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[摘 要] 笔者总结多年在高原地区公路施工与管理的经验,从理论和实际上论述了如何解决高原冻土地区公路施工的有效措施。
[关键词] 高原 地区 公路 施工 冻土
青藏公路是世界海拔最高的公路之一,全长1160公里,是世界上首例在高寒冻土区全部铺设黑色等级路面的公路,被称为“世界屋脊上的苏伊士运河”,担负着80%的进藏物资的运输,全线平均海拔在4000米以上。随着经济的不断发展以及公路使用的整体治理工程的开展,对青藏高海拔地区公路施工技术的探讨也不断深入。针对青藏高原多年冻土路基特点以及建成后公路易出现的病害等进行分析和讨论,结合多年实际经验找出最为适宜的施工技术方法对于现代高海拔地区公路施工企业有着重要意义。
一、对青藏高海拔地区地质状况的分析
由于青藏高原地区多年冻土、地下水、冰锥、冰丘、热融坍、热融湖塘、融冻泥流等许多不良地质现象较多,其中以冻土最为严重,公路建设在这样的地质势必会影响后期的使用及行车安全。因此,青藏高海拔地区的公路施工前最为重要的是对地质情况进行勘探,在相对较为容易施工的多年冻土地基上进行公路线路设计与施工。青藏高海拔地区多年冻土地区分为连续多年冻土区(冻土区面积>80%)和岛状多年冻土区(冻土区面积<80%)。针对冻土类型的不同,公路路基施工也要采用不同的技术进行。路基工程影响着公路施工质量、行车舒适性、后期养护便持陛、公路施工寿命等,加强青藏高海拔地区路基施工技术革新对于提高青藏公路施工质量有着重要意义。
二、青藏高海拔地区公路施工技术分析
高原地区的冻土路基是高原公路施工常见的路基地质形态,也是高原公路施工的难点之一。
1.冻土的危害
冻土的危害主要分为冻胀和沉陷两种,冻土是指土冻结时由于所含水分冻结成冰产生体积膨胀,还由于可从下层吸引更多的水分到冻结区冻结成冰而产生体积膨胀,其影响因素有:土质、水分、湿度、冰土层厚度、冻结速度等。当温度条件和土质一定的时候,水分是影响冻胀力的主要因素。
沉陷又分为热融沉陷和压力沉陷。由于自然或人为因素的影响,改变了地面的温度状况.引起融化深度加大,使多年冻土层发生局部融化,导致融化土层在土体自重和外压力作用下,产生沉陷,此现象称为热融沉陷。
2.高原冻土路基施工质量的重要性
高原公路的建设是关系到高原地区经济发展以及物资运输的关键,其路基施工质量是保障公路适用寿命的重点。由于冻土路基所具有的特殊性使得其施工工作存在诸多的困难,其施工质量一旦不能达到标准将会直接影响公路施工的整体质量,影响公路施工寿命后期的维护。由于高原地区的气候特点使得高原地区公路养护工作的养护工作期较短,因此其路基施工质量显得额外重要。通过严格的路基施工能偶有效减少路基条件变化、减少路基变化对路面的影响、减少后期养护工作量以及养护成本。
3.冻土地段的路基施工原则
首先,在有可能出现多年冻土的地段我们要详细调查冻土的类型,分布情况、地面水和地下水的水位及流向、冻土的上限下限,并采样检验土质的含水量,将多年冻土加以正确分类,同时施工中遵循以下原则:冻土温度低、稳定,宜于采取保护多年冻土的原则,冻土温度高,不稳定,融沉又不大时,又考虑采取破多年冻土的原则。在厚层地下冰地段,一般应采取保护多年冻土的原则,在少冰冻土和多冰冻土地段,一般可采取破坏多年冻土的原则。在富冰冻土地段,当含水量较大,或公路等级较高时,宜采取保护多年冻土原则;当含水量较小,或公路等级较低时,也可按破坏多年冻土原则施工。
三、高原冻土路基的施工管理
1.以细致的地质勘探为基础选择适宜的路及处理方式。冻土路基片石加固施工技术、公路地基热棒技术、SPRE挡水板铺设技术、铺设XPS保温板技术是目前较为常用的高原地区冻土路基施工技术方式,其科学应用需要以冻土路基地质情况的勘探为基础,运用科学的方式选择适宜的、具有较高经济性与耐用性的施工技术。因此,现代高原公路工程施工企业在进行施工技术选择前应细致的对路基地质情况进行勘探,对合同段内公路周边情况进行勘探。对于具有丰富片石资源的路段应尽可能的采用冻土路基片石加固技术,以此降低公路的总成本。对于片石资源欠丰富的地区则应根据冻土路基的实际情况选用适宜的方式,经过综合的分析与论证是施工技术能够保障冻土路基的稳定,为高原地区公路建设、经济发展奠定良好的基础。
2.针对高原地区冻土路基地质条件科学的设计路基施工方案。施工方案是决定公路路基施工质量、施工成本,保障路基稳定的关键。针对高原地区气候条件因素对公路路基施工的影响以及施工企业自身技术条件.公路施工企业必须在工程施工前根据地质勘探报告以及综合资源分析科学的进行路基施工方案的设计,以此为保障高原冻土路基施工质量奠定基础。在施工设计方案中应充分考虑高原地区气候条件对施工进度、施工质量的影响,同时充分考虑施工材料运输及存放管理工作存在的困难,以施工前科学的设计与综合分析避免施工过程中各种因素对冻土路基施工质星的影响,保障路基旅工质量。
3.注重施工材料管理,保障路基施工质量。施工材料是决定路基施工质量的重要因素,施工过程控制管理的严格不能弥补材料不符合设计要求带到的质量问题。因此,高原冻土路基公路施工企业必须通过构建完善的材料管理体系保障路基施工用材料符合设计要求,满足施工需求,以此为保障公路路基施工质量奠定基础。以片石加固施工技术为例,其施工所用片石必须符合设计要求,同时注重其施工过程的施工方式,以此保障路基的施工质量。另外,对于路基施工所采用的回填土还应注重其进场湿度、施工前湿度、干密度的控制与管理,通过存放过程中对回填土的覆盖减少回填土的水份蒸发,使其保持在设计要求范围内。对于湿度过低或过高的回填土则应在施工前对以进行加湿或翻松、添加石灰的方式使其含水量符合设计要求,以此确保施工用材料符合设计要求,为保障路基施工质量奠定基础。
4.以严格的工艺控制保障冻土路基施工质量。压实度是路及施工中的重要控制点,其决定了路基的稳定性。因此,冻土路基施工过程中,施工企业除注重路基土含水量的控制外,还要注重其分层填筑、分层碾压以确保路基土的压实度,保障路基施工质量。
四、结语
在高原地区公路施工中无论遇到什么情况的多年冻土时,我们必须充分把握冻土的工程性质,通过优选施工季节,优化施工工艺,尽量减少对冻土的扰动;并且要遵循前文所提到的几个原则,通过增设遮阳棚等措施保征开挖断面成形;通过换填保温层或设置支挡结构,合理布设排水措施,缩小冻土融化沉降范同,使冻土经历冬冻、春融轮回过程重建新的热量平衡系统,从而尽可能减少多年冻土对路基稳定的影响,搞好今后的各项施工。
参 考 文 献
[1]张怡.浅谈冻土地区路基施工[J].黑龙江科技信息,2010.3
[2]刘宏伟.多年冻土路基施工技术分析[J].路桥施工技术,2008.11
[3]徐辉.青藏高原公路施工中路基施工技术及其质量控制[J].现代公路施工,2009.5
[关键词] 高原 地区 公路 施工 冻土
青藏公路是世界海拔最高的公路之一,全长1160公里,是世界上首例在高寒冻土区全部铺设黑色等级路面的公路,被称为“世界屋脊上的苏伊士运河”,担负着80%的进藏物资的运输,全线平均海拔在4000米以上。随着经济的不断发展以及公路使用的整体治理工程的开展,对青藏高海拔地区公路施工技术的探讨也不断深入。针对青藏高原多年冻土路基特点以及建成后公路易出现的病害等进行分析和讨论,结合多年实际经验找出最为适宜的施工技术方法对于现代高海拔地区公路施工企业有着重要意义。
一、对青藏高海拔地区地质状况的分析
由于青藏高原地区多年冻土、地下水、冰锥、冰丘、热融坍、热融湖塘、融冻泥流等许多不良地质现象较多,其中以冻土最为严重,公路建设在这样的地质势必会影响后期的使用及行车安全。因此,青藏高海拔地区的公路施工前最为重要的是对地质情况进行勘探,在相对较为容易施工的多年冻土地基上进行公路线路设计与施工。青藏高海拔地区多年冻土地区分为连续多年冻土区(冻土区面积>80%)和岛状多年冻土区(冻土区面积<80%)。针对冻土类型的不同,公路路基施工也要采用不同的技术进行。路基工程影响着公路施工质量、行车舒适性、后期养护便持陛、公路施工寿命等,加强青藏高海拔地区路基施工技术革新对于提高青藏公路施工质量有着重要意义。
二、青藏高海拔地区公路施工技术分析
高原地区的冻土路基是高原公路施工常见的路基地质形态,也是高原公路施工的难点之一。
1.冻土的危害
冻土的危害主要分为冻胀和沉陷两种,冻土是指土冻结时由于所含水分冻结成冰产生体积膨胀,还由于可从下层吸引更多的水分到冻结区冻结成冰而产生体积膨胀,其影响因素有:土质、水分、湿度、冰土层厚度、冻结速度等。当温度条件和土质一定的时候,水分是影响冻胀力的主要因素。
沉陷又分为热融沉陷和压力沉陷。由于自然或人为因素的影响,改变了地面的温度状况.引起融化深度加大,使多年冻土层发生局部融化,导致融化土层在土体自重和外压力作用下,产生沉陷,此现象称为热融沉陷。
2.高原冻土路基施工质量的重要性
高原公路的建设是关系到高原地区经济发展以及物资运输的关键,其路基施工质量是保障公路适用寿命的重点。由于冻土路基所具有的特殊性使得其施工工作存在诸多的困难,其施工质量一旦不能达到标准将会直接影响公路施工的整体质量,影响公路施工寿命后期的维护。由于高原地区的气候特点使得高原地区公路养护工作的养护工作期较短,因此其路基施工质量显得额外重要。通过严格的路基施工能偶有效减少路基条件变化、减少路基变化对路面的影响、减少后期养护工作量以及养护成本。
3.冻土地段的路基施工原则
首先,在有可能出现多年冻土的地段我们要详细调查冻土的类型,分布情况、地面水和地下水的水位及流向、冻土的上限下限,并采样检验土质的含水量,将多年冻土加以正确分类,同时施工中遵循以下原则:冻土温度低、稳定,宜于采取保护多年冻土的原则,冻土温度高,不稳定,融沉又不大时,又考虑采取破多年冻土的原则。在厚层地下冰地段,一般应采取保护多年冻土的原则,在少冰冻土和多冰冻土地段,一般可采取破坏多年冻土的原则。在富冰冻土地段,当含水量较大,或公路等级较高时,宜采取保护多年冻土原则;当含水量较小,或公路等级较低时,也可按破坏多年冻土原则施工。
三、高原冻土路基的施工管理
1.以细致的地质勘探为基础选择适宜的路及处理方式。冻土路基片石加固施工技术、公路地基热棒技术、SPRE挡水板铺设技术、铺设XPS保温板技术是目前较为常用的高原地区冻土路基施工技术方式,其科学应用需要以冻土路基地质情况的勘探为基础,运用科学的方式选择适宜的、具有较高经济性与耐用性的施工技术。因此,现代高原公路工程施工企业在进行施工技术选择前应细致的对路基地质情况进行勘探,对合同段内公路周边情况进行勘探。对于具有丰富片石资源的路段应尽可能的采用冻土路基片石加固技术,以此降低公路的总成本。对于片石资源欠丰富的地区则应根据冻土路基的实际情况选用适宜的方式,经过综合的分析与论证是施工技术能够保障冻土路基的稳定,为高原地区公路建设、经济发展奠定良好的基础。
2.针对高原地区冻土路基地质条件科学的设计路基施工方案。施工方案是决定公路路基施工质量、施工成本,保障路基稳定的关键。针对高原地区气候条件因素对公路路基施工的影响以及施工企业自身技术条件.公路施工企业必须在工程施工前根据地质勘探报告以及综合资源分析科学的进行路基施工方案的设计,以此为保障高原冻土路基施工质量奠定基础。在施工设计方案中应充分考虑高原地区气候条件对施工进度、施工质量的影响,同时充分考虑施工材料运输及存放管理工作存在的困难,以施工前科学的设计与综合分析避免施工过程中各种因素对冻土路基施工质星的影响,保障路基旅工质量。
3.注重施工材料管理,保障路基施工质量。施工材料是决定路基施工质量的重要因素,施工过程控制管理的严格不能弥补材料不符合设计要求带到的质量问题。因此,高原冻土路基公路施工企业必须通过构建完善的材料管理体系保障路基施工用材料符合设计要求,满足施工需求,以此为保障公路路基施工质量奠定基础。以片石加固施工技术为例,其施工所用片石必须符合设计要求,同时注重其施工过程的施工方式,以此保障路基的施工质量。另外,对于路基施工所采用的回填土还应注重其进场湿度、施工前湿度、干密度的控制与管理,通过存放过程中对回填土的覆盖减少回填土的水份蒸发,使其保持在设计要求范围内。对于湿度过低或过高的回填土则应在施工前对以进行加湿或翻松、添加石灰的方式使其含水量符合设计要求,以此确保施工用材料符合设计要求,为保障路基施工质量奠定基础。
4.以严格的工艺控制保障冻土路基施工质量。压实度是路及施工中的重要控制点,其决定了路基的稳定性。因此,冻土路基施工过程中,施工企业除注重路基土含水量的控制外,还要注重其分层填筑、分层碾压以确保路基土的压实度,保障路基施工质量。
四、结语
在高原地区公路施工中无论遇到什么情况的多年冻土时,我们必须充分把握冻土的工程性质,通过优选施工季节,优化施工工艺,尽量减少对冻土的扰动;并且要遵循前文所提到的几个原则,通过增设遮阳棚等措施保征开挖断面成形;通过换填保温层或设置支挡结构,合理布设排水措施,缩小冻土融化沉降范同,使冻土经历冬冻、春融轮回过程重建新的热量平衡系统,从而尽可能减少多年冻土对路基稳定的影响,搞好今后的各项施工。
参 考 文 献
[1]张怡.浅谈冻土地区路基施工[J].黑龙江科技信息,2010.3
[2]刘宏伟.多年冻土路基施工技术分析[J].路桥施工技术,2008.11
[3]徐辉.青藏高原公路施工中路基施工技术及其质量控制[J].现代公路施工,2009.5