麥毅

（中鐵大橋局集團(tuán)第三工程有限公司，廣東 廣州 510800）

1 概述

青藏鐵路多年凍土地區(qū)路基施工質(zhì)量的好壞決定著路基的凍脹、融沉特性，從而影響著青藏鐵路的工程質(zhì)量，并將直接關(guān)系到青藏鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

施工中結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況，進(jìn)行了大量凍土路基的試驗(yàn)與研究，從保護(hù)凍土入手，在控制多年凍土層不被破壞方面采取多項(xiàng)技術(shù)措施，取得了很好的效果。

2 多年凍土的成因

凍土，指具有負(fù)溫度及冰，且膠結(jié)著松散巖石固體顆粒的土。

多年凍土，指連續(xù)凍結(jié)二年或三年以上而不融化的土層。其生成原因主要在于負(fù)溫度。土壤每年散失的熱重比吸收的熱量多時(shí)，就會(huì)使土壤漸漸冷卻到攝氏零度以下，而且這種負(fù)溫度如果逐年向下傳導(dǎo)，就會(huì)形成常年或多年不融化的凍土層。

凍土溫度狀態(tài)隨地區(qū)及存在條件的差異而發(fā)生變化。它主要取決于大氣溫度、海拔高度、地形、地質(zhì)和水文地質(zhì)及植被等條件。此外，環(huán)境條件的改變和人類的工程建筑活動(dòng)也會(huì)直接影響其所在地段(區(qū))的凍土溫度狀態(tài)。

3 多年凍土施工原則

保護(hù)多年凍土的原則：在低溫穩(wěn)定區(qū)、低溫基本穩(wěn)定區(qū)和高溫不穩(wěn)定區(qū)場地地基應(yīng)使地基土始終保持凍結(jié)狀態(tài)，凍土天然上限穩(wěn)定或上升，選擇適宜的施工季節(jié)。

延緩多年凍土融化速率的原則：在高溫極不穩(wěn)定區(qū)場地地基，應(yīng)有效延緩多年凍土的融化速率，使凍土天然上限基本穩(wěn)定或僅有少量下降。

破壞多年凍土的原則：根據(jù)多年凍土的地溫情況、含冰情況、埋藏深度對(duì)工程的影響以及處理的難易程度采取挖除換填、預(yù)先融化或允許凍土自由融化的措施。

快速原則：盡量采用多開工、機(jī)械施工和爆破快速開挖、減少對(duì)多年凍土的擾動(dòng)和破壞。

環(huán)保原則：減少路基施工對(duì)周邊植被、河流、凍土、自然保護(hù)區(qū)等的破壞。

推新原則：廣泛采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，并自行和配合設(shè)計(jì)、科研來指導(dǎo)施工。

質(zhì)量原則：高原凍土路基施工要確保良好的工程品質(zhì)。

4 具體施工方法

根據(jù)項(xiàng)目凍土地質(zhì)條件和路基條件，多年凍土路基施工主要以填筑為主，施工時(shí)采取了以下五種方法：

4.1 挖除換填

高含冰量凍土地段路堤高度小于最小設(shè)計(jì)高度時(shí)進(jìn)行挖除換填處理。(見圖1)

圖1

基底換填時(shí)，要準(zhǔn)備臨時(shí)隔熱防護(hù)，防止基坑中高含冰量多年凍土的大量融化，采用保溫材料覆蓋或設(shè)活動(dòng)遮陽蓬，遮陽蓬可沿滑道滑動(dòng)。(見圖2)

圖2

4.2 鋪設(shè)聚苯乙烯或聚氨脂板隔熱層

隔熱層施工選在當(dāng)年暖季初開始，到7月以前完成，且鋪設(shè)時(shí)間控制在每日的地溫最低時(shí)段。(見圖3)

圖3

隔熱層下墊層鋪設(shè)時(shí)選用顆粒級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬的中粗砂。虛鋪厚度，砂的含水量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。下墊層的壓實(shí)方法宜采用壓路機(jī)，平板式振搗器壓實(shí)，不宜采用噴水飽和的方法。

隔熱層的鋪設(shè)。保溫板用人工密貼排放，其上、下層接縫交錯(cuò)，錯(cuò)開距離不小于0.2m。層與層之間以及接縫處的貼接符合設(shè)計(jì)要求。隔熱層鋪設(shè)完畢，應(yīng)及時(shí)鋪筑上墊層，避免保溫板長時(shí)間暴露。

隔熱層上墊層鋪設(shè)。上墊層選用有機(jī)物含量不超過5%的細(xì)粒土。墊層壓實(shí)厚度0.20m，采用一次填筑。上墊層填筑時(shí)采用人工攤鋪、人工平整、輕型光輪壓路機(jī)靜壓，嚴(yán)禁機(jī)械、車輛等直接駛?cè)敫魺岜砻?。?dāng)填料含水量較低時(shí)，在取土坑內(nèi)提前灑水悶濕；當(dāng)填料含水量過大時(shí)，在取土坑挖溝拉槽降低水位或用推土機(jī)松土器拉松晾曬相結(jié)合或?qū)⑻盍线\(yùn)至路堤攤鋪晾曬。

4.3 埋設(shè)PVC 通風(fēng)管

當(dāng)路堤填筑高度稍高于通風(fēng)管頂面設(shè)計(jì)高程時(shí)，將路面整平并碾壓，在路基面上恢復(fù)中線，并根據(jù)通風(fēng)管的設(shè)計(jì)位置和高程，測量放出通風(fēng)管的位置。用開槽機(jī)或人工按標(biāo)志樁開挖溝槽，溝槽的寬度和深度宜大于通風(fēng)管徑3～5cm，將溝底浮土消除干凈。用人工在挖好的溝槽中鋪設(shè)中粗砂墊層，砂墊層鋪設(shè)應(yīng)平整，用小型起重設(shè)備或人工將通風(fēng)管埋放入溝槽中。人工用鐵鍬回填中粗沙，用小型壓路機(jī)或平板夯將回填料壓實(shí)。

4.4 設(shè)置土工格柵

土工格柵在鋪設(shè)前，先將場地平整壓實(shí)，宜將強(qiáng)度高的方向置于垂直于路堤的軸線方向。，土工格柵應(yīng)鋪設(shè)在有1%～3%橫坡的平整壓實(shí)的填土上拉直、拉緊，不得有卷曲、扭結(jié)，拉緊固定后，應(yīng)立即填鋪上部填料。土工格柵多層鋪設(shè)時(shí)，必須將上下層搭接縫錯(cuò)開布置。

4.5 設(shè)置保溫護(hù)道（圖4）

保溫護(hù)道填料采用粗顆粒土，細(xì)顆粒土，富含腐植質(zhì)的土，草炭土、泥炭土等，。但凍土塊不能作保溫護(hù)道填料。保溫護(hù)道與路堤一同填筑時(shí)，應(yīng)采用與路堤相同的填料。當(dāng)A、B、C 類填料較缺乏時(shí)，可采用富含腐植質(zhì)的土、草炭土、泥炭土等作保溫護(hù)道的填料。此時(shí)，保溫護(hù)道與路堤不應(yīng)采用一體填筑的方法。使用不同填料填筑保溫護(hù)道時(shí)，不同種類的填料不得混雜填筑。

圖4

5 結(jié)束語

青藏鐵路是世界上海拔最高和最長的高原鐵路，在多年凍土地段修筑鐵路是一項(xiàng)世界性技術(shù)難題。青藏鐵路的建設(shè)者們利用自己的聰明智慧，攻克了多年凍土區(qū)施工的難關(guān)。隨著我國各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，還有許多的建設(shè)項(xiàng)目在凍土區(qū)開展，在全球氣候轉(zhuǎn)暖的背景下，工程技術(shù)人員正在積極尋求高溫凍土區(qū)筑路的對(duì)策。

[1]黃志勇.凍土路基線路的主要病害分析和整治措施[J].山西建筑，2008-06-10.