训进行总结,为 以后类似工程提供一定的参考。 【关键词】 高寒地区 隧道施工 冬季施工 保温措施 1 工程概况 精伊霍铁路S3标段克孜勒萨依隧道全长4825m,为全线第三长大隧道,隧道大部分为单线,其中出口571m位于阿夏勒车站内,为双线隧道,进口段267m及车站附近657m位于半径1200m的曲线上,其余位于直线上,洞身线路纵坡依次为1615‰、17‰、1615‰、6‰的上坡。隧道通过地区属中温带干旱气候区,冬长夏短,每年初雪期在10月中下旬,第二年的6月中下旬山区冰雪尚可化尽,漫长的冬季大雪封山。年平均气温313℃,极端最高气温30℃,最低-30℃,最冷月平均气温-1313℃,最大积雪厚度54c m,最大季节冻结深度200c m。 2 施工辅助设施 211 施工供电 由于施工用电线路基本在洞内,施工供电仅需注意洞外变压器采用35号变压器油,保证在零下35℃以上变压器仍能正常工作。另外洞外配电房在冬季施工中,需有供暖设施,可采用无烟炉或暖气供暖。 212 通风 冬季气温极低,冬季时通风机采用草帘进行包裹,风机配电柜顶部进行遮挡。由于冬天风大天冷,洞外风管不便检修,因此最好将洞外风管采用钢管架进行加固。 213 施工供水 施工供水是高寒地区施工的难题,必须在水管路埋设、水池修建等实施阶段认真筹划,避免冬季施工中,由于供水问题而带来的被动。 (1)洞外供水 水管路埋设:供水管采用<80钢管或高压橡胶管。水管路埋设可采取两种方式,即明挖暗埋和明铺暗裹,两者比较后者更便于检修。由于工程所在地设计最大冻结深度为200c m,所以明挖暗埋坑深必须大于2m,水管铺设前用草帘进行包裹后,再用土回填密实掩埋。明铺暗裹则是将水管用特殊保温材料包裹后,铺于地面上,再用一般保温材料覆盖,其上铺塑料薄膜,再用粘土压实,明
随州二中高二地理限时练（18） 区域地理冻土专题 命题：蔡恒审题：詹升强时间：2019年11月22日一、选择题（每题5分，共70分） 在青藏铁路建设中，为解 决多年冻土层不稳定对路基 的影响，采用了自动温控通风 管技术(如图所示)，通风管两 端挡板在气温高于0 ℃时关 闭，低于0 ℃时打开。该地一年中日平均气温的变化范围为－14 ℃～－8 ℃，负温期(日平均气温小于0 ℃的时期)约6.5个月。据此完成1-2题。 1.通风管挡板() A.正温期一直处于关闭状态 B.负温期一直处于关闭状态 C.夜晚多打开，储冷、降温 D.夏季多打开，通风、散热 2.与江汉平原相比，该地() A.负温期短 B.气温年较差大 C.气温日较差大 D.太阳辐射弱 3.冻土是指0 ℃以下，并含有冰的各种岩石和土壤。冻土可分为季节冻土和多年冻土。冬季含冰冻结、夏季全部融化的岩土被称为季节冻土，
包括季节冻结层和季节融化层。下图为北半球季节冻结层与季节融化层深度随纬度和海拔的变化示意图，根据图中信息，判断季节冻结层与季节融化层的分布特点是() A.季节冻结层水平分布的范围小 B.随着纬度的升高，季节融化层厚度减小 C.季节冻结层多分布在极地附近 D.随着海拔的降低，季节融化层厚度减小 下图示意青藏线唐古拉山段某处 的景观，该装置是为保护青藏公路 而建的工程设施。据此完成4-5题。 4.推测该装置的主要作用是() A.防止水土流失 B.防止冻土融化 C.防止滑坡 D.防止低温对路基的破坏 5.对该装置破坏最大的原因可能是() A.野生动物的破坏 B.低温的破坏 C.紫外线强烈的破坏 D.大风的破坏 6.冻土是指温度在0℃ 或0℃以下，含有冰的 土层或岩层，分为季 节冻土和多年冻土。
高原高寒地区路基附属绿化防护浅谈 青海省地处青藏高原高寒草原区，草皮对当地的生态环境、对当地牧民的生活及其环境保护起极其重要的作用，是施工中环境保护的重要措施之一。充分利用路基基底、取（弃）土场、便道等原有草皮的基础上,提出了能快速恢复高原植被、及时防护加固路基边坡和代替圬工结构施作草皮水沟的植被移植、草籽种植的施工技术。并提高了高原植被移植的利用率和成活率，有效地减轻了对高原生态环境的破坏,保证了路基边坡的长期稳定,同时减少了路基圬工结构的数量,取得了较好的经济效益和社会效益。 关键词:草皮移植草籽种植施工技术 1 概述 青藏高原青海省，属大陆性高原气候区，气温低、温差大、日照长、降水少为主要气候特征，年平均气温：－0.3℃～－0.5℃。大多地处高寒草原区，草皮对当地的生态环境、对当地牧民的生活及其环境保护起极其重要的作用，施工完成后要求对路基边坡进行草皮移植，恢复环境。 2 施工特点 2-1 由于青藏高原生态环境条件十分恶劣,生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢，长期低温和短暂的生长季节使植被一旦被破坏，其恢复周期十分漫长,容易引起土壤沙化和水土流失。而移植、种植草皮能保证植被及时恢复、最大限度地减少对环境的破坏。 2-2由于移植草皮是对施工中路基基底将要破坏的草皮进行移植利用，变废为宝，造价相对来说也就较低，具有较好的经济效益。同时，草场是当地牧民的生活之源，及时恢复其草地植被，能造福当地牧民，具有较好的社会效益。 3 工艺原理 青藏高原干旱、半干旱区，主要是属于多年生草类。根据高寒草原、高
寒草甸区生长的多年生草地植物的再生特性及其影响牧草再生能力的因素（牧草自身的生物学再生能力：它们地上部分的枝条，每年在生长季节结束后死亡，同时在来年春夏季由蘖节、根颈、根茎处的芽形成新的枝条。牧草生长必须的环境条件；利用的方式、条件及强度；以及多年生草地植物再生时贮藏营养物质动态的影响），在草皮移植和草籽种植的过程中，必须保证满足其再生的基本条件。草皮移植和草籽洒播时间只能选择在每年的暖季，此时刚好为青藏高原的雨季，即5～8月份之间，既能满足生长的温度和湿度的需要，同时又能保证一定的生长期，有利于提高移植草皮和草籽的发芽生长成活率。 4 施工工艺 4-1草皮移植 4-1-1工艺流程: 详见下页草皮移植施工工艺流程图 4-1-2施工要点： 4-1-2-1回铺的草皮采用路基原地面移植至路基两侧的草皮。 4-1-2-2回铺前，要严格按照技术人员测设的路基和水沟边桩及高程线并根据路基边坡坡度1：1.5的坡率和水沟斜边坡率进行挂线刷坡并对边坡进行夯实，保证坡面平整、密实，坡度满足要求。之后按路基里程每20m左右分段进行挂线施工，挂线要求在该施工段上、下、左、右均按草皮厚度30cm 与坡面预留高度拉线，并在线框中间纵横拉线与四面边线连接形成整体平面，此平面即为草皮铺设后的坡面，在所有准备工作就绪后，报请技术人员检查坡度线及预留厚度，符合要求后方可进入回铺工序。 4-1-2-3挖取草皮要求选在草地植物的分蘖期及结实期，即5月—8月之间。取草皮时，应注意所取草皮的块度。在施工方便的条件下，所取草皮的块度要以人工能搬运、回铺，同时考虑到减少对草皮根系的切割为宜为了施工中人工搬运的方便，其块度一般在0.2m×0.2m～0.5m×0.5m之间，
高寒地区公路隧道施工中常见的问题及应对策略 【摘要】随着我国经济的发展，公路施工的范围越来越广泛。在我国西部高寒地区也修建了越来越多的公路，很多公路隧道的施工也在不断涌现。在西部高寒地区修建公路隧道必须注 意其独特的气候条件和地质条件，这样才能保证公路隧道的安全。本文分析了高寒地区公路 隧道施工常见的问题并提出了自己的对策。 【关键词】高寒地区；公路隧道；问题及策略 【中图分类号】U445.4【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）18-0137-02 随着我国国民经济的快速发展，对交通运输的需求越来越大，全国各地都在修建高等级的公 路来满足各地交通运输的需求。对于我国西部高寒地区来说，为了适应国家西部大开发的战略，越来越多的公路出现在西部，在西部高寒地区进行公路施工就不可避免的遇到公路隧道 的施工问题。高寒地区由于其特殊的气候特点和地质条件，在隧道公路施工中会遇到其他地 区隧道公路难以遇到的问题，因此不能完全按照其他地区公路隧道施工的经验进行施工，必 须针对高寒地区的特点有针对性的进行公路隧道施工。高寒地区公路隧道施工常见的问题包 括混凝土的施工问题、二衬施工质量控制问题、公路隧道的防、排水设计问题和防冻措施问题。 1.高寒地区公路隧道的混凝土施工问题 高寒地区由于其独有的气候和地理特性，在混凝土施工方面必须对拌和站保温、混凝土的运 输和隧道内的保温严格控制，根据隧道公路施工时的气温以及工程条件，在确保工程质量和 进度的前提下，采用适合高寒地区的施工策略。 新浇筑的混凝土遇到低温会使拌合水结成冰，由于水和冰的密度不同导致水结冰后体积会增 大9%左右，这样水泥的水化作用也就会失去作用，水泥浆体中的空隙会比常温下正常凝固的混凝土变大，这样就会导致混凝土的各种物理特性都有所下降，比如抗压力减少一半，抗渗 能力几乎丧失，混凝土与钢筋的粘合力也会有显著的下降。因此寒冷温度下的混凝土不但受 力强度下降，而且耐用性也会大大降低。如果为了提高混凝土的强度来增加水泥的用量，虽 然可以解决抗压的问题，但是耐用性还是无法解决。因此在高寒地区公路隧道施工时，对于 混凝土的使用必须防止在硬化初期受到低温的影响，尽快获得混凝土的强度。一般来说混凝 土的温度降到零度以下前，其抗压强度不能低于抗冻的临界强度。抗冻临界强度根据水泥成 分的不同有所不同。如果混凝土水泥原料为硅酸盐水泥，则抗冻临界强度为混凝土设计强度 的30%；如果混凝土水泥原料为矿渣硅酸盐水泥，则抗冻临界强度为混凝土设计强度的40%，如果施工时需要提高混凝土的强度等级，那么抗冻临界强度也要随之调整。在高寒地区进行 公路隧道施工，为了缩短混凝土的养护时间一般选择的都是普通的硅酸盐水泥，利用蒸汽养 护混凝土则应该选择用矿渣硅酸盐水泥。水泥的强度不能低于42.5，在用量上每立方米混凝 土中水泥的用量不能少于300公斤，水灰比不能超过0.6:1。为了减少低温对混凝土的影响， 应该将配比中的用水降低到最小。可以采用控制坍落度、加入减水剂或者使用高效减水剂的 办法来实现。混凝土冷却到5℃以下才能拆除模板和保温层，如果混凝土和外部环境温差过大，比如超过20℃，在拆除模板以后混凝土表面应该做保温处理，让其慢慢冷却。还没有完 全冷却的混凝土比较脆，所以在冷却前要避免遭受冲击荷载和动力荷载。在公路隧道施工期 间施工单位要严格的注意天气变化，如果遇到寒潮和大风的气候现象要及时采取防护措施， 避免隧道施工受到影响。 2.高寒地区公路隧道的二衬施工质量问题 二衬施工是指在公路隧道的施工过程中，在隧道开挖的过程中沿着掌子面前进，需要对开挖 形成的隧道四周进行二次加固的过程，这是确保公路隧道施工安全的重要保障。对于高寒地
高原多年冻土区路基施工工法 GGG（京）A2003-2008 柴金存张玉峰夏孝畲张满儒祁鹏 （安通建设有限公司四川武通路桥工程局） 1前言 在我国，多年冻土分布面积约全国面积的22.4％。而青藏高原多年冻土带又是全球公布最大、海拔最高的多年冻土地区。青藏公路自格尔木至拉萨全长约1150Km,其中760Km路段由北向南穿越青藏高原腹地多年冻土地区。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一直伴随着青藏公路整治改建的全过程，长期的工程实践表明，多年冻土区公路成败的关键在路基工程。 2工法特点 2.1 全部机械化施工，全线分区段平行作业，区段内流水作业，提高工程进度。 2.2 利用此工法施工，通过对关键技术的控制，可控制工程质量。 2.3 通过试验检测和观测，实现控制质量目的。 3适用范围 本工法适用于大片连续多年冻土区和岛状多年冻路基工程
的施工。 4工艺原理 4.1多年冻土的力学特性 4.1.1未冻土转化为冻土时产生体积膨胀 在冻土的形成过程中，当温度降低到土体的冻结温度以下时，水份向正在冻结的土体中迁移并发生相态变化逐渐缓慢直至消失。在这个过程中，土体中的液态水凝固并以冰的形式田中到土颗粒间隙中，当土体中水相态变化的体积膨胀足以引起土颗粒之间的相对位移时就引起了土体的冻胀。 4.1.2冻土相对于未冻土体的物理力学性质发生改变 冻土的强度和变形特性与未冻土体的最大差别在于冻土中冰的存在，冻土的力学特性一定程度上取决于冻土中冰的力学特性。通过以往研究经验和室内模型试验，冻土的抗压强度和抗剪强度相对于未冻土体有较大的提高。 4.2冻土路基施工原理 4.2.1保护多年冻土 所谓保护多年冻土施工方案，就是要有效的采取综合保温措施并使路堤填高大于最小临界高度，使成型后的路基基底人为上限控制在一定深度内，保护路基下多年冻土不融化，以确保路基稳定。 4.2.2破坏永冻土 所谓破坏多年冻土方案，就是在路基建成后允许路基下地基
注意事项： 1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必在将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。 2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。 3. 回答第Ⅱ卷时，将答案卸载答题卡上，写在试卷上无效。 4. 考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 本卷共35小题。每小题4分，共140分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 雨水花园是一种模仿自然界雨水汇集、渗漏而建设的浅凹绿地，主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，并通过植物及各填充层的综合作用使渗漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水，也可以作为城市景观用水、厕所用水等。图1示意雨水花园结构。据此完成1-3题。 1. 铺设树皮覆盖层的主要目的是： A.为植物提供养分 B.控制雨水渗漏速度 C.吸附雨水污染物 D.保持土壤水分 2. 对下渗雨水净化起主要作用的填充层是 A. 树皮覆盖层和种植土层 B. 种植土层和砂层 C. 砂层和砾石层 D. 树皮覆盖层和砾石层 3. 雨水花园的核心功能是 A. 提供园林观赏景观 B. 保护生物多样性性 C. 控制雨洪和利用雨水 D. 调节局地小气候 【答案】 1、D 2、B 3、C 【解析】 试题分析： 1、通过简图可发现该模式的底部为砂层和砾石层，铺设此层利于让经过上层土层处理的雨水下渗，并把渗下的雨水导出流走。故该雨水花园地下部分含水量变化很大，为保证地表植物生长，必须保持土壤合适的水分条件，覆盖树皮可达到此目的。
2、雨水下渗后种植土层和砂层可对雨水直到过滤作用，达到在一定程度上净化雨水的作用。B正确。 3、雨水花园的核心功能是增加雨水的下渗量并回收利用雨水，同时因减小了地表径流，可有效起到降低暴雨后城市内涝的频率和程度。故C正确。 考点：水循环 甘德国际机场（图2）曾是世界上最繁忙的航空枢纽之一，当时几乎所有横跨北大西洋的航班都要经停该机场补充燃料.如今，横跨北大西洋的航班不再需要经停此地.据此完成4～6题. 4. 导致甘德国际机场成为世界上最繁忙机场的主要因素是 A. 位置 B. 经济 C. 地形 D. 人口 5. 甘德国际机场失去国际航空枢纽地位的主要原因是 A. 地区经济发展缓慢 B. 横跨北大西洋航班减少 C. 飞机飞行成本降低 D. 飞机制造技术进步 6. 一架从甘德机场起飞的飞机以650千米/小时的速度飞行，1小时候后该飞机的纬度位置可能为 A. 66.5°N B. 60°N C. 53°N D. 40°N 【答案】 4、A 5、D 6、C 【解析】 海冰含盐量接近淡水，适当处理后可作为淡水资源。图3示意渤海及附近区域年平均气温≤-4℃日数的分布。据此完成7-9题。
关于加快发展和规范公路养护市场的指导意见 （征求意见稿） 为深化公路养护运行机制改革，推进公路养护市场化，提高公路养护效益，根据《公路法》、《公路安全保护条例》等相关法规，制定本意见。 一、充分认识发展和规范公路养护市场的重要性 公路养护是保证公路存量资产充分发挥效益的重要手段，是实现公路交通科学发展、安全发展、可持续发展的内在要求和基础。近年来，各地积极探索养护运行机制改革，推动养护管理与养护生产分离，逐步引入市场竞争机制，养护作业专业化、市场化程度逐步提高，为促进养护资源合理配置、提高生产效率发挥了积极作用。但同时，公路养护理念滞后，现代养护体系亟需加快构建；养护领域政府和市场分工不清晰，管理机构与市场主体关系不顺畅；养护市场发育不成熟，市场竞争机制不完善；养护市场管理体系不健全，市场秩序有待进一步
规范等问题也日渐凸显，迫切需要加快发展和规范公路养护市场，创新公路养护服务供给模式，有效调动社会力量，充分发挥市场优化资源配置的作用，构建多层次、多方式的公路养护服务供给体系，为社会提供更加优质、高效、经济的公路交通服务。 二、指导思想、基本原则和总体目标 （一）指导思想。深入贯彻落实党的十八大和十八届三中、四中、五中、六中全会精神，以更好地为公众提供优质高效的公路交通服务为导向，正确处理政府与市场的关系，合理划分政府与市场边界，推进政企、政事、事企分开，进一步培育和规范公路养护市场，改革公路养护服务供给模式，打破地方保护壁垒，逐步构建统一开放、竞争有序，布局合理、结构优化、供给有效、机制完善的现代公路养护市场体系。 （二）基本原则。 ——积极稳妥，有序推进。立足公路养护公益性服务属性，从各地实际出发，准确把握公路养护发展水平和市场发展
青藏高原共玉公路花石峡段路基工程 施工技术研究 罗余良 （中铁十二局集团第一工程有限公司） 摘要：针对根据多年冻土的特殊工程地质性，结合共和至玉树公路多年冻土的实际地质情况，对冻土路基及桥梁的施工采取了灵活的处治原则。在冻土路基及桥梁施工中，处理技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 第一章工程概况 1．概述 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《青海省高速公路网规划》“3410网”中的一条南北纵线—“共和至多普玛高速公路”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（结古）公路改扩建工程GYⅡ-SGC5标段，起点桩号：K336+000，终点桩号：K376+000，全线长40km，冻土路基段长28.2km。道路采用高速公路建设标准，设计速度80km/h，均为分离式路基，路基宽度10m。路线经苦海滩、醉马滩、红土坡垭口，地处海拔4100m～4290m之间。 主要路段划分情况：K336+000～K352+000苦海滩段，线路长16km，为平原区路段；K352+000～K364+000醉马滩段，线路长12km，为平原区路段；K364+000～K370+000红土坡路段，线路长12km，为丘岭路段。 主要工程数量有：路基开挖土石方21.4万m3，路基填方134.1万m3（其中片石路基26.4万m3），路基基底处理50万m3，路面371161m2，中桥134m/2座，小桥115.5m/7座，涵洞951.11m/39道，通道182m/19道。 2 地理、水文气候情况 2.1地形地貌 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
国家计划委员会地质局 高原多年冻土地区区域水文地质普查规程 （试行） ·只限国内发行· 地质出版社
本规程是委托青海省地质局负责起草的，经过一九七四年九月在河南新乡召开的全国水文地质普查规范会议上讨论修订后，从一九七五年起在全国各省、市、自治区地质局及国家计委地质局直属队范围内试行。本规程对一般高山岛状冻土区和高纬度带的常年冻土区亦可作为参考。目前还缺乏高原冻土区的工作经验，请各单位在试行过程中，通过生产实践，不断总结经验，提出修改和补充意见，使之日趋完善。 国家地质总局 国家地质总局 高原多年冻土地区区域水文地质普查规程 （试行） （只限国内发行） * 地质总局书刊编辑室编辑 地质出版社出版 地质印刷厂印刷 新华书店北京发行所发行·各地新华书店经售 * 1975年10月北京第一版·1975年10月北京第一次印刷 印数1—18，000册·定价0.07元 统一书号：15038·新136
一、一般工作要求 1、多年冻土地区水文地质及工程地质普查工作的主要任务为： (1) 研究多年冻土的分布规律、特征及其成因； (2) 初步查明多年冻土地区各含水层的岩性、厚度、水位、水质、水量、埋藏条件和分布范围及各含水层之间的水力联系等； (3) 初步查明地下水在多年冻土发育条件下的补给、径流、排泄条件及其动态变化规律； (4) 研究河、湖融区及构造融区的形成和分布及融区内的水文地质条件； (5) 调查矿泉和热矿泉的成因及分布，并初步确定其使用价值和开发利用前景及矿泉和热矿泉对多年冻土的影响； (6) 对测区内水文地质条件简单、供水有利的地段，应为工业供水、牧业供水等做出初步评价； (7) 调查多年冻土区的区域工程地质条件； (8) 结合测区内重点工程建设进行工程地质测绘，搜集必要的资料。 2、地貌测绘，要求对地貌形态和不同成因类型的微地貌进行详细描述，尤其对冰川地貌，冰缘地貌应进行重点调查。 (1) 对冰蚀地貌，如：粒雪盆、冰斗、角峰、鰭脊、槽谷、悬谷、盘谷、冰坎等要描述其分布特征、海拔高度、形态规模、发育程度，并鉴别其相对新老；对冰磧地形，如：终磕垄、鼓丘、蛇形丘、冰砾阜、冰水扇等，要描述其分布地区．形态特征、组成物质和相互关系； (2) 对于现代冰川，应调查其分布地区、冰川类型及其发育程度等l、 (3) 对多年冻土地区特有的冰缘地貌，如：寒冻石流、融冻滑坍、热融沉陷、疙瘩状地形、冻胀丘、冻胀裂缝、沼化湿地、冻土沼泽、湖塘、冰锥、冰丘、爆炸性充水鼓丘等，要详细描述其分布的地质地貌条件，形成原因、特征及其活动规律等。 3、第四纪地质调查，应弄清各类沉积物分布、成因类型、相对新老及岩性岩相变化规律。在地层出露比较好的地区，要实测第四纪地质剖面。对于粗颗粒岩石地层应描述：颜色，颗粒组份、矿物成份、分选性、粘粉土含量、磨圆度、胶结程度、砾石的排列方向、风化程度、表面特征及夹层的分布情况等；对细颗粒地层，要详细描述其颜色、岩性、矿物成份、层理结构、层面特征、夹层透镜体的分布情况、成岩程度等，并要注意采集化石，若无化石则应系统地采集孢粉样品。 4、沉积岩地区应查明含水层的岩石性质、分布范围、厚度、产状、裂隙发育程度及其富水性等。注意研究红层中盐类矿物的含量、分布和在汇水面积中所占比例以便评价其对水质的影响。 5．在火成岩分布地区，应调查火成岩的产状与分布范围、岩石的构造和矿物成份，火成岩侵入和喷发的时代以及各岩体间的相互关系。 在变质岩地区须鉴别岩石种类，确定变质因素，研究劈理、片理、带状构造及小型褶皱与断裂现象。 应调查各类岩石的风化程度、风化厚度、风化带的分布规律及风化产物的渗透性。 6．查明构造破碎带的性质、产状、分布及充水条件以及稻皱形态、类型、破碎程皮。组成褶皱的地层岩性、裂隙发育程度，并对节理、裂隙比较发育的地层，进行一定数量的裂隙统计。调查新构造运动的性质、类型、强度与冰川冻土的关系。 7．在多年冻土区的勘探地质编录工作中，除了详细描述岩性外，还要详细描述土壤中的含冰量和冻土构造(参阅附录2中的表1、表2)，进行冻土构造的划分和进行含冰量的划分(参阅附录5中的表2)。
第22卷,第4期 中国铁道科学V ol 122N o 14 2001年8月 CHI NA RAI LW AY SCIE NCE August ,2001 文章编号:100124632(2001)0420047206 高海拔高寒隧道施工技术 刘 国 玉 (中铁十六局第一工程处,北京 101300) 摘 要:大坂山公路隧道地处青藏高原东北部,祁连山脉东段南支脉,全长1530m ,洞口路面海拔高度为 3792188m ,是国内目前海拔最高的隧道。为了解决好高海拔高寒地区隧道施工问题,施工、设计、科研单位共 同组织了科研攻关小组,通过研究、实践、总结、改进、提高,获得了在高海拔高寒地区修建隧道的基本经验和一些施工关键技术。该工程的成功建设,为我国西部大开发,修建高海拔高寒地区公路、铁路隧道提供了宝贵的经验和施工技术。 关键词:高海拔;高寒地区;隧道;施工 中图分类号:U4161168:U45912 文献标识码:A 收稿日期:2001205216 作者简介:刘国玉(19692),男,安徽五河人,高级工程师。 基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2000G 037) 1 前 言 大坂山公路隧道地处青藏高原东北部,祁连山脉东段南支脉,位于青海省境内,是227国道西宁至张掖段的重点工程之一。隧道全长1530m ,洞口路面海拔3792188m ,是国内目前海拔最高的隧道。据中国科学技术信息研究中心查新检索国内外有关文献和资料获悉,该隧道海拔高度位居世界第一。 为了解决好高海拔高寒地区隧道施工问题,施工、设计、科研单位共同组织了科研攻关小组通过研究、实践、总结、改进、提高,获得了在高海拔高寒地区修建隧道的基本经验和一些施工关键技术,如:防排水、防寒保温、低温混凝土施工、机械设备配套、施工人员安全防护、施工组织管理模式等,解决了施工有关难题。经过工程竣工验收与通车运营,达到了优质、高效、安全的总目标。该工程的成功建成,为我国西部大开发,修建高寒高海拨公路、铁路隧道,提供了成功的先例,具有重要的参考价值。 2 工程概况及特点 211 施工区域自然条件 该地区属内陆高原寒冷气候带,高寒多雨,年平均气温-311℃,极端最低气温-3411℃,极端最高气温2215℃,年负温期近8个月,年均降雨量84114mm ,年均蒸发量615mm ,氧气含量仅为海平面的62%。 隧道位于祁、吕、贺山字形两翼褶皱带与秦昆东西向构造带的复合部位,地质构造与组合形式异常复杂。山峦起伏大,古冰川与寒冻风化侵蚀地貌发育,岩层厚度极不稳定,节理裂隙发育,三大断层横贯其中,Ⅱ2Ⅲ类围岩约占55%,地质条件极差。该隧道地下水丰富,开挖后渗漏水严重,多处发生过涌 水,局部富水区呈喷射状涌水,涌水量高达3528m 3 ?d -1 。隧道工程地质纵剖面示意图,见图1。 图1 工程地质级剖示意图 212 工程概况及特色 大板山隧道按Ⅲ级公路设计。建筑限界:净高
高三地理热点之青藏铁路：三大措施保持路基冻土 青藏铁路要穿越“千年冻土”区，必须攻克的难题之一是：只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响，确保路基坚固、稳定．大家都知道：严寒的冬季，冻土是坚硬的，而外界气温升高时冻土会熔化，使路基硬度减弱，甚至变软，火车的重压会使路基及铁轨严重变形．因此，如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样，就成了必须解决的难题．我国科技工作者创造性地解决了这一难题，并且，其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识． 一是“热棒”：被称为不用电的“冰箱”．在冻土区，路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒，这就是“热棒”．它们的间隔为2m，高出路面2m，插入路基下5m．棒体是封闭中空的，里面灌有液态的氨，外表顶端有散热片．我们知道，酒精比水更容易变成气体，而液态氨变成气体比酒精还要容易．正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作，使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”．二是“抛石路基”，被称为天然的“空调”．在冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填了一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通．这样的结构具有“空调”的功能，使得冻土层的温度基本不随外界气温变化，能有效地保持冻土的稳定性． 三是“遮阳板路基”，又称旱桥：被称为隔热“外衣”．遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响． 热棒工作原理 在可可西里地区，在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”，有关技术人员说，这其实是一种高效热导装置，叫做“热棒”。车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施。 据了解，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米。具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在暖季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”。 热棒的结构大致为一个密闭空心长棒,内装有一些液氨,液氨沸点较低,在冬季土中热量使该液体蒸发,到顶部，通过散热片将热量传导给空气，冷却后又液化回到下部，保持冻土冷冻状态不松软。在夏季，液体全部变成气体，气体对流很小，热量向底部传导很慢。 中圣研制开发了中国人自己的冻土治理技术——低温热棒，成功解决了40多年
青藏高原东北部15万年来的 多年冻土演化① 潘保田 陈发虎 (兰州大学地理科学系,730000) 摘 要 青藏高原东北部最近15万年中至少存在4次多年冻土强烈扩展时期。第一次发生在140ka BP 的倒数第二次冰期,各地广泛发育冰楔;第二次发生在末次冰期早期(80～53ka BP ),若尔盖盆地发育融冻扰曲;第三次发生在27～23ka BP ,高原东北缘出现冰楔;第四次发生在21～10ka BP ,巴颜喀拉山以南地区和若尔盖盆地发育冰楔,黄河源、共和及青海湖周围出现原生砂楔。不考虑构造上升,上述冻土扩展时期多年冻土带下界高度较现代低1700～1800m 。 关键词 冻土演化 冰楔假型 原生砂楔 青藏高原东北部 多年冻土地区是人类生存和生产的重要场所,探讨多年冻土的形成演化和演变趋势是合理利用多年冻土地区自然资源的基础。作为冰冻圈的一个重要组成部分,多年冻土在全球气候系统中具有极为重要的地位,同时对全球气候变化的反映也十分敏感。因此探讨多年冻土的演化历史及通过古多年冻土现象恢复过去全球气候变化的过程,一直是冻土学重要的研究领域。青藏高原东北部是我国西部高山高原多年冻土带的一部分,随着冰期、间冰期旋回的气候波动和青藏高原的隆起,这里的多年冻土经历了复杂的演变过程。自80年代初以来,张维信等(1981)、徐叔鹰等(1984,1990)、潘保田等(1989,1992)、王绍令(1989)从不同角度不同时段探讨了这一地区冻土的发展过程。最近几年我们又发现了一些新的资料,以下主要讨论该地区最近15万年以来的多年冻土演化。 1 古多年冻土遗迹 1.1 倒数第二次冰期多年冻土遗迹 倒数第二次冰期的多年冻土遗迹主要是冰楔假型(Ice -wedge Casts )和融冻扰曲,在青藏高原各主要盆地和山地中均可见到(图1),其最南在玛多县花石峡,最北是青海湖东北侧的日月山,最低海拔是共和盆地的河卡,海拔3300m 左右。在盆地中冰楔假型主要发育在山麓洪积台地的砂砾石层或基岩风化壳中,在山地上则多发育在冰碛物、 第19卷 第2期 1997年冰 川 冻 土JOURNAL OF G LACIOLO GY AND GEOCR Y OLO GY Vol 119 No 121997 ①本文于1996年4月11日收到;属国家自然科学基金(49471012)资助项目成果之一。
高寒地区低温季节混凝土施工工法 1.前言 混凝土质量控制是建筑工程质量控制的重要部分，混凝土的耐久性决定工程结构的寿命。受冻融破坏作用的混凝土表面会出现胀缩、崩解、风化剥蚀，长时间受冻融破坏作用，整体混凝土结构将受到严重破坏，以至于结构无法正常运行。 在西藏、青海等高海拔寒冷地区，日平均气温低、昼夜温差非常大，每年11月至次年3月属低温季节，持续时间较长。恶劣的自然环境，对建筑工程混凝土质量，特别是混凝土耐久性，有了更高的要求。长期以来，由于缺乏科学的方法和手段，在高寒地区低温季节往往停止施工，导致工程建设周期相对较长。探寻科学、有效的方法进行低温季节混凝土施工并确保工程质量，对加快工程项目建设，推动经济和社会建设发展将起到积极的作用，意义重大。 某公司在西藏、青海地区承担了金河电站、某电站、雪卡电站、老虎嘴电站、地盘子电站等工程的建设和施工。这些工程海拔都在3000——4300m范围内，都有冬季施工的实践。历时10多年的探索、总结，在高寒地区进行混凝土低温季节施工方面积累了大量的实践经验和数据。经过系统的研究和总结，形成本工法。 2.工法特点 2.1本工法完全突破了高寒地区低温季节不宜进行混凝土浇筑施工的常规，可以加快工程建设进度，使工程项目尽快发挥效益。 2.2本工法是在多个工程切实的施工实践基础上总结出来的，针对高寒环境，对一些现行的施工规范、规程的标准、要求有更深入的验证、理解和认识，提出了一些更实际的指标，有较强的实践性。 2.3本工法对施工工艺各环节的要求很明确，很多的质量控制指标都有具体的数据，有较强的可操作性。 2.4 本工法所使用的主材、辅材和机具设备无特殊要求，一般的建材市场都能够提供，后勤供应简便，适用的地域范围和行业范围比较宽泛。
高寒地区的路基冻害处置方法简述 摘要：文章通过对高寒地区地理形成和特点进行分析，并结合的工程实际，针对施工中可能出现的冻胀、翻浆等病害，按照施工规范结合实际情况从施工的角度提出保证路基稳定的简单实际可行的处治方法。 关键词：高寒地区；路基施工；处置方法 1 高寒地带的分布成因及对路桥的危害 1.1 从字面上，结合经纬度理解就不难理解什么是高寒地区。所谓的高寒地区他们有一个共同的特点：海拔、高纬度都较高，而且常年处于低温、冻土常年不化的地区；在我国高纬度的黑龙江、甘肃、内蒙古等省北部地区以及高海拔的青藏高原地区都是我国高寒地区主要分布区。 1.2 在这种地带修筑路桥的危害。在高寒和多年冻土地区，由于季节交替变化使得冻土融冻层的反复冻融，冻土或多年冻土层的消长变化，导致各种不良工程地质现象频繁发生。如果在该地区进行破土开挖施工，就会打破原有地质平衡状态，使得原有土层的天然状态也遭到破坏，尤其是热力学平衡在多年冻土地区带来的影响，这些都会对所修建的建筑物和路基带来潜在威胁和破坏，尤其是在一些高山地区修建路基截断地下含水层，在严寒的气候条件下，地下水边渗
边冻，蔓延到整个道路上，这种现象就是我们常说的涎流冰现象。造成路基的冻胀、翻浆、边坡塌方，如果涎流冰发生在路面上，会使通行车辆翻车，造成车毁人亡和经济损失，而危及行车安全，严重时中断交通。 目前，我国公路建设中在高寒地区所修建的道路路基主的要形式以路堤、路堑和沼泽湿地为主，切且分布不均，范围广，所以如何控制好高寒地区的路基施工质量，直接影响着道路和桥梁的使用寿命，也是保证交通工程质量的关键。 2 高寒地区路基施工处治方法 2.1 冻土区。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质， 在我国冻土分布范围广泛，由于冻土的周期性变化往往会导致道路的沉陷、翻浆、变形、滑坡、破坏等病害。因此在多年冻土地区修建公路、铁路，有一系列的特殊工程地质问题，所以在冻土区筑路必须考虑的工程地质问题，也是当前路基施工的一个热点问题。 2.1.1 保证路基的填筑高度。通过多年在冻土上修筑路 堤工程实践中，通过抬?高路基的填筑厚度是一种经济可行 的措施之一。 只要满足最小高度（采取保护多年冻土原则设计路堤时，能使基底人为上限维持在原天然上限位置的最小高度），就 能减小路面对热量的吸收带来的热量。增大了冻土与周围大气之间的热阻，防止大气热阻力侵入路基内部，从而减少冻
多年冻土 1.阅读图文材料，完成下列要求。（9分） 多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化，冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。冻土层对铁路路基影响显著，如开挖路堑后地下水自边坡流出，在隆冬季节随流随冻，影响铁路运营。图12为我国多年冻土分布示意图。 （1)说出与东部相比，我国西部多年冻土的主要分布特点。（2分） （2)大兴安岭北部岭西地区为大片多年冻土，而岭东地区为稀疏岛状多年冻土。分析造成岭西地区多年冻土发育程度好于岭东地区的主要原因。（4分） （3)冻土问题是青藏铁路建设中克服的三大难题之一。根
据冻土的特征推断冻土对铁路运输可能产生的影响。（3分） 【答案】 （1）（2分）西部多年冻土面积大，（1分）多大片状和大片岛状多年冻土。（1分） （2）（4分）冬季，岭西地区位于冬季风迎风坡，冷空气在岭西地区堆积，气温低于岭东。（2分）岭西地区海拔高，夏季气温低于岭东。（2分） （3）（3分）活动层融化导致路基沉陷；（1分）活动层冻胀导致路基和轨道变形；（1分）增加行车安全隐患。（1分） 2.阅读图文材料，完成下列要求。 多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化，冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。我国的多年冻土分布主要分布于东北高纬度地区和青藏高原海拔地区。东北高纬地区多年冻土南界的年平均气温在-1°~1°，青藏高原多年冻土下界的年平均气温约为-3.5°~2°C。 由我国自行设计、建设的青藏铁路格（尔木）拉（萨）段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。多年冻土的活动层反复冻融及冬季不完全冻结，会危及示意青藏铁路格拉段及沿线年平均气温的分布，其中西的滩至安多为连续多年冻土分布区。图b为青藏铁路路基两侧的热棒照
绝密★启用前 2015年普通高等学校招生全国统一考试 文科综合·地理（全国Ⅰ卷） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一 项是符合题目要求的。 雨水花园是一种模仿自然界雨水汇集、渗漏而建设的浅凹绿地，主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，并通过植物及各填充层的综合作用使渗漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水，也可以作为城市景观用水、厕所用水等。图1示意雨水花园结构。据此完成1～3题。 图1 1．铺设树皮覆盖层的主要目的是【D】 Ａ．为植物提供养分Ｂ．控制雨水渗漏速度 Ｃ．吸附雨水污染物Ｄ．保持土壤水分 2．对下渗雨水净化起主要作用的填充层是【B】 Ａ．树皮覆盖层和种植土层Ｂ．种植土层和砂层 Ｃ．砂层和砾石层Ｄ．树皮覆盖层和砾石层 3．雨水花园的核心功能是【C】 Ａ．提供园林观赏景观Ｂ．保护生物多样性 Ｃ．控制雨洪和利用雨水Ｄ．调节局地小气候
甘德国际机场（图2）曾是世界上最繁忙的航空枢纽之一，当时几乎所有横跨北大西洋的航班都要经停该机场补充燃料。如今，横跨北大西洋的航班不再需要经停此地。据此完成4～6题。 图2 4．导致甘德国际机场成为世界上最繁忙机场的主要因素是【A】 Ａ．位置Ｂ．经济Ｃ．地形Ｄ．人口 5．甘德国际机场失去国际航空枢纽地位的主要原因是【D】 Ａ．地区经济发展缓慢Ｂ．横跨北大西洋航班减少 Ｃ．飞机飞行成本降低Ｄ．飞机制造技术进步 6．一架从甘德机场起飞的飞机以650千米／小时的速度飞行，1小时后该飞机的纬度位置可能为【C】 Ａ．66.5°N Ｂ．60°N Ｃ．53°N Ｄ．40°N 海冰含盐量接近淡水，适当处理后可作为淡水资源。图3示意渤海及附近区域年平均气温≤ -4℃日数的分布。据此完成7～9题。 图3 7．图示甲、乙、丙、丁四海域中，海冰厚度最大的是【B】 Ａ．甲Ｂ．乙Ｃ．丙Ｄ．丁 8．下列城市附近海域，单位面积海冰资源最丰富的是【A】 Ａ．葫芦岛Ｂ．秦皇岛Ｃ．大连Ｄ．烟台 9．推测目前没有大规模开采渤海海冰的原因是【C】
浅谈高原高寒地区公路建设中草皮移植技术及保护措施 【摘要】青藏高原多年冻土区的第一条高速公路共和至玉树公路（以下简称共玉公路）二期国道改扩建工程全面开建，拉开了我国在青藏高原高速公路建设施工先河，线路设计在三江源国家环境保护区，参建人员在路基清表施工中将草皮连带草根共同移植培育，洒水后用黑色遮阳网完全覆盖，保证了草皮的栽培再利用率，实现了“无痕迹”施工的环保目标。共玉公路是玉树灾后重建交通重点建设项目。一期单幅工程预计在2014年底建成通车，二期单幅工程预计在2016年8月底建成，公路为分离式双线四车道，全线设计时速每小时80公里，起点和终点分别为海南州共和县恰卜恰镇至玉树州玉树县结古镇。这条公路建成后，将把青海、四川、西藏、云南连接成一条旅游黄金大通道，因此共玉公路将成为一条集历史、地理、人文、生态为一体的完美风景线。 【关键词】环境保护草皮移植施工技术 一、项目概况 作为国道214线改扩建工程的一期工程，全长634.8公里、平均海拔4100米的共玉公路不仅地处高寒高海拔地区，而且有227公里路线穿越三江源保护区的多年冻土区，占总里程的35.7％。面对脆弱的生态环境和广泛的社会关注，建设者们明确提出了“高原生态环境不受破坏，江河源水质不受污染，野生动物迁徙不受阻断，自然景观不受影响”的环保目标。采用“低路堤、缓边坡、宽中央分隔带”建设理念，这使全线大面积植草绿化成为可能，也对绿化工作提出了更高的要求。 二、自然概况 国道214线共玉公路地处青藏高原，生态环境恶劣，属高寒湿润气候，几乎无夏季，且有寒冷潮湿的气候特点。根据分析，高寒地区气候寒冷，海拔高，积雪期长和风大是该地区植物生长的主要限制因子，也是该地区人工种植草皮的最大障碍因素。 三、适用范围 本技术适用于青藏高原高海拔地区，对草皮的要求是根系较发达，易切块成型，移植的草皮必须是生长在草地中的多年生草皮，对路基的边坡要求填料为细颗粒土质边坡，土厚度要适当加厚。 四、施工工艺 4.1挖掘草皮前，先明确草皮的类别，掌握其生物特点。采用机械配合人工的方式开挖，首先采用挖掘机初挖，然后使用人工，机械在作用时，不得在草皮上碾压。
多年冻土（permafrost），又称永久冻土，指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层。其表层冬冻夏融，称季节融化层。多年冻土层顶面距地表的深度，称冻土上限，是多年冻土地区道路设计的重要数据。多年冻土分为两层：上部是夏融冬冻的活动层；下部是终年不融的多年冻结层。多年冻土是寒冷气候（年均气温<—2℃）区的产物。 多年冻土分布面积约占地球陆地面积的25%，包括苏联和加拿大近一半的领土，中国22%的领土，美国阿拉斯加85%的土地；在南极和格陵兰的无冰盖地段和被冰盖边缘覆盖的地下；南美和中亚的高山地区也有分布。除澳大利亚大陆外，地球上所有的大陆均有多年冻土分布，甚至地处赤道附近的非洲乞力马扎罗峰顶也发现有多年冻土。 围绕极地的多年冻土为高纬度多年冻土。其分布有明显的纬度地带性，在北半球自北而南多年冻土分布的连
续性逐渐减小。北部为连续多年冻土带，通常以-5℃年平均地温等值线作为分布的南界。往南形成断续或广布多年冻土带，其南界大致与-4℃年平均气温等值线相符。再往南为高纬度多年冻土区的南部边缘地区，形成岛状或散布多年冻土带，其南部界线即为多年冻土南界。 多年冻土南界以南、一定海拔高度上出现的多年冻土称为高海拔多年冻土。分布有明显的垂直带性，其厚度一般自多年冻土出现的最低界线(即多年冻土下界)往上，随高度的递增而增加。 多年冻土南界以南还分布有岛状多年冻土。它们是更新世寒冷期形成的多年冻土退化残存的结果。如在西西伯利亚,多年冻土南界为北纬66°,而在63°N地下200米深处发现岛状多年冻土。岛状多年冻土有时出现在多年冻土区南缘的地下深处，与现代多年冻土一起构成双层多年冻土。