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中国多年冻土区面积约215万平方公里,占全国面积的22.3%。主要分布在青藏高原,东北大、小兴安岭及西部高山等地。
50年代,中国修建了兴安岭林区的铁路,青藏公路及新疆天山公路,为多年冻土地区筑路积累了经验。21世纪初举世闻名的青藏铁路的修建是对我国冻土工程研究的挑战和考验,铁路的畅通运行说明我国冻土学研究已达世界水平。2100433B
冻土地区的路基应有足够的填土高度,并仔细搞好取土、排水的设计与施工,以避免冻胀、翻浆、热融滑坍、热融沉陷和冻胀丘、冰锥等病害。在有厚地下冰的地段,应尽量避免挖方、低填和不填不挖断面,否则应采取专门的隔热防融、基地换填等措施;在铺筑沥青路面时,应注意采取措施以防黑色面层吸热而产生新的热融沉陷。
中国有高纬度冻土,也有高原冻土和高山冻土,不仅类型多,而且变化大。中国在冻土地区的筑路实践证明:根据冻土温度、冻土类型、道路等级、路面要求以及施工期限等情况,可以采用不同的设计原则。为了保证路基稳定,必须正确选择设计原则:①保护多年冻土的原则,适用于饱冰冻土和含土冰层地段和富冰冻土地段而公路等级较高时。②破坏多年冻土的原则,适用于少冰冻土和多冰冻土地段并按一般路基设计,而当富冰冻土地段融化后不致发生过量沉陷时也可按此原则。
青藏铁路处于边勘测、边设计、边施工、边研究的“四边”建设状态,必须采用动态设计理念。“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目科研人员通过试验段研究发现,保温材料只能够延缓多年冻土融化,在高温...
青藏铁路处于边勘测、边设计、边施工、边研究的“四边”建设状态,必须采用动态设计理念。“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目科研人员通过试验段研究发现,保温材料只能够延缓多年冻土融化,在高温...
最大冻土深度2m,自然条件恶劣,灾害天气多
多年冻土层上水(多年冻土上限以上的地下水)由于季节融冻层上层冻结时,其下未冻结的水具有承压性质,往往将其上的冻层顶起形成隆丘,并在其内部不断聚积冻结形成冻胀丘(季节冻胀丘也可由分凝作用形成,多年生冻胀丘则由冻结层下水补给而形成)。
当承压水突破地表,冻结堆积即成冰锥(冰锥的水源也可来源于河水、泉水)。路基底的冻胀丘和冰锥往往使路基鼓胀,引起路基路面的开裂与隆起;还可掩盖道路,堵塞桥涵,使构筑物发生严重变形;当冻胀丘、冰锥融解后路基又发生不均匀沉陷。路基附近的冻胀丘、冰锥掩埋路基会造成阻车。
在土温低于摄氏零度和具有形成地下冰的条件下,地下形成一层能持续多年保持冻结状态的多年冻土。按冻土的总含水量和融沉系数,多年冻土分为:少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层五类。
含有一定数量的水或夹有冰层的多年冻土,由于筑路改变了它的水热条件,常出现一些不良的物理地质现象,如热融滑坍、融冻泥流和热融沉陷。热融滑坍可使路基边坡失稳,融冻泥流可掩埋路基,热融沉陷容易导致路基发生不均匀沉陷或水分向路基上部集聚而引起冻胀、翻浆。
关于多年冻土地区公路路基的设计
本文分析了多年冻土地区公路路基病害特征及形成的主要原因,介绍了多年冻土地区的设计原则,提出了多年冻土地区路基病害的综合防治措施。
多年冻土地区的路基施工
多年冻土地区的路基施工——我国幅员辽阔,地质情况复杂多变,不良的地质条件N,k;4,--r--cF~-建设带来了较大的影响和隐患。冻土作为一种特殊地段其施工质量是十分重要的。本文从其引发的病害开始讨论;之后对其施工方法及要求进行阐述,供相关人员参考。
【学员问题】多年冻土地区路基施工?
【解答】1、施工前应核查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水、地下水以及有无其它如热融(湖、塘)、冰丘、冰椎等不良地质路基地段情况。
2、施工必须严格遵循保护冻土的原则,使路基施工后仍处于热学稳定状态。路基原则上均应采取路堤型式,尤其在厚冰发育地段,并尽可能避免零填或浅挖断面,以免造成严重热融沉陷等病害,弱融沉或不融沉的多年冻土地区,路基施工可按融化原则进行。
3、路基排水与加固除满足水力和土力条件外,还应考虑由于施工因素如排水系统修筑等引起的热力变化,不导致多年冻层上限的下降。
4、路基处于其它不良地质地段时,应按下列规定施工:
冰椎、冰丘地段采用冻结、拦截、截水墙、保温渗沟排水等方法处理;热融湖(塘)地段的路堤水下部分应用渗水性土;松软基底两侧宜设反压护道;沼泽冻土地段路堤下部应设置隔离层和隔温层,并保护好两侧地表植被;水鼓丘较重路段,可在上游主流处设地下渗沟或将水引到一定距离外的地面积冰场。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
【学员问题】多年冻土地区挡土墙设计规定?
【解答】1、多年冻土地区的挡土墙宜采用工厂化,拼装化的轻型柔性结构,并应避免采用重力式挡土墙。
2、挡土墙的两端部应作坡面防护或嵌入原地层;其嵌入深度,对土质,不应小于1.5m;对强风化的岩石,不应小于1m;对微风化的岩石,不应小于0.5m.
3、当边坡中含土冰层累计厚度大于200mm时,应采用粗颗粒土换填。水平方向的换填深度应根据热工计算确定,但从墙面算起不得小于当地多年冻土上限埋深;换填时应分层夯实。
4、沿墙高和墙长应设置泄水孔,并按上下左右每隔2-3m交错布置;泄水孔的进水侧应设置反滤层,其厚度不应小于300mm;在最低泄水孔的下部,应设置隔水层,不得使活动层的水渗入基底。
5、为减小水平冻胀力,可采用柔性结构挡土墙,墙背做隔热层并应将墙背冻胀土体用粗颗粒土换填,隔热层厚度和换填厚度可通过热工计算确定。
6、沿墙长每15m应设伸缩沉降缝一条,缝内沿墙的内、外、顶三边应采用碴油麻筋填塞,塞入深度不应小于200mm.
7、多年冻土挡土墙的施工宜在冬季进行。当在含土冰层较厚的地段施工时,应预先编制严格的施工组织设计,作好施工准备。基坑开挖后,应连续作业,基坑不得积水;基坑完成后,应立即回填。
8、冻土地区挡土墙的设计荷载组合应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的有关规定进行,但应考虑作用于基础的冻结力和墙背的水平冻胀力,在冬季和夏季应分别进行计算;荷载组合时水平冻胀力和土压力不应同时组合。
9、作用于墙背主动土压力的计算,应根据挡土墙背多年冻土人为上限的位置来确定。当上限较平缓,墙背融土层厚度足够厚,滑裂面可在融土中形成时,可按库仑理论或朗金理论计算;当上限较陡,墙背融土厚度较小,滑裂面不能在融土中形成时,应按有限范围填土计算土压力。这时,应取多年冻土上限面为滑面,并取冻融交界面上的内摩擦角和粘聚力来计算主动土压力。
10、冻融交界面上的内摩擦角和粘聚力应由试验确定,当无条件进行试验时,可按表8.2.10的规定选用。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
英文翻译:paver
筑路工主要是指那些公路,城市道路,高速公路等道路的建造者。