青海省高原冻土区路基施工技术简析

青海省高原冻土区路基施工技术简析

发表时间：2017-09-20T15:52:29.673Z 来源：《防护工程》2017年第11期作者：飞常生

[导读] 首先选择洁净、耐冻、无级配、无风化、无水锈和裂纹的石料，片块石粒径应在20～40cm范围内为宜。

青海地方铁路建设投资有限公司青海西宁 810000

摘要:近几年，国家不断加大对青海省的交通基础设施建设力度与投资，在交通状况与日俱进的发展同时，施工管理与施工技术的难题也在不断的更新，新工艺、新设备、新材料、新技术也同样需要不断的更迭。青海部分地区属高海拔常年冻土区，路基病害因当地的地质、气候、水文等条件的影响频繁出现，比如季节性的不均匀冻融沉陷。为了更好的减少常年冻土区路基后期维修投资，以下简述两种在青海省共和至玉树高速公路建设中在高海拔（平均海拔4300米以上）应用到的防止冻土区路基沉陷的特殊路基施工工艺、参数及材料等方面的问题。

关键词：高原；冻土区；路基施工；技术简析

1片石通风路基的施工及应用（适用于饱冰、富冰冻土区路段）

1.1材料准备

首先选择洁净、耐冻、无级配、无风化、无水锈和裂纹的石料，片块石粒径应在20～40cm范围内为宜，片块石最小边长宜大于20cm，石料强度不小于30MP，空隙率不宜小于25％，且空隙内不得充填碎石或其它杂物；压碎值不大于25％。其中，片石应该在料场加工至合格粒径后运至施工现场。

1.2基底处理

在不通过水草沼泽时填筑30cm的砂砾或石渣，通过水草沼泽时填筑50 cm的砂砾或石渣，冲击碾压入地面，冲击碾压后上部填筑30cm 厚的砂砾。

1.3填筑片块石

填筑1.2米厚片块石层并用重型振动压路机压实，填筑片块石时按水平分层、先低后高、先两侧后中央后卸式投片块石，石料用机械（推土机或挖掘机）整平，对于个别不平整处，人工用小石块找平。填料要一次性倒够，尽量一次性填筑到设计层高。

1.4碾压

片块石路基的压实应采用重型振动压路机或冲击式压路机，碾压遍数一般不应少于6～8次；碾压的纵向行与行之间应宜重叠0.5m左右，前后相邻区段应重叠2.0m以上；压路机的线压力应与片块石的抗压强度极限相匹配，避免使片块石破碎和挤压破坏骨架结构。

1.5填筑碎砾石过渡层

在填筑片块石全宽范围内填筑碎砾石过渡层，严格控制碎砾石最小粒径，以防止漏入倾填片块石路基中，影响通风降温效果。填筑后碾压按石质路堤控制压实度和平整度。其上铺设透水土工布并填筑10 cm厚的砂砾，然后铺设抗拉强度大于80KN/M，延伸率小于等于3%的土工格栅，采用双向塑钢土工格栅，且宽度不小于4米，连接处绑扎后采用U型钢钉固定，钢钉按纵横向2米布设。

1.6应用原理

冻土区片块石路基的主要工作原理在于其冷季时的自然对流降温效应，减少下部冻土通过沥青路面吸热量的增加。暖季时有效缓冲地表辐射的热量从而保证冻土的稳定性。

2热棒技术在冻土路基中的施工及应用

热棒技术在青海省共和至玉树高速公路项目中已经多处被应用，共和至玉树公路建设周期已经长达6年，一期工程中热棒技术在巴颜碦拉山冻土区已经工作了3年多，截止2016年使用热棒技术的冻土路段并无任何明显的冻融沉降现象，而未使用前此路段为路基路面病害重发区。

2.1热棒的工作原理

热棒制冷技术实际上是一种液汽相的转换对流循环来实现热量传输的系统，其传热能力强，传热温差小，均温性能好，单向传热等特点，它由一根密封的钢管组成，管的上部装有散热叶片，称为冷凝段，管部竖直于大气中，管底蒸发段埋入冻土中。当外部空气温度低于地基多年冻土温度时，热棒即开始工作，蒸发段的液体工质吸热蒸发成气体在压差的作用下上升至冷凝段，与管壁接触冷凝成液体返回蒸发段，如此循环将地下热量传至大气中，从而保持冻土的常温。当外界温度高于地下温度时，热棒因管内工质的物理性能无法进行液汽转换而自动停止工作。

热棒的间距主要是根据其制冷的有效半径确定的。其有效半径在2m左右，依据对地基处治的要求不同，热棒的间距一般为有效半径的

1.0至

2.5倍。

2.2热棒的施工工艺

2.2.1施工准备

工程施工前，应对主要材料和机具及劳动力等进行充分准备，并作出合理安排。

2.2.2钻孔

根据热棒施工工序要求，垂直和斜置热棒待路基整治改建结束以后，在路基两侧边坡上稍作平整处理，利用工程钻机，施工钻孔，为热棒吊装作好准备。

2.2.3热棒埋置点定位

依据设计要求采用经纬仪放样定位，平整场地，立起钻架，准备开钻；

2.2.4钻机固定

一般采用较简单的地锚固定法，在地层较复杂，特别难钻，钻机震撼较大的情况下，必须采用钢绳固定或支架支撑；

2.2.5热棒埋置角度控制

根据钻机的类型进行控制，热棒与钻直线角度按照设计要求，孔直线度偏差≯5mm；

2.2.6钻进角度控制

开孔时采用导向装置，用慢速钻进，液压给进加压，保证钻孔角度，为了避免钻进时钻头下俯，钻孔都必须预留一个倾角。3工件吊装

在吊装时，还要结合工件的强度、刚度、局部稳定性等选择最有利的受力位置，必要时应采取补强加固措施，以确保安全施工。在吊装单支热棒时，利用热棒本身顶部端盖的环行槽作为受力点进行系吊时（设计吊点），根据热棒的长度，采取必要的防护措施，防止因设备的摇摆而发生危险。要求吊车吊臂有效起吊高度需超出热棒的长度1m。吊装时，应注意不要压伤和擦伤工件（尤其是上部的翅片部分）。

4回填

热棒吊装置入孔后，用砂土回填热棒与孔之间的间隙，要求回填密实；热棒埋设应采用中粗砂水中回填热棒周围空隙，要确保水在完全填充密实前未冻结。

中粗砂水中回填工艺：成孔——热棒进孔——空隙灌水并缓慢填充中粗砂（寒季水应适当加热）——完成。热棒完全回填后应确保热棒蒸发段与周围土体紧密接触，回填充盈系数不小于0.9。5结束语

总之，公路混凝土强度控制应从多方面人手，严格执行规范，做到设计与施工密切配合，加大主动控制力度，以保证公路工程的安全使用，满足使用要求的各种功能，确保公路具有足够的耐久性，保证企业的信誉和发展。参考文献

[1]王树迎.高原冻土区路基施工技术[J/OL]交通世界,2016(14)

[2]王立新.高原冻土区路基施工技术及质量控制措施[J]交通标准化,2013,20:20-22

[3]黎晨.高原冻土区路基施工技术[J]中国城市经济,2010,06:52-53