32-多年冻土路基施工工艺(080709)

多年冻土路基施工工艺

随着经济建设的不断深入，在多年冻土地区修建路基工程已得到国家的大力扶持。多年冻土是指持续多年或永久不化的冻土，它的分布一般是受到地理纬度和海拔高度影响的。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。

1 工艺特点

（1）多年冻土地区必须全部实现机械化施工，全线分区段平行作业，区段内流水作业，提高工程进度；

（2）通过对关键技术的控制，可保证工程质量；

（3）实现多年冻土地区路基施工规范化、标准化，机械组织合理，通过分段平行作业，段内流水作业，提高工作效率、保证施工质量，其效益非常突出。

2 适用范围

本工艺适用于多年冻土层路基的施工。

3 施工工艺

多年冻土地区路基施工作业应按标准化、程序化进行，路基填筑过程分为三个阶段、五个区段、八个流程。

三个区段：准备阶段、施工阶段、竣工阶段。

五个区段：填土区、晾晒区、平整区、碾压区、检验区。

4 施工流程

多年冻土地区路基施工工艺流程见图1。

5 操作要点

5.1 关键技术方案

关键技术方案主要有：保护多年冻土施工方案；破坏多年冻土方案；深挖路堑的施工方案。

5.1.1 保护多年冻土施工方案

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。具体内容如下：

（1）施工季节的选择。采用砂卵石及碎块石等粗颗

图1 多年冻土地区路基施工工艺流程图

粒土进行路基填筑的路段，可选者在寒冻季节施工，基底需要换填的冻土路基开挖最好安排在寒冬季节施工，采用爆破法开挖，这种施工安排可以使全年施工较为均衡，又不影响施工质量；多年冻土地区在融化季节施工应考虑路基沉降引起的沉降土方量，并预留路肩加宽，以免路堤下沉后路肩宽度不足。

（2）安排在融化季节进行施工，施工中采取快速分修的施工方法，全线分区段平行作业，区段内流水作业，这样既保证了工程进度，又避免了因冻层暴露太久、多年冻土上限下降而引起的路基沉陷破坏。

（3）路基底面上和整个公路用地范围内从路基中心算起50～100m 范围内保持青苔植被不破坏，其作用是隔热、保护冻土和减弱地表水的下渗。

（4）路基第一层填方作业时，采用端部卸土的方法进行填筑（滚填），汽车、拖拉机等带轮子的设备在前面尚未铺设足够的填料以及支持它以前，禁止在坡道上进出。

（5）在农田段设置2.0m 宽的护道；在草地或荒地地段设置3.0m 宽的护道；在沼泽和湿地路段保证路基填高≥2.5m，在路堤下部1.5m 高度范围内填筑碎石土（含土量≤15%），并设置防水保温护道，自然地面以上1.5m 高度范围内路基两侧各加宽1.0m。

（6）多年冻土区路堤填筑均采用了集中取土。对于位于倾斜地形上的路基，取土坑应设在路堤上侧上坡，取土坑与路基坡脚间天然护道宽度不小于20m，路基两侧取土坑的最大深度不得超过天然上限的80%。宽度不宜超过20m，取土完毕后应将取土时挖出的草皮回填，填入坑中靠路基一侧并大致铺平，使其形成完整坡面。春季，在解冻天气到来之前，需将取土坑和挖方段落上的积雪和青苔植被清除（堆放在一起），以加快土壤融化。

（7）净沙和砾石最宜于作路基填料，当路堤高度较小时可在路堤下部先填一部分细颗粒土，厚度一般不小于1.0m。采用粘性土或透水性不良的土壤填筑路堤时，要控制土的湿度，碾压时含水量不超过最佳含水量+2%，不得用冻土块或草皮层及沼泽地含草根的湿土填筑。

（8）通过热融湖（塘）的路堤，水下部分用渗水良好的土壤填筑，并应高出最高水位0.5m。

（9）多年冻土的排水应尽量远离路基坡脚，并力求排水畅通，不得在路基边坡附近形成积水洼地，更不能在边坡积水，以免引起路基多年冻土的融化，影响路基稳定。为此，施工中采用的排水沟多为宽浅形式，以减少对多年冻土的热干扰；施工的临时性排水与永久性排水相结合，使排水系统始终保持畅通；对于路基坡脚无法与排水沟连通时，施工时用路基填料将积水坑回填，把积水挤至路基坡脚5m 以外。此外，为了排除地下水，施工中还采取了加深边沟、设置渗沟等方法将水排除至路基外。

（10）多年冻土地区路基边坡防护也要采用相应的防护方案。路堑边坡设置保温层是解决边坡防护的比较好的方法。有保温要求的部位应尽量使用细粒的粘性土和砂性土，此外，苔藓、草皮、泥炭、塔头草也是良好的当地保温材料。填方路段的边坡防护采用浆砌片石护坡和网格护坡（网格内种草）相结合的办法，边坡基础埋深1m，均采用浆砌片石砌筑。个别地段采用护面墙或挡土墙加以防护。

5.1.2 破坏多年冻土方案

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中的多年冻土全部或部分融化，或在筑路时预先使路基下的多年冻土融化，从而使路基施工按非多年冻土进行施工。在岛状多年冻土的外边缘，多年冻土层厚度很薄，且公路路基与岛状多年冻土外边缘交界处多为零填、低填（填高

≤1.5m）、浅挖等地段，因此采用破坏多年冻土的方案非常适合。具体方法如下：（1）彻底铲除地表的草皮和泥炭层，停置一段时间，使基底以下冻土层自然融化至一定深度或全部融化。

（2）根据基底季节融化层和多年冻土的性质情况，换填足够厚度的渗水性土或当地非膨胀土。

（3）加强路基排水，保持基底干燥，防止路基积雪。

（4）对半填半挖路段的填土高度小于0.5m 的路堤视为路堑，分别按含水量多少进行基底换填，并设过渡带。

5.1.3 深挖路堑的施工方案。

深挖路堑的施工方案根据当地的施工经验，多年冻土地区深挖路堑如遇到不良地质条件时应作如下处理：

（1）当基底穿过富冰、饱冰冻土及地下冰时，如果路基面下不深处有少冰、多冰冻土时，可将基底进行全部换填清除至少冰、多冰冻土层。回填粗颗粒料土，并做好基底纵向排水。

（2）当基底全部换填有困难时，可部分换填。

（3）当基底换填粗粒土时，上部铺设厚度大于0.5m 的粘性土隔水层，隔水层下铺0.2m 左右的垫层；当回填细粒土时，底部铺设一定厚度的碎石土，以利施工。

5.2 施工细则

虽然多年冻土地区公路路基施工工艺与其它路基施工工艺大致相同，但工艺流程中的具体细节则必须与多年冻土路基施工相适应。因此，在施工细则方面多年冻土路基施工有着其自身的特点，具体体现在：

5.2.1 施工准备阶段

除正常进行各项技术准备和施工准备外，还应着重、详细地调查沿线的多年冻土分布、类型、性质及特征、多年冻土的上下限、冰层上限、地面水、地下水及有无冰椎、冰丘、厚层地下冰、冻土沼泽等不良地质路基地段情况，并根据不同地段的地质情况，制定相应的施工方案。

5.2.2 基底处理

必须与相应路段的施工方案相适应，对于路堤填高大于最小临界高度的路基，采取保护冻土施工方案，基底植被严禁破坏，对于路基填高小于最小临界高度或浅挖段的路基，根据基底季节融化层和冻土的性质，开挖至一定深度并将底部压实（需要时可预融一段时间），以备换填。施工过程中发现地质条件与设计不符时，应及时与设计单位沟通，制定合理的设计和施工方案。

5.2.3 路基填筑

路基施工前应做试验段，以确定土的松铺系数，路基填筑采取挂线法施工，以控制路基宽度、厚度、路拱等。对于多年冻土地段的第一层路基填筑必须采用端部卸土的方法（滚填）填筑，汽车、拖拉机等带轮子的设备在前面尚未铺设足够的填料以及支持它以前，禁止在坡道上进出，第一层路堤的填筑厚度应适当加厚（一般为0.5～0.8m），使路基在运土车辆行驶时不软弹。其它各层填筑按纵向法施工。