多年凍土地區(qū)特殊路基施工技術(shù)

多年凍土地區(qū)特殊路基施工技術(shù)一、凍土的概念

在高緯度和高海拔地區(qū)，氣候嚴(yán)寒，地面以下一定深度的地溫，經(jīng)常保持在0℃以下，含冰的土持續(xù)三年或三年以上不融化，稱為多年凍土。在多年凍土地區(qū)的地表往下一定深度的土層（一般3m以內(nèi)），暖季融化，寒季凍結(jié)，隨季節(jié)而變化，循環(huán)不已，此土層稱為季節(jié)融凍土層，多年凍土與季節(jié)融凍層的交界處稱為多年凍土的上限。季節(jié)融凍層能保持多年凍土層的頂面經(jīng)常處于負(fù)溫狀態(tài)，使其有一個(gè)較穩(wěn)定的上限，所以這個(gè)季節(jié)融凍層是天然的保溫層。如果破壞了它，或在上面加土覆蓋，都將引起多年凍土的上限溫度升高或降低。在路基施工中，總要改變這季節(jié)融凍層的狀態(tài)，融凍層改變后，常以人工保溫層來(lái)恢復(fù)原有的溫度，防止可能產(chǎn)生的凍害。天然地面天然多年凍土上限上限附近冰層季節(jié)融化層多年凍土層太陽(yáng)輻射【凍土區(qū)筑路技術(shù)問(wèn)題難度】自然條件的變化（氣溫升高）和工程活動(dòng)熱影響，使多年凍土發(fā)生變化（地溫升高、上限變化），體現(xiàn)在工程上就是凍脹融沉變形影響工程建筑物的穩(wěn)定。【凍土區(qū)筑路技術(shù)核心】通過(guò)相應(yīng)的工程結(jié)構(gòu)和工程措施控制多年凍土層溫度，控制多年凍土的活動(dòng)層（季節(jié)融化層）變化，從而控制活動(dòng)層的凍脹融沉變形，使其上工程建筑物在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的變形控制在允許范圍內(nèi)。因此，控制凍脹融沉變形是凍土區(qū)筑路技術(shù)的核心問(wèn)題。天然地面多年凍土上限多年凍土上限附近冰層太陽(yáng)輻射季節(jié)融化層多年凍土層多年凍土上限

在多年凍土區(qū)修建鐵路的原理：天然條件下季節(jié)融化層好像一層保溫層，保護(hù)著多年凍土處在凍結(jié)狀態(tài)修建鐵路路基時(shí)，壓實(shí)地表或鏟掉植被、路堤填土或其他結(jié)構(gòu)形式，均改變了原來(lái)季節(jié)融化層保溫效果，有可能使多年凍土發(fā)生三種變化：

1上限下移，2上限基本不變，3上限上升。上限下移造成較大凍脹融沉變形。

修建鐵路采取各種措施，使多年凍土上限不下移，保證工程建筑物穩(wěn)定修建鐵路后可能發(fā)生三種情況：1.上限下移，2.上限基本不變，3.上限上升上限下移上限基本不變上限上升天然條件下季節(jié)融化層類(lèi)似保溫層二、施工基本原則

在路基工程中破壞了多年凍土的熱平衡條件后，常用人工建筑材料保持多年凍土的凍結(jié)，叫做保溫法。在多年凍土地區(qū)的邊緣，若多年凍土層不厚，溫度高而不穩(wěn)定，則挖除凍土，使路基坐落在可靠的基底上，叫做破壞凍土法。治水有防止地表水滲入結(jié)構(gòu)物地基（地面排水、擋水埝和保溫防融），阻攔地下水向結(jié)構(gòu)物地基附近聚集（截水溝）。減少凍脹量和融沉量。

遮陽(yáng)板結(jié)構(gòu)片石氣冷邊坡和護(hù)道遮陽(yáng)棚路基熱棒路基病害整治主要工程技術(shù)塊石層冷卻地基原理Cold（冷）Warm（熱）碎石層邊坡冷卻地基原理三.主動(dòng)冷卻地基土體的工程結(jié)構(gòu)片石層頂部溫度低于底部－對(duì)流蓄冷片石層頂部溫度高于底部－接觸熱傳導(dǎo)片石空隙阻止熱量向下總體類(lèi)似熱開(kāi)關(guān)或熱二極管作用，年度熱量收支冷量積累占優(yōu)碎石層外部溫度低于底部－對(duì)流蓄冷碎石層外部溫度高于底部－接觸熱傳導(dǎo)碎石層邊坡沿坡面的煙囪效應(yīng)總體類(lèi)似熱開(kāi)關(guān)或熱二極管作用，年度熱量收支冷量積累占優(yōu)塊石路基原理片石粗氣冷樣路基肯結(jié)構(gòu)【片石驕氣冷癢路基息效果】與普駛通路介基相事比，往通過(guò)搞基底取傳入盟地基滔土體爸冷量畫(huà)大2－4倍。藍(lán)由于假片石卡層的螞應(yīng)力驚擴(kuò)散征作用唯，還辨能有咳效的徑抑止翅路基槽變形捐，而櫻幾何橡尺寸津不對(duì)淚稱片伯石層棋可以寇減少側(cè)橫向格變形投差異稻。【碎石嫩邊坡歌路基假效果】具有呼與片刻石層惹一樣蔽的冷協(xié)卻效排果，租另外撥減少踢了通購(gòu)過(guò)邊植坡傳慮遞的索太陽(yáng)姻輻射別熱，睡減少商了各瞇種自赤然因潑素對(duì)便邊坡飾的侵齊蝕?！酒蹥饫?碎石偷護(hù)坡震路基它效果】集其勇他兩陪種之來(lái)優(yōu)點(diǎn)腐，效丙果更暖好1.片石規(guī)氣冷乘路基2.片石恐層+碎石憶護(hù)坡維路基3.碎石件邊坡嬸路基塊石廁層路扶基試箏驗(yàn)段碎石剝層邊蹲坡實(shí)針景青藏撕鐵路紀(jì)片石劇氣冷圓路基草結(jié)構(gòu)芹的應(yīng)反用及膽效果塊石驚層路題基施黃工塊石爹層路鑰基實(shí)色景楚瑪巾爾河撐地區(qū)統(tǒng)片石素氣冷戚路基+碎石挑護(hù)坡熱棒成路基緣瑞原理熱管舍（熱爆棒）抖技術(shù)鴨是60年代喇初發(fā)里展起民來(lái)的毒一種看廣泛慕用于計(jì)土木銜工程址中的疑冷凍斷技術(shù)禿。它吼無(wú)需拖外加撈動(dòng)力特源，瘡實(shí)際頃上是竹一種探無(wú)芯唱重力絹式熱陸管。抵熱管傅（熱幻玉棒）睜路基匙，他亦的特焦點(diǎn)在蜂于充郵分利躲用自汽然能族源，之在溫芹差作翠用下盆驅(qū)動(dòng)妨內(nèi)部襖制冷晨工質(zhì)稻的汽尋液兩信相對(duì)濱流循飽環(huán)，備通過(guò)忍蒸發(fā)犁段蒸端發(fā)吸泛熱作躬用降踩低周陷圍凍扣土溫漏度，廚增加倘凍土姓本身擾的冷虜儲(chǔ)量神，提享高凍六土的便熱穩(wěn)制定性艘。熱棒收作用旱原理重力鄉(xiāng)豐、溫礙差驅(qū)御動(dòng)、釘無(wú)源禁制冷嗎。工撥作條將件：享環(huán)境納溫度槽低于糠蒸發(fā)玩段土藝層溫押度熱棒疑作用地效果圖中優(yōu)深藍(lán)勻色－延天藍(lán)挽色－湖嶼藍(lán)色板為熱留棒降謊溫區(qū)域他變化石圖。熱棒笨路基的實(shí)際現(xiàn)作用名效果凍土使區(qū)路消基坡高向不饞同，膨基底折多年糖凍土認(rèn)上限汪變化甩形態(tài)各不對(duì)勒稱，蔥坡腳猜打入竊熱棒育后，扇可以摟改變過(guò)這種縣不對(duì)企稱，術(shù)減少落路基哨變形賓差異患。遮擋雞式路璃基結(jié)附構(gòu)【遮陽(yáng)微棚原粱理】用具辭有一找定強(qiáng)劫度，看反射跳性能清好的病材料慣，阻淘擋太車(chē)陽(yáng)輻佩射熱崇能進(jìn)蟲(chóng)入路齡基本疤體【遮陽(yáng)卷棚效玩果】遮陽(yáng)湯棚內(nèi)飼沿路嗎基的澆整個(gè)君橫斷火面年轎平均嘆氣溫刪遠(yuǎn)遠(yuǎn)什低于久外部鑼空氣房誠(chéng)，棚周內(nèi)地段表平漆均溫暫度比淺棚外膏地表掘溫度估低5－8℃左右巾。凍折土上只限有鍛效抬筋升，猶多年封凍土貓年平合均地敏溫有爺效降朵低。妙抵御賽未來(lái)走氣溫作升高狀的能巖力提駱高。最早勉提出暴遮陽(yáng)策棚理助論設(shè)廁想的收俄羅島斯科水學(xué)家邪康德嫂拉季詢耶夫石的設(shè)省計(jì)思彎路【遮擋妻式路處基結(jié)酬構(gòu)種腐類(lèi)】遮陽(yáng)違板邊吉坡遮陽(yáng)跡棚路必基唐古屆拉山貝區(qū)遮浙陽(yáng)棚19庸97年開(kāi)痕始，逝中鐵良西北啊科學(xué)劃研究富院與絕俄羅笨斯專(zhuān)剛家合燃作在未風(fēng)火隆山進(jìn)余行遮振擋式蒼路基翁結(jié)構(gòu)腦研究憐，20爭(zhēng)02年青勉藏公搏司和熔中科胃院開(kāi)貌始在季北麓異河進(jìn)僑行研錫究。酬研究菠結(jié)果陶表明枯這種拔結(jié)構(gòu)眼大幅慚度降原低地念表溫量度，袍提高肝多年剛凍土錦上限穴，冷抵卻地世基土矩體的南效果綿非常干好是忘未來(lái)教青藏愈鐵路子運(yùn)營(yíng)盜階段乒病害厘整治境的有悼效技殊術(shù)措淺施之鍛一。通風(fēng)催管路甜基【原理】通風(fēng)遺管埋叛設(shè)到買(mǎi)路基圖土體害中，遭增加渠土體卸與空黨氣的尤接觸剖面，略增加挪傳入肚地基婚土體聲的冷扒量，固積極蝦主動(dòng)狗的降匹低地枕基土傳體溫嘴度。搶為減扒少暖勉季通售過(guò)通卷風(fēng)管嫌流入倍地基范土體杜的熱右量，溫管子泳兩端塵可以姻安裝滿溫度待自動(dòng)貧開(kāi)啟望風(fēng)門(mén)倉(cāng)。【效果】上通旬風(fēng)管騾路基衛(wèi)與一講般填剖土路錯(cuò)基類(lèi)唯似，期下通盼風(fēng)管圾路基炭是地弊基土歷體整刊體溫紛度降創(chuàng)低，討地溫先場(chǎng)分罩布對(duì)料稱性病好，膏可以立減少緒橫向劉變形找差異懶?！窘Y(jié)構(gòu)】根據(jù)掌通風(fēng)抽管埋信設(shè)在俗路基勝部位牽不同潛可以域分為烘上通碌風(fēng)管刑路基篇和下別通風(fēng)涼管路巡壽基熱棒億＋保磚溫板岡復(fù)合恰結(jié)構(gòu)【原理】路基誓本體足鋪設(shè)夜保溫警材料蕩，可助以增窄大熱哭阻，船減小捕外界裹熱量鬼對(duì)凍辯土地徒基的坑熱干娛擾，柴其作洞用有挖正負(fù)羽效應(yīng)匹，正閣效應(yīng)醒達(dá)到訊隔熱桑，防配止凍霧土地拐基土嘉體升耳溫，悟負(fù)效茶應(yīng)則危阻隔醋了寒拴季凍壘土地德基冷曉儲(chǔ)量靠增加煮。熱羨棒作尾用原舌理恰沾恰是糊在暖判季不牽工作從，寒般季可瀉以通亦過(guò)管擱內(nèi)氣康液轉(zhuǎn)紙換過(guò)迎程的忽吸熱刪原理泛，降攏低周想圍土版體溫奔度，黃增加曬地基碧土體咱冷儲(chǔ)茂量，犬在保閉溫板賓下方患插設(shè)躁熱棒埋，既陷可以侍在暖猜季利季用保盞溫板此的隔店熱減場(chǎng)少傳腔入地菠基土待體熱播量，辭又可籠以在蓄寒季理利用六熱棒汽的制繡冷功判能增外加地鄭基土鑰體冷氧儲(chǔ)量姻?！窘Y(jié)構(gòu)】根據(jù)初保溫止板在給路基叛中埋查設(shè)位詠置不散同（園上部獲和底肢部）圍，結(jié)掉構(gòu)形鬼式分條兩種嫂（熱厚棒只映能設(shè)稀在坡丟腳處樸）。北麓堂河實(shí)疾體工噴程施工手過(guò)程混示意闊圖被動(dòng)替保溫事結(jié)構(gòu)報(bào)的局注限性等效迷保溫勻?qū)釉瓚依砗秃蚵坊伦钚∧惶钪涓叨缺刭N板路歪基修建蚊鐵路券路基險(xiǎn)時(shí)，止壓實(shí)偶地表規(guī)或鏟丙掉植眼被、負(fù)路堤迷填土踏，改記變了累原來(lái)栗季節(jié)桶融化送層保壞溫效坊果，件一般耕采用估等效巾保溫姓層原薪理，吵利用贊增大鵲熱阻愛(ài)，即暖增加姻路基帽填土騾高度育的方酷法達(dá)縮慧到等借效保甚溫效銷(xiāo)果，款地基團(tuán)多年裂凍土慈不致挑破壞憶。能硬夠達(dá)偽到原吃來(lái)季帝節(jié)融損化層銳保溫安效果賠的最劉小填惹土高聲度，頓稱路餐基最獲小填棍筑高清度。查他受拴當(dāng)?shù)丶S氣候傾條件假、填廣土種累類(lèi)影裂響而部變化電。設(shè)歸計(jì)暫爐規(guī)規(guī)標(biāo)定了之不同裁地段咐、不統(tǒng)同填偵土種并類(lèi)的叫最小羨填土述高度憶。路基廟上部著或底雙部埋拘設(shè)一謊定厚皆度保臂溫板舟（聚織苯乙愚烯、余聚胺批脂泡睬沫板逃等）毯，阻冰止熱餡量傳替入地氣基土伯體，扎這種哪路基思結(jié)構(gòu)崗稱為懇保溫碧板路厭基。在低住溫凍謙土區(qū)區(qū)，應(yīng)湖用在列低路捷堤、鍬路塹繡能起廉到積國(guó)極的巖效果挪，因墊凍土地，地銳基有呀足夠鄭的冷迅儲(chǔ)量也保持威凍土耀上限宵或使?jié)B上限聞上升測(cè)。對(duì)熊于高來(lái)溫凍欺土區(qū)柿，凍蒙土地李基的灰冷儲(chǔ)駝量有尸限，叛缺乏貴寒季斃的冷諸能補(bǔ)形給，尋不利胖于凍幸土保認(rèn)護(hù)。有部鳴分越寫(xiě)嶺地專(zhuān)段，經(jīng)受線陶路縱輪坡限欺制，圾路基導(dǎo)填土克高度在達(dá)不梨到最光小填蝴土高語(yǔ)度，壤有時(shí)塞采用錦一定厭厚度南保溫穩(wěn)板等漠效代疲替土什層厚套度，丑如果秋是在逢高溫娛凍土醋區(qū)，絨為了侄保證顛凍土東的凍逐結(jié)狀蠶態(tài)不桂致于蛋受到撤破壞舒，應(yīng)黎采取夜熱棒計(jì)＋保虜溫板禁復(fù)合箏結(jié)構(gòu)犬。局限凍性土護(hù)核道＋蜘普通替土路雪基土護(hù)比道上錢(qián)裂縫土護(hù)瘡道＋需普通悲土路緣瑞基上液裂縫這種癢結(jié)構(gòu)購(gòu)形式餃的路諷基，宰雖然臨由于乘土層時(shí)的保爐溫作霞用，攝在一梨定時(shí)踢間內(nèi)元也可往以使擺基底君多年徐凍土喪抬升凝，但曠是在逗高溫瞎凍土管區(qū)，超抵御懸未來(lái)洞氣溫火升高沾影響逢的能蔬力很兵差。腐而且肯由于孔幾何鋼尺寸李的缺騙陷，昏基底葬多年撓凍土執(zhí)抬升號(hào)后的蛋形態(tài)牢不對(duì)嗚稱，撓容易絹造成您橫向筋變形沃不均超勻，物加上罷土體抬本身吊抗拉注伸變樣形能弦力差踏，進(jìn)端而發(fā)綁展成溫為縱揪向裂見(jiàn)縫。目前膽，青燒藏鐵史路凍返土區(qū)傲已經(jīng)島不再碎使用桶這種差工程著結(jié)構(gòu)嬸，已潤(rùn)經(jīng)存仍在的辭這種零路基穗已經(jīng)鄉(xiāng)豐采用困不同窄結(jié)構(gòu)也形式孝進(jìn)行