嘉蔭至伊春公路沿線多年凍土研究

寇欣欣

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

嘉蔭至伊春公路沿線多年凍土研究

寇欣欣

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

多年凍土是黑龍江省大小興安嶺地區建筑、修路過程中所遇到的問題之一。近年來隨著黑龍江省公路網不斷的建設完善，涉及修路過程中多年凍土的處理問題及處理后多年凍土的變化、現狀引起多方面的關注，主要探討伊春地區多年凍土的分布和特征問題,并提出合理的處理建議，加深對多年凍土的理解，分析具體的處理建議，這將對保證公路的質量和降低公路造價有重大的意義。

多年凍土；分布變化規律；處理方式

多年凍土是黑龍江省大小興安嶺地區建筑、修路過程中所遇到的問題之一。近年來隨著黑龍江省公路網不斷的建設完善，涉及修路過程中多年凍土的處理問題及處理后多年凍土的變化、現狀引起多方面的關注，對路網建設特別是大小興安嶺路網的安全性及通暢性起了至關重要的作用。多年凍土病害在很多路段沒有處理完全導致的病害在省內多條公路上連續發生。其中包括嘉蔭至伊春公路。通過對嘉蔭至伊春公路沿線地質的鉆探而得出的多年凍土分布規律、變化及對公路的影響進行分析和研究。同時試探性的給出建議處理方法。

嘉蔭至伊春公路起自黑龍江省口岸城市嘉蔭縣，經湯旺河、新青區、紅星區、五營區、上甘嶺、友好區、終于伊春市。嘉蔭至伊春公路既有二級公路建成于2002～2005年，所處位置為小興安嶺山脈的腹地北部，沿線低山丘陵起伏綿延不斷，地勢為北高南低。沿線的植被基本為次生林、塔頭地和濕地及很少部分的耕地。沿線地區的公路自然區劃分為I2區，即為北部島狀多年凍土區。公路自然病害主要是多年凍土、凍脹和翻漿。公路所在區域氣候屬中溫帶大陸性季風氣候。其特點是四季分明，春季風大，雨少，蒸發快，易干旱；夏季濕熱多雨；秋季寒潮侵襲，降溫急劇；冬季嚴寒干燥。年平均氣溫0 ℃，最高氣溫37 ℃，最低氣溫-45 ℃，季節性最大凍深2.3 m。全年主導風向為西北風，最大風速為27 m/s。地下水主要以潛水和上層滯水為主。由于本區有多年凍土，因此存在固態水，即多年凍土中的冰。另外有少量基巖裂隙水。

本公路處于小興安嶺北部島狀多年凍土區，凍土地溫為-1～0 ℃，為高溫多年凍土，但近年年平均氣溫處于上升趨勢，工程引起多年凍土熱平衡的破壞，導致多年凍土融化，本路線全線受凍土影響較大且以發生路基破壞主要有兩個路段，分別為新青區附近K127～K131段及湯旺河區附近路段K102～K104段，其他路線也存在多年凍土的破壞影響，但相對較小，本文著重分析這兩段多年凍土。為查明多年凍土的分布規律，通過對不同路段及周邊范圍的鉆探以達到目的。為查明多年凍土的退化規律，通過對不同年份、季節的鉆探以達到目的。為查明多年凍土對路基的破壞原因，通過對路基下巖土鉆探及取試樣試驗以達到目的。

新青區K127～K131段，本段于2015年3～5月為第一次鉆探，本次鉆探于路基上、路基下邊溝旁、路基外側10～20 m范圍內橫向布孔，縱向布孔為沿路線500 m間隔布孔。2015年11～12月為第二次鉆探，本次鉆探于路基上、路基下邊溝旁、路基外側10～20 m范圍內橫向布孔，縱向布孔為沿路線50 m間隔布孔。2016年7～8月為第三次鉆探，本次鉆探于路基上、路基下邊溝旁、路基外側10～20 m范圍內橫向布孔，縱向布孔為沿路線100 m間隔布孔。通過三次鉆探，基本查明多年凍土分布規律、退化情況及對路基的影響。多年凍土上限最高為2.5 m，最低為9.6 m。下限最高為6 m，最低為23.3 m。大部分為不銜接多年凍土。其中覆蓋層凍土類型多為含土冰層-富冰凍土，局部路段含多冰凍土。基巖凍土類型多為富冰凍土—少冰凍土，局部路段含飽冰凍土及含土冰層。

表1 新青區各路段凍土類型及相關指標

續表1

第三次鉆探在第一次鉆探發現凍土的孔位旁增加鉆孔，發現局部鉆孔未發現多年凍土，因此判斷多年凍土正在緩慢消融中。路基下發現凍土少于路基外側發現凍土，說明修路對多年凍土的影響巨大。路基下巖土層主要為黏性土，多呈可塑狀態，局部路段呈軟塑狀態，疑為島狀凍土融化形成，對舊路路基勘察中發現現有道路對路基下凍土影響較大，通過與舊路邊坡坡腳下發現多年凍土的鉆孔對比，多數舊路鉆孔的多年凍土已全部融化，導致局部舊路路基下出現軟弱土層，路基下沉，出現波浪路面。

湯旺河區K102～K104段，本段鉆探時間與鉆孔排列方式同上段。通過三次鉆探，基本查明多年凍土分布規律、退化情況及對路基的影響。多年凍土上限最高為4.2 m，最低為7.7 m。下限最高為12.2 m，最低為16.8 m。全部為不銜接多年凍土。其中覆蓋層凍土類型多為含土冰層—富冰凍土，局部路段含多冰凍土。基巖凍土類型多為富冰凍土—少冰凍土，局部路段含飽冰凍土及含土冰層。

表2 湯旺河區各路段凍土類型及相關指標

本段同樣在第三次鉆探在第一次鉆探發現凍土的孔位旁增加鉆孔，發現局部鉆孔未發現多年凍土，因此判斷多年凍土正在緩慢消融中。路基下發現凍土少于路基外側發現凍土，說明修路對多年凍土的影響巨大。路基下巖土層主要為黏性土，多呈可塑狀態，局部路段呈軟塑狀態，疑為島狀凍土融化形成，對舊路路基勘察中發現現有道路對路基下凍土影響較大，通過與舊路邊坡坡腳下發現多年凍土的鉆孔對比，多數舊路鉆孔的多年凍土已全部融化，導致局部舊路路基下出現軟弱土層，路基下沉，出現波浪路面。

吸取本省其他凍土地區經驗，盡量對凍土類型為富冰凍土及以上類型的凍土做清除、換填處理，局部路段凍土埋藏較深或凍土類型在多冰凍土-少冰凍土之間的凍土采用復合地基、管樁或部分清除、換填處理，對于多年凍土情況較為嚴重，舊路路面已嚴重變形，勘察中發現覆蓋層與基巖凍深較厚，多數鉆孔凍土下限在20 m左右，且凍土含水量較大，溫度較高，受外界干擾后極易破壞融化，根據路段內凍土類型及下限深度，建議對這些采取以橋代路方案，設置旱橋跨越本路段，能夠徹底解決凍土段路基工后不均勻沉降的問題。

U419

C

1008-3383(2017)10-0082-02

2017-03-11

寇欣欣，女，黑龍江綏化人，研究方向：道橋工程。