高原凍土區路基施工技術及質量控制措施

王立新

（中建新疆建工路橋工程有限公司，新疆 烏魯木齊 830054）

1 工程概況

哈巴克至神仙灣邊防公路改建工程，起點K0＋000.00，終點K119＋895.05，全長118.86km。本項目所在地區位于西昆侖高山區，具有極端的荒漠性特征，區域內地形起伏較大，地貌類型較為復雜，延路線前進方向，分別為越嶺線段、高原平臺段、延溪線段，除越嶺線段外，整體高差不大，海拔最高達5 250m，最低為3 820m，屬高原亞寒帶干旱氣候，晝夜溫差大。由于受高空環流、地理位置和地形地勢的影響，整體上屬于大陸性干旱氣候區，水汽主要來源于阿拉伯海。短期觀測取得的天文點（5 100m）及神仙灣（5 370m）年降水量依次為54.6mm和67.7mm，推算沿線年降水量為60～80mm。獅泉河（4 278.8m）年平均氣溫僅為0.4℃，極端最低氣溫為－34.6℃，年平均地溫為5℃，最低地溫為－7.2℃，甜水海附近年平均氣溫為－4.42℃，年平均地溫為－3.5℃。沿線年平均相對濕度＜40%，年蒸發量約為2000～2500mm，具備凍土生成的水熱條件。

2 高原多年凍土區路基施工的特征分析

高原凍土區的自然和生態環境，是通過古代與近代的地質運動所形成的。高原凍土區的特點主要有以下幾方面：首先，在不破壞凍土區現有的自然和生態環境的基礎條件上，高原區多年凍土是非常穩定的，但是如果高原區的多年凍土被破壞，那么凍土區的地基將會出現衰退，并產生融化現象，使公路路基的地基受到破壞；其次，在高原凍土區施工容易受到季節的影響，要最大程度上降低季節對多年凍土的熱干擾和影響；再次，水會對公路路基產生較大的影響，因為水能夠攜帶的熱量要遠遠的大于空氣所攜帶的熱量，如果在公路路基工程附近有大量的水聚集，那么將會對高原凍土區產生較大的熱干擾。由于高原多年凍土區的工程地質條件特別復雜，在較小的范圍內可能會出現不同類型的多年凍土。

3 高原凍土區路基施工技術與質量控制措施

按照高原凍土區的路基特征，需要采取先進的路基施工技術和質量控制措施，才能夠提升高原凍土區的路基施工質量。

3.1 降低填料蓄熱對凍土的影響

在高原凍土區路基施工的過程中，為了有效地降低路基熱融下沉問題，需要降低填料蓄熱對凍土的影響。在路堤較高的情況下，需要分兩次來填筑，宜選擇在溫暖的季節進行施工。當路塹開挖完成之后，基底換填層下面的卵碎石土工作墊層，對降低路基的凍脹、路基的融沉發揮著很大的作用，因此要求在施工的時候，必須要做好工作墊層。

3.2 加大凍土環境保護工作

在多年凍土區路基施工時，要重視高原凍土環境的保護工作，在施工的過程中要嚴格按照環保部門的相關要求進行施工。為了更好地保護環境，提高高原凍土區路基的穩定性，填筑路基所需的取土場要與路基保持500m以上的距離，并且需要環保部門的指定。施工時盡量采用移挖作填的辦法解決填料，并充分利用棄碴和路塹挖方。

3.3 不同的施工部位選擇不同施工時機

在高原凍土區路基施工的時候，需要按照路基的不同施工位置，選取合適的施工季節。高原含冰量多年凍土分布的地區，在路塹開挖之后，高含冰量的凍土將會直接暴露在大氣環境下，造成多年凍土的熱狀態受到陽光和大氣的干擾，出現凍土融化問題，有可能導致路基施工不能順利進行。因此，高含水量凍土區的路塹開挖最好在冬季進行，這樣能保證不會出現融化問題。公路的基底與邊坡的換填需要在溫暖的季節進行，因為溫暖的季節填料的蓄熱水平較低，對公路邊坡和基底多年凍土不會產生太大的熱干擾。高含冰量的高原凍土區路堤施工要在溫暖的季節進行，因為溫暖季節凍土的活動層并沒有完全融化，并且加上填料的蓄熱量較低，能夠有效地保護高原凍土層，對于提升路堤的穩定性有著重要的意義。

3.4 防止地下水與凍土接觸

因為水會對路基多年凍土產生較大的熱干擾，并且可能會造成多年凍土的大面積融化。因此，有效防止地下水對高原凍土區的接觸是提升凍土區地基穩定性的關鍵所在。在高原凍土區路基施工時，一定要提前做好臨時排水系統，并結合臨時排水和永久性排水系統進行全盤的考慮，以有效地降低水對施工路段地表的影響，達到保護凍土區的目的。

3.5 加強對凍土工程地質資料的核對

針對高原凍土區公路工程地質狀況，需要在公路路基工程施工之前，加強對凍土工程地質資料的核對。通過使用通風路基技術等，對高原凍土區的高含冰量和不良凍土現象分布的區域，要使用保溫盲溝，并設置防水保溫通道，通過鋪設土工格柵等相關的措施，來提升公路路基的穩定性。通風路基是通過在路堤基底使用重型壓路機碾壓結實之后，在路基基底上直接埋設鋼筋混凝土通風管，并在鋼筋混凝土通風管或碼砌片石頂上封一層過渡墊層，然后再進行正常路基填土的施工工藝而形成的路基。其防止熱融的原理是通過通風對流的作用，使填土產生的熱量，以及外界引發的各種熱量以最快的速度散失，可減少熱量對基底的干擾，避免基底由于熱融而產生的下沉問題。

同時要加大對少冰、多冰凍分布地段的日常檢查工作，對高含冰量的凍土區的凍土類型和分布情況進行認真檢查，以更好地采取相關的措施，保證公路路基的穩定性。當少冰、多冰凍土區有高含冰量分布的時候，可以采用局部挖除的方法，并使用融化的少冰和多冰凍土做及時的回填壓實處理。在進行邊坡和基底挖除的時候，其深度要為少冰凍土上限的1.5倍。

3.6 加大熱融滑塌的整治力度

如果公路通過熱融滑塌分布的位置時，需要按照熱融滑塌的時間、路基的通過位置等因素，使用合適的方法進行科學的整治，以避免熱融滑塌的繼續擴大。然后再使用合理的技術方法，對基底做出科學的處理，處理時需要保持厚層地下水或者高含水量凍土活動層的熱平衡狀態。禁止在熱融滑塌的位置進行排水溝的開挖，這是因為排水溝的開挖降低了活動層的熱阻，使得地表的熱平衡遭到了破壞，這會導致厚層地下冰產生融化，導致地面產生熱融下沉，甚至會造成熱融而引發新的熱融滑塌。為了有效地清除不均勻的凍脹，在填料的時候需要使用質地均勻、凍脹性較低的填料，并且要在公路路基施工的過程中，加大對不同凍脹填料的過渡，避免產生凍土等不均勻的凍脹問題。

4 結語

綜上所述，通過對高原凍土區路基施工技術和質量控制措施的分析，得出在路基施工的過程中，需要不斷地進行經驗總結，分析問題產生的原因，創新施工技術，不斷提升我國高原凍土區路基施工的效果。

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