淺談青藏高原高含冰量凍土路基施工

戴 宇

（中鐵三局宏達(dá)資產(chǎn)管理中心，山西 太原 030001）

淺談青藏高原高含冰量凍土路基施工

戴 宇

（中鐵三局宏達(dá)資產(chǎn)管理中心，山西 太原 030001）

文章介紹了青藏鐵路格拉段第八標(biāo)段高含冰量凍土路基工程的施工特點(diǎn)，針對(duì)高含冰量凍土所采取的保護(hù)措施，即片石通風(fēng)路基的施工技術(shù)作了主要介紹，同時(shí)，以實(shí)際施工為例，對(duì)路基的施工工藝、質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)所采取的措施也作了一定的說明。

青藏高原；多年凍土；片石通風(fēng)路基

1 工程概況

青藏鐵路格拉段第八標(biāo)段，里程為DK1214+455~DK1244+200，海拔高度為4 540~4 610 m，地形平坦，為洪積平原，地表植被稀疏，地震基本烈度為7度，地層表面為洪積物、泥巖、粉土、風(fēng)積細(xì)沙和圓礫土，有融區(qū)和高含冰量凍土區(qū)。

2 施工工藝

2.1 施工季節(jié)的選擇

在高含冰量凍土地區(qū)施工中，要充分考慮到人、機(jī)、工程對(duì)象三者和氣候條件的協(xié)調(diào)。避開氣溫與氧分最低、人員和機(jī)械都難以適應(yīng)的嚴(yán)寒月份（12月、1月、2月、3月）施工。對(duì)挖方路基，施工時(shí)間定在寒末暖初的3-5月及暖末寒初的9-11月，此間熱融活動(dòng)較弱，地表承載性能較好，只要重視防護(hù)，人員和機(jī)械都易于適應(yīng)。如因工期要求，必須在6-8月份期間安排挖填作業(yè)，則提前做好準(zhǔn)備工作，快速施工，不留間隙，連續(xù)作業(yè)，一氣呵成，采取措施盡量減少熱融影響。

對(duì)于填方路基，施工時(shí)間定在5-10月，使人、機(jī)械都能充分發(fā)揮最大工作效率。

2.2 機(jī)械配備

在青藏高原上修筑鐵路，由于高原氣壓和氧分都比較低，是對(duì)人體生理極限的挑戰(zhàn)，所以，在編制施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，尤其是機(jī)械配備這塊，本著“以人為本”的原則，盡量不用人力或盡可能減少人力勞動(dòng)的原則，除了一些臨時(shí)的防護(hù)，路基本體施工全面做到機(jī)械化施工。裝料采用挖掘機(jī)，推土機(jī)配合裝載機(jī)的機(jī)械化施工。運(yùn)輸采用15 t的自卸氣車，路堤填筑采用推土機(jī)、攤平機(jī)、壓路機(jī)配合施工。在路堤本體的施工過程中，全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化施工。這既保證了工期的要求，又減少了人力勞動(dòng)，符合企業(yè)活動(dòng)的最終目的是為了追求經(jīng)濟(jì)效益的規(guī)律。

2.3 凍土路基基底處理

青藏高原凍土是一種特殊的土體，它也不同于隨著緯度增大而形成的多年凍土，其成分結(jié)構(gòu)、熱物理及物理力學(xué)性質(zhì)均有著不同于一般土的特點(diǎn)，多年凍土的季節(jié)融化層（活動(dòng)層）每年都發(fā)生季節(jié)性的凍融過程，并伴隨著發(fā)生各種不良凍土地質(zhì)現(xiàn)象，產(chǎn)生一系列的地質(zhì)問題，主要有融沉、凍脹等不良凍土地質(zhì)現(xiàn)象。對(duì)于凍土的處理，主要采用3種原則：①保護(hù)多年凍土；②延緩多年凍土融化速度；③破壞多年凍土。由本隊(duì)承擔(dān)施工的標(biāo)段，對(duì)于多年高含冰量凍土以上3種原則在工程中都使用了，對(duì)于保護(hù)多年凍土和延緩多年凍土融化速度，主要采取的施工措施是修筑片石通風(fēng)路基，它的設(shè)計(jì)原理是：在暖季，利用空氣對(duì)流，把路基內(nèi)部的熱量帶走，減少熱量傳入地基內(nèi)，較大幅度地減小基底的融化速度；在寒季，利用空氣對(duì)流，把外界的冷空氣帶入，使大量冷空氣進(jìn)入地基內(nèi)，降低凍土地溫，從而達(dá)到保護(hù)多年凍土的目的，提高多年凍土的穩(wěn)定性。破壞多年凍土，就是將一定范圍深度內(nèi)的凍土換填成粗顆粒土。在處理路基基底時(shí)，除保護(hù)多年凍土外，還考慮到的就是在施工中，由于人為因素引起凍土上限的變化所發(fā)生的季節(jié)性融沉。對(duì)于融沉問題，在原地面先鋪設(shè)一層土拱，由中間做成向路基兩側(cè)傾斜度不小于2%的橫向坡度，厚度為坡腳處不小于30 cm。它的設(shè)計(jì)原理是：當(dāng)多年凍土發(fā)生人為干擾，凍土上限發(fā)生變化時(shí)，即多年凍土發(fā)生融沉?xí)r，這層土拱就保證了片石路基不至于沉陷到地面以下失去通風(fēng)的作用，導(dǎo)致保護(hù)多年凍土所采取措施的失敗。另外，如果不設(shè)這層土拱，直接填筑片石通風(fēng)路基，這樣地表水一旦流入片石通風(fēng)路基，在寒季結(jié)冰，也會(huì)失去其通風(fēng)作用，起不到保護(hù)多年凍土的目的。

2.4 片石通風(fēng)路基的填筑

2.4.1 片石填料的選擇

（1）片石必須要有一定的強(qiáng)度且不易風(fēng)化，以保證在施工過程中片石不被壓碎堵塞通風(fēng)空隙。

（2）片石必須滿足一定的粒經(jīng)，且不能有級(jí)配，以達(dá)到最大的空隙率。

（3）片石必須潔凈。

為滿足以上3條，在施工中片石選擇為石灰?guī)r，粒徑選擇為10 cm~30 cm，且無級(jí)配，并在采石場對(duì)片石進(jìn)行沖洗，保證運(yùn)到現(xiàn)場的片石填料滿足設(shè)計(jì)和施工要求。

2.4.2 片石通風(fēng)路基的填筑厚度

當(dāng)路基的填高H≥3.5時(shí)，設(shè)1.2 m厚的傾填片石層；當(dāng)路基的填高2.5

2.4.3 片石通風(fēng)路基的填筑

片石通風(fēng)路基填筑前，必須先做好排水措施，特別是匯水段，以防地表水流入片石層，有擋水捻的地方，必須先做好擋水捻，再進(jìn)行路基本體施工。片石通風(fēng)路基的填筑，在保證所填片石層穩(wěn)定的情況下，采用傾填方式，以便達(dá)到最大空隙率。

2.4.4 片石層邊坡的處理

按照片石層設(shè)計(jì)的原理，片石層邊坡也應(yīng)該采取傾填的方式，但在施工中，為了邊坡美觀而采取了人工干砌法，這樣必定降低片石層的通風(fēng)效果。

2.4.5 反濾層

在片石通風(fēng)路基的頂部設(shè)有20 cm厚的碎礫石，在碎礫石上部再設(shè)20 cm的中粗沙，這樣既保證了路基上部填筑時(shí)粗顆粒土堵塞片石空隙，又保證了路基中的多余水分順利排走。

2.5 片石層上部路基施工和質(zhì)量控制

（1）路基的加固：高含冰量凍土地段的路基，當(dāng)填土高度大于6.0 m時(shí)，則采用加筋處理措施，即自路基面以下4 m范圍內(nèi)鋪設(shè)土工格柵，每隔0.9 m鋪設(shè)一層，最上面一層距路基面0.4 m。土工格柵鋪設(shè)的寬度與所鋪設(shè)處路基同寬，且相鄰處至少搭接0.3 m。

（2）填料的選擇：考慮到工程造價(jià)和就地取材的原則，填料的選擇為線路附近的圓礫土，在填筑時(shí)嚴(yán)格控制填料的含水率、粒徑和各項(xiàng)指標(biāo)。

（3）路堤施工工藝：嚴(yán)格按照“三階段、四區(qū)段、八流程”施工工藝進(jìn)行施工，在填筑時(shí)，嚴(yán)格控制填層厚度，不得超過0.4 m，碾壓遍數(shù)不得少于6遍，碾壓次序?yàn)椋郝凫o壓1遍、慢速振壓2遍、快速振壓2遍、慢速靜壓1遍。在填筑基床時(shí)，還要求多慢速振壓1遍，且每層填料都要進(jìn)行檢測(cè)。

（4）翻漿路堤：若只是施工表面翻漿，則用推土機(jī)犁開涼曬，對(duì)翻漿嚴(yán)重地段，用挖掘機(jī)徹底挖到翻漿層底面，挖出填料運(yùn)到棄土場，再換填新填料，決不留下一點(diǎn)隱患。

（5）質(zhì)量控制：路基的檢測(cè)采用K30和核子密度儀雙指標(biāo)控制，決不在路基的壓實(shí)質(zhì)量上留下隱患。

3 路基施工工程中環(huán)境的保護(hù)問題

（1）便道的修筑：根據(jù)寧填不挖的原則，在原地面直接填筑厚度不少于70 cm厚的便道，寬度以4 m為限，每隔200 m設(shè)一避車臺(tái)，路堤填筑完成后再清理便道，還原地面本來面貌，最大程度地減小對(duì)環(huán)境的破壞。

（2）取土場：集中取土，減少破壞環(huán)境、地表生態(tài)環(huán)境的原則，并在取土前先移植草被，等取土完成后再重新移回草被。

（3）在路基范圍內(nèi)，不再修筑縱向便道，路基本身就充當(dāng)施工便道，最大程度地減少了對(duì)高原生態(tài)環(huán)境的破壞。

4 結(jié)論

通過青藏線一年的路基施工，“高寒缺氧、凍土、環(huán)?！比箅y題已基本克服，另外，修好青藏鐵路，關(guān)鍵在路基，而修好路基的問題關(guān)鍵在凍土路基，而對(duì)凍土路基的技術(shù)處理是經(jīng)過多年實(shí)踐論證和世界凍土路基修建經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)的。同時(shí)它同公路比較起來，鐵路的修筑更會(huì)有利些，因?yàn)椋阂皇菫r青路面的聚熱性一般能使地表的溫度升高5℃~6℃左右；其二，它沒有鐵路的道渣通風(fēng)隔熱的效能，而道渣又會(huì)使地表的溫度下降0.5℃左右。所以青藏鐵路路基在重視科學(xué)發(fā)展、應(yīng)用高新技術(shù)的今天，一定能滿足設(shè)計(jì)要求年限。

Discuss the High Content Freezes Earth Roadbed Construction

Dai Yu

This article introduced the Qinghai-Tibet railway high content freezes the unsurfaced road base project the construction characteristic,takes the protective measures in viewof the frozen earth,namely the slabstone ventilated the roadbed the construction technique to do mainly said that simultaneously,in the construction the measure which to the roadbed construction craft,the quality and the environmental protection adopted alsohas given certain explanation.

Qinghai-Tibet；manyyear frozen earth；the slabstone ventilates the roadbed

U416.1

A

1000-8136(2010)08-0041-02