青藏高原多年冻土区路基施工技术

麦毅

（中铁大桥局集团第三工程有限公司，广东 广州 510800）

1 概述

青藏铁路多年冻土地区路基施工质量的好坏决定着路基的冻胀、融沉特性，从而影响着青藏铁路的工程质量，并将直接关系到青藏铁路运输的安全。

施工中结合实际的地质情况，进行了大量冻土路基的试验与研究，从保护冻土入手，在控制多年冻土层不被破坏方面采取多项技术措施，取得了很好的效果。

2 多年冻土的成因

冻土，指具有负温度及冰，且胶结着松散岩石固体颗粒的土。

多年冻土，指连续冻结二年或三年以上而不融化的土层。其生成原因主要在于负温度。土壤每年散失的热重比吸收的热量多时，就会使土壤渐渐冷却到摄氏零度以下，而且这种负温度如果逐年向下传导，就会形成常年或多年不融化的冻土层。

冻土温度状态随地区及存在条件的差异而发生变化。它主要取决于大气温度、海拔高度、地形、地质和水文地质及植被等条件。此外，环境条件的改变和人类的工程建筑活动也会直接影响其所在地段(区)的冻土温度状态。

3 多年冻土施工原则

保护多年冻土的原则：在低温稳定区、低温基本稳定区和高温不稳定区场地地基应使地基土始终保持冻结状态，冻土天然上限稳定或上升，选择适宜的施工季节。

延缓多年冻土融化速率的原则：在高温极不稳定区场地地基，应有效延缓多年冻土的融化速率，使冻土天然上限基本稳定或仅有少量下降。

破坏多年冻土的原则：根据多年冻土的地温情况、含冰情况、埋藏深度对工程的影响以及处理的难易程度采取挖除换填、预先融化或允许冻土自由融化的措施。

快速原则：尽量采用多开工、机械施工和爆破快速开挖、减少对多年冻土的扰动和破坏。

环保原则：减少路基施工对周边植被、河流、冻土、自然保护区等的破坏。

推新原则：广泛采用新技术、新工艺、新设备、新材料、新结构，并自行和配合设计、科研来指导施工。

质量原则：高原冻土路基施工要确保良好的工程品质。

4 具体施工方法

根据项目冻土地质条件和路基条件，多年冻土路基施工主要以填筑为主，施工时采取了以下五种方法：

4.1 挖除换填

高含冰量冻土地段路堤高度小于最小设计高度时进行挖除换填处理。(见图1)

图1

基底换填时，要准备临时隔热防护，防止基坑中高含冰量多年冻土的大量融化，采用保温材料覆盖或设活动遮阳蓬，遮阳蓬可沿滑道滑动。(见图2)

图2

4.2 铺设聚苯乙烯或聚氨脂板隔热层

隔热层施工选在当年暖季初开始，到7月以前完成，且铺设时间控制在每日的地温最低时段。(见图3)

图3

隔热层下垫层铺设时选用颗粒级配良好，质地坚硬的中粗砂。虚铺厚度，砂的含水量应通过试验确定。下垫层的压实方法宜采用压路机，平板式振捣器压实，不宜采用喷水饱和的方法。

隔热层的铺设。保温板用人工密贴排放，其上、下层接缝交错，错开距离不小于0.2m。层与层之间以及接缝处的贴接符合设计要求。隔热层铺设完毕，应及时铺筑上垫层，避免保温板长时间暴露。

隔热层上垫层铺设。上垫层选用有机物含量不超过5%的细粒土。垫层压实厚度0.20m，采用一次填筑。上垫层填筑时采用人工摊铺、人工平整、轻型光轮压路机静压，严禁机械、车辆等直接驶入隔热表面。当填料含水量较低时，在取土坑内提前洒水闷湿；当填料含水量过大时，在取土坑挖沟拉槽降低水位或用推土机松土器拉松晾晒相结合或将填料运至路堤摊铺晾晒。

4.3 埋设PVC 通风管

当路堤填筑高度稍高于通风管顶面设计高程时，将路面整平并碾压，在路基面上恢复中线，并根据通风管的设计位置和高程，测量放出通风管的位置。用开槽机或人工按标志桩开挖沟槽，沟槽的宽度和深度宜大于通风管径3～5cm，将沟底浮土消除干净。用人工在挖好的沟槽中铺设中粗砂垫层，砂垫层铺设应平整，用小型起重设备或人工将通风管埋放入沟槽中。人工用铁锹回填中粗沙，用小型压路机或平板夯将回填料压实。

4.4 设置土工格栅

土工格栅在铺设前，先将场地平整压实，宜将强度高的方向置于垂直于路堤的轴线方向。，土工格栅应铺设在有1%～3%横坡的平整压实的填土上拉直、拉紧，不得有卷曲、扭结，拉紧固定后，应立即填铺上部填料。土工格栅多层铺设时，必须将上下层搭接缝错开布置。

4.5 设置保温护道（图4）

保温护道填料采用粗颗粒土，细颗粒土，富含腐植质的土，草炭土、泥炭土等，。但冻土块不能作保温护道填料。保温护道与路堤一同填筑时，应采用与路堤相同的填料。当A、B、C 类填料较缺乏时，可采用富含腐植质的土、草炭土、泥炭土等作保温护道的填料。此时，保温护道与路堤不应采用一体填筑的方法。使用不同填料填筑保温护道时，不同种类的填料不得混杂填筑。

图4

5 结束语

青藏铁路是世界上海拔最高和最长的高原铁路，在多年冻土地段修筑铁路是一项世界性技术难题。青藏铁路的建设者们利用自己的聪明智慧，攻克了多年冻土区施工的难关。随着我国各项建设事业的发展，还有许多的建设项目在冻土区开展，在全球气候转暖的背景下，工程技术人员正在积极寻求高温冻土区筑路的对策。

[1]黄志勇.冻土路基线路的主要病害分析和整治措施[J].山西建筑，2008-06-10.