凍土地段的公路施工技術簡析

摘要：我國有著遼闊的地域，而凍土地段的公路建設一直是我們所面臨的難題，其施工過程當中會面臨因地質條件較為復雜的施工問題，對此，這就需要施工單位必須要以科學合理的設計以及嚴格的科學管理從而確保公路工程質量，確保公路的使用壽命，為行車的安全性奠定好基礎。在我國的凍土地段，公路路基在施工當中起到非常關鍵的作用，它也是對工程的整體質量起著一定的影響作用，對此，在公路的施工技術當中要作為重點任務進行分析研究，從而保證凍土地區公路施工的順利進行。

關鍵詞：高原地區 凍土地段 施工技術

凍土地區的施工一直是我國在公路基礎建設當中所要面臨的一個重要問題，在選擇施工技術方面以及對于在施工的管理方面都具有重要影響，同時也是確保凍土公路在施工方面的質量以及促進凍土地區在經濟利益方面長遠發展的重要條件。在以青藏高原的公路為例，它每年會擔負著大量的物資運輸，但是，在該公路的建設施工過程當中，由于多年的凍土是在公路施工當中的主要地質形態，因此，在這種地質條件下，就必須要制定一套嚴格的施工技術方案，從而保證公路的施工質量。

1 凍土地區公路的常見病害

1.1 存在凍脹的問題。發生凍脹的必要條件存在兩方面：一方面是必須要有足夠水分來補給源，另一方面就是必須要有足夠的水分補給通道。因為從凍脹自身來講它不僅僅會破壞道路，而且還會對涵洞以及橋梁的基礎引發凍害問題。因此，這種病害的發生一般都會在凍土地區進行修建涵洞以及橋梁施工的早期發生，通常會表現出基礎的傾斜和上抬從而造成涵洞的斷裂以及橋梁的拱起等問題。

1.2 存在融沉的問題，這種病害也是凍土地區的主要病害，通常都會出現在具有較大含冰量的粘性土地區，在基底凍土的上部或者在路塹的邊坡上都會分布著地下冰層，因為地下的冰層會比較淺，所以在施工的過程當中通過人為作用的影響，會促使凍土出現局部的融化現象，這時，上覆的土層會在其自重以及在外力的影響下出現一定的沉陷，從而促使路基出現變形的問題，在其影響下會出現路基下沉，邊坡下滑、開裂以及路塹邊坡的坍塌等病害，對此，出現融沉時主要會體現在：①這種病害主要發生在路堤較低的地段。因凍土地區的道路在其穩定性上一般都與很多困素有關聯，一方面會受到緯度地帶的主要影響，另一方面又會受到路堤的高度、保溫設施、坡向、填料和施工時間以及在施工以后所形成的水文特征、地表特征等方面的因素影響有關。而對于這些因素的影響總體來說都是因為土層吸熱與散熱。當基底土層的散熱超過吸熱時，則地溫下降，人為上限就上升，路堤保持穩定。當吸熱大于散熱的時候地溫則會上升，而凍土就會融化，這時路堤便會發生融沉的病害。如果路堤很低，在從上界流向地中傳熱的過程當中，此時熱阻會降低，而對于路基本身儲熱的能力就會減少，所以就不會有利于熱的穩定。②融沉會出現不連續性的特征。由于多年凍土已經在一部分地區有所消失，所以它的分布是沒有連續性的。因為凍土的厚度是沒有均勻性的，所以也就導致了道路融沉出現的不均勻性。在部分路段中會以很慢的速度進行下沉一段以后，又會突然的出現大量沉陷，從而促使地基土部分出現隆起，此類現象也是因為在路基的基底由于具有較大含冰量的粘性土出現融化以后，還是飽和狀態，所以基本沒有承載力。由此可見，在車輛荷載的作用下，因為過飽或者是在粘性土會的凍結面發生擠出現象，促使路堤產生了很大程度的沉陷，也叫突陷。

1.3 存在損害路面的問題。如果在較寒冷的地區，出現路面損壞的現象一般是在高級路面中常見的，可分為幾類：變形、裂縫、松散以及其它損壞等。由于路面發生損壞會導致影響其它道路發生病害的可能性，也促使加劇了其它道路發生病害的機率。

1.4 存在翻漿的問題。在初春季節，在凍土地段由于解凍相對緩慢，并且解凍的時間也會較長，所以就會導致解凍到一定的深度時出現停滯的現象，可長達幾天之久，再加之有大量的積雪，當融化以后雪水會出現下滲的現象，所以會導致解凍層與未解凍層之間出現凍結層似的自由水，這時，地表土的含水量則會快速地增加，導致失去一定的承載能力，由此發生翻漿的病害。

2 提高施工技術的主要措施

2.1 在施工工程的設計階段，必須要按照根據不同的地質條件，依據不同的具體情況，進行相應合理的設計原則，并且要在常年地溫較為穩定的凍土地段并保持凍結的狀態地基下為設計原則。如果常年的平均地溫出現較高時并存有少量的含冰，此時，便可有效的控制地基的沉降量。如果在相對不夠穩定的凍土地區，可以鋪設保溫層、熱樁以及通風路基等方面這些綜合的應用措施。如果在一些弱融沉或者是不融沉的多冰凍土、少冰凍土地段也可以應用常規的一些設計方法。

2.2 在施工過程當中，可以適當的提高路基在填土時的高度，采取天然土進行保溫，此方法因成本較低，所以應用十分普遍。通過實踐證明，在凍土地段的年平均地溫相對偏低時，可應用提高路基的措施確保路基的穩定性。如果在地溫相對較高的地區，如果采取加高路基的措施是無法確保路基的穩定性，原因是如果對高路堤填筑以后，會出現對邊坡和路肩的太陽輻射，這時會導致地表在與大氣之間的溫度交換條件有所不同，而促使在路基陽面的地溫會高于陰面的現象，從而導致路基的陽面出現滑溜和下沉的問題。

2.3 也可以應用主動的降溫技術，或者是選擇降低傳入地基土的熱量，而這種方法則可以確保凍土地段的熱穩定性，也保證了在建筑工程的質量和穩定性。另此，應用主動降溫的施工技術有多種方法，必須要根據凍土的實際情況采取施工技術措施，總結有幾個方面：①如果凍土地段是相對穩定的，可以通過對流交換熱的方法，它的作用機理就在于拋石路基以及碎石護坡的技術措施，也可以應用“熱棒”的技術等綜合措施。而“熱棒”技術則是利用了液汽轉換對流以及進行循環從而達到傳輸熱量的系統，也是傳輸熱量效率較高的裝置。這種技術的主要特點就是具有傳熱能力較大，并且傳熱時的溫差較小、均溫性能比較好并且安全經濟等優勢。②如果在不穩定的凍土地段，采取應用“以橋代路”這種結構工程，也就是通過應用橋梁結構從而替代公路跨越的設計方案。③在以上兩種方式外，也可在路基中進行埋設通風管，在橋涵工程當中應用樁基礎等技術措施，并且要建立排水設施，避免因地下冰出現融化所致使路基的下沉。

3 結論

總之，在多年的凍土地區都會具有一定的規律性，也會有一定的特殊性，所以，在工程施工以前必須要先進行勘測，并且要綜合勘探，進行科學的分析研究，并針對它體現的特征應用合理的解決措施。在凍土地段進行公路施工時，必須要把握工程的特有性質，優化施工的工藝，降低對凍土的抗凍性，遵循施工的技術原則，從而減少凍土對路基的影響。

參考文獻：

[1]哈冬梅.青藏高原地區公路施工的一些基本問題探討[J].科學與財富.2011(7).

[2]胡紹坤.高原地區公路施工與管理[J].中國高新技術企業.2009

(3).

[3]林建田.淺議凍土地段的公路施工[J].魅力中國.2011(8)

[4]仲繼紅.多年凍土地區公路路基施工[J].鐵道建筑技術.2003(4).