中铁某局永冻土层路基施工技术

中铁某局永冻土层路基施工技术

永冻土地区公路路基施工技术中铁某局第四工程处 2001 年 9 月目录

《1、永冻土地区公路路基施工技术》项目合同 ; 《2、永

冻土地区公路路基施工技术》研究报告 ; 《3、永冻土地

区公路路基施工技术》测试资料 ; 《4、永冻土地区公路

路基施工技术》建设单位意见 ; 《5、永冻土地区公路路

基施工技术》主要参考文献。中铁某局科技开发计划项目合同项目名称 : 301 国道博克图—牙克石段 A 合同段永冻土地区公路路基施工技术研究负责单位:中铁某局第四工程处项目负责人:起止年限 : 二 OOO 年至二 OO 一年一、研究现状及简要说明永冻土即多年冻土，在我国，多年冻土主要分布在内蒙古自治区和黑龙江省大小兴安岭一带以及青藏高原和甘肃、新疆高山区。我国冻土力学研究开始于二十世纪六十年代，五十年代初期，道路建筑事业迅速发展，由于技术标准低，没有采用有效的防抗冻措施，致使道路的冻胀翻浆破坏大量出现，严重阻碍交通运输业的发展。人们通过野外道路实际情况调查，因地制宜的采取换填石灰土、粉煤灰土、天然沙砾等方法处理道路的冻胀翻浆，取得了一定成绩。近年来我国也有许多冻土工作者提出各种计算冻深、

冻胀量、冻胀力的公式。 188 5 年俄国工程师斯图金伯格提出了冻土水分迁移假说，将冻胀形成同土的毛细管作用相联系。1916-19 30 年由美国学者泰伯研究出结晶力作用下迁移理论使水分迁移理论向前跨出一大步。

”概念，将地下水、土颗粒美国学者贝斯考提出了冰析出和冻胀的土颗粒“临界尺寸

性质、毛细管性质综合起来评价土的冻胀情况。 195 7 年美国学者潘纳提出一个假说，认为水冰边界上的吸力和水向生长起来的冰晶的迁移决定于土系的孔隙尺寸，他将土中水分迁移和冰析出、同土的分散程度和孔隙率紧密联系起来。另外，也有一些学者将水分迁移变化、冰析出、土冻胀和冰结锋面的水分冷却、自由能、土水势的变化联系起来，探讨冻胀问题。应该说，现今的研究是试验、理论并举，并都已有了长足的进步，并有相当一部分成果应用于工程实践，但是理论与实践仍未能很好的统一，缺乏相互支持，没有形成完整的永冻土地区路基施工方案，和具体的施工细则。我处承建的 301 国道博克图至牙克石段二级公路

K18900 0 — K199000 及K201000— K 217000，全长 2 6.60 9km，跨越大兴安岭，海拔高度 729 米至 1037 米。公路沿线属于温带大陆性气候，年最高气温 36.5? ，最低气温— 46.7? ，全年无霜期仅有 137 天，冰冻深度 ? 3 米，最大积雪厚度 3 1 厘

米。公路地处零星岛状永冻土带，永冻土主要分布在山间谷地、河漫滩、阶地及阴坡植被覆盖地带，在公路里程上体现为 K190 000— K20 4000 以及 K 210000 — K213000 段内。我处在铁路路基施工中已取得一些经验，高寒地区永冻土公路路基施工在我局尚属首次。通过该工程的建设，总结永冻土地区公路工程的施工方案及冻土地区各种不良地质的处理技术。二、要研究内容及关键技术一、永冻土的性质和分类; 二、保护永冻土的方案和材料; 1 三、永冻土路基的沉降情况; 四、永冻土地区不良地质的处理技术; 五、永冻土路基的边坡防护; 三、达到的目的、技术经济指标及成果形成一、通过立项研究，制定科学合理的施工方案，正确指导和控制并掌握永冻土的性质和永冻土路基工程的施工工艺及操作细则，使路基沉降

量控制在设计要求范围之内; 二、总结保护永冻土的方法; 三、总结减小路基沉降量的措施; 四、编写“永冻土路基施工工艺和操作细则”; 五、提供评审文件。四、采取的研究和试验方法一、冻土的上限测定; 二、各路段土(泥炭土、冻土、填料)的各项土工试验; 三、路基压实度、弯沉试验; 四、路基沉降观测。五、承担单位及分工中铁某局四处负责全部方案的制定和实施。六、分年度计划安排一、 2000 年 5 月底前应完成 : 对永冻土的性质、特征、分类、分布特点及其工程物理力学性质的学习;学习并分析产生永冻土地区路基施工的病害的原因，制定初步措施防止这些病害的发

生，并指导具体施工进行处理 ;对本地区的永冻土分布情况进行现场勘察，确定本合同段内永冻土的分布里程、自然条件、类型及其特点，形成永冻土地区路基的初步施工方案。二、 2000 年 6 月底前应完成 : 通过路基工程的具体施工，验证初步施工方案的合理性，对不足地方及时调整改正，形成较为合理的永冻土地区路基施工方案，并具体指

、 2000 年 7 月底前应完成 : 2 建立健全全线的永冻土路基导施工。

三

沉降观测网，并对特殊路段进行常年的沉降观测，并做好原始记录;进一步审

查永冻土路基施工方案，对发现的新问题进一步分析解决，形成较为完善的永冻土路基施工细则。四、 2000 年 9 月底前应完成 : 用实际施工验证所形成的永冻土路基施工经验和施工细则，对不足部分加以改正或补充;分析总结沉降观测数据，并根据沉降数据随时控制路基施工速度。五、 2000 年 10 月底前

应完成 : 对半年来永冻土路基施工技术 QC 小组活动的过

程及成果进行阶段性总结，对半年来施工实践所获得经验教训进行分析;分析总结沉降观测数据，阶段性分析评价路基的稳定性。六、 2000 年 11

月— 200 1 年 6 月底前应完成 : 正学习并制定永冻土地区病害的防治措施，确分析并处理本合同段内的永冻土和季节性冻土的病害;定期对永冻土地段路基进行沉降观测。七、 2001 年 6 月— 200 1 年 9 月底前应完成 : 形分析总结永冻土路基施工技术成果，成正确指导永冻土路基工程的施工工艺及施工细则。七、经费预算表科目内容计工资及附加费人员总数折合全时人数材料及加工试验费专业仪器购置费科研业务费外协费管理费总计局资助自筹资金八、年度拨款计划款额 2000 年 2001 年年年拨款偿还 3九、主要研究人员名单姓名年龄职务、职称从事专业工作单位研究任务与分全时率工 ()冷冬 26孟庆宏 30韩广峰 28宋立立 28赵卫军 37陈培海 38仲维峰27高有权 25张艳秋 25尤春颖 27张立峰 23 十、双方签章 4十一、双方权利与义务 5永冻土地区公路路基施工技术研究研究报告研究单位:中铁某局四处

2001 年 9 月一、项目的提出永冻土即多年冻土，永冻土的分布一般是受地理纬度和海拔高度控制的。在我国，多年冻土主要分布在内蒙古自治区和黑龙江省大小兴安岭一带以及青藏高原和甘肃、新疆高山区。在永冻土分布地带的公路路基工程属于永冻土层公路路基工程。在永冻土地区，因气候寒冷，土质潮湿，冬春季节路面经常出现冻胀与翻浆等病害。同

时，永冻土地区还存在冰锥、冰丘、热融滑坍、热融沉陷

等不良地质现象。从永冻土地区修建的一些道路观测资料显示，在该地区修筑的道路，在经过两到三个冻融循环以后易于发生破坏。道路路基土壤在冬季隆起乃至开裂;春季化冻时水份不

能及时排出，路基承载力降低，在行车荷载作用下路面发生了弹簧、裂纹、沉陷等破坏。这些直接影响路基的稳定性;破坏了路面的板体性;影响了行车的舒适性;降低了行车速度;增加了车辆磨损，不仅阻碍了交通，而且给当地的经济发展带来了不利影响。因此，寻求解决高寒地区永冻土路基的病害的方法迫在眉睫。这一方