【管理资料】特殊条件下的路基施工——多年冻土汇编
特殊地区施工1
二、冻土地区路基施工措施
对多年冻土地区病害的处理措施主要从三个方面着手： 地基土改善、治水及保温。 粉砂土或粉砂质黏土的冻胀量和融沉量都很大，在条
件可能时，可考虑将这种地基土换成砾石、砂等粗颗粒
土。换土后表层要做封闭层防止地表水流入。
3
蓝色为多年冻土； 黄色为短时冻土；
粉色为季节冻土； 4 态为原则。若必须以路堑通过， 应尽量减少挖方，避免破坏多年冰冻状态。只有严格按照 设计要求施工，迅速做好边坡保温层、基底换填、边坡加 固及排水等措施，方能保证路基的坚固稳定。
5
当路堑按保护冻土原则设计时，宜在寒季施工。如果需 要在暖季施工，应采取临时性保温措施，并须防止地表水 流入或渗入基底和冲刷边坡。不得在雨季施工。 2．当地基为少冰冻土或多冰冻土时，对基底不作特殊
土的下部界限称为“下限”。
1
多年冻土处于冻结状态时，有很高的强度，但是开挖
路堑或填筑路堤从根本上改变了多年冻土的边界条件， 破坏了原来的热平衡状态，引起多年冻土的上限移动， 从而出现反复的冻胀或融化下沉，这往往造成房屋破坏、 道路变形、管道断裂等冻害现象，带来很大的损失。
2
我国多年冻土分布很广，主要集中在东北的大、小兴 安岭、松嫩平原北部、青藏高原、祁连山、天山等西部 高山上，多年冻土区面积215万km2，占全国总面积的 1/5。
第二节
多年冻土地区路基施工
多年冻土路基施工方案 (2)
省道201线室韦至阿木古郞公路室韦至拉布大林一级公路第04合同段多年冻土路基施工专项方案中国中铁航空港建设集团有限公司省道201线室韦至拉布大林公路项目土建工程第04合同段项目经理部2013年5月25日目录第一章工程概况 (3)1.1工程概况 (3)1.2施工组织机构 (3)1.3计划工期： (4)1.4计划投入机械设备： (4)第二章多年冻土路基施工方法及施工工艺 (4)2.1冻土施工具体处理方法 (4)2.2冻土施工 (5)2.3工艺特点 (7)2.4施工工艺 (7)2.5施工流程 (8)2.6操作要点 (8)2.7质量要求及控制要点 (9)第三章施工安全及环保注意事项 (10)3.1施工安全措施 (10)3.2环境保护和水土保持措施 (14)3.3施工环境保护、水土保持措施 (14)多年冻土路基施工专项方案第一章工程概况1.1工程概况本项目沿线岛状多年冻土发育于低洼地、地表积水、塔头草生长茂盛、草炭和泥炭发育的沼泽化湿地当中。
冻土的天然上限浅，一般在0.8-2.3米，天然上限最大为2.5米，冻土厚度较小，一般为1.5-3.0米，最大厚度约为5.9米。
冻土总含水量高，一般为35-65%。
多年冻土的构造多为层状或整体构造的富冰冻土、饱冰冻土、多冰冻土。
本路段多年冻土的地温较高，处于退化阶段，极不稳定。
多年冻土的处理原则：根据区内多年冻土的构造特征、平面分布状况及所处的环境条件，为保证多年冻土地区路基的稳定和可靠性，针对不同的多年冻土工程地质条件，结合已有的多年冻土区公路建设工程经验和研究成果，处理时尽可能优先采用挖除换填处理方法，对于多年冻土埋藏较深、厚度较大的路段采取“保护冻土、控制融化速率”的设计原则。
结合本项目多年冻土的特征，对于多年冻土埋藏较深、厚度较大的路段通过计算确定各多年冻土路段的下临界高度hL及上临界高度hu，采用相应的特殊设计措施。
1.2施工组织机构本段落由路基施工一队负责施工，测量组负责施工放样。
多年冻土地区路基工程施工以及施工策略分析
１ Ｏ—ｌ 月 秋 冬 季 节 或 ３— １ ４月 开 春 季 节 ， 时 的地 温 低 ， 这 开
挖后基坑外 围融化 圈较 小 ， 对冻 土破坏较小 。挡水板基坑应
在施工以前必须对道 路的地表土进行整理 ， 在路基施工
范围内 ， 有树根的表土必 须挖 除 ； 含有 地表 水 、 泥 、 对 对 淤 杂
决制止使用 ， 更换 规定的符合设计要求 的水泥及水质。在开 挖施工之前 ， 应审核施工单 位报送 的开挖 和处理方 案 ， 施工
草、 腐植土及高原草盖土等 路基 的地基 应清 理干净 ； 使用 平
不 小 于 ０ ２ｍ。施 工 时 需 注 意 挡 水 板 开 挖 基 坑 时 间 选 择 在 ．
在 填 筑 施 工 之 前 ， 须 对 各 个 取 土 场 做 代 表 性 土 样 的土 必
工试验 ， 用规定 的方法求得各个取 土场的最大干密度和最佳
含水量 ， 以便指导路基土 的压 实施 工。分层填土厚度大小 与
１ ３ 填 方铺 筑 与压 实 ．
在既有 线 路路 基 两侧 ， 设 Ｓ Ｒ 高分 了复 合 防水卷 铺 ＰＥ
材。由于 Ｓ Ｒ Ｐ Ｅ挡水板 的阻 挡 ， 使地 下水 不再 渗入基底 ， 消 除了热源 ， 基底地温降低 ， 使正温 区消失。挡水板直立 铺设 ， 下部 挡 水 板 必 须 深 入 多 年 冻 土 上 限 下 ０ ５ｍ， ． 上端 露 出 地 面
尽量采用人力开挖 ， 少 基坑暴露 时 问 ， 减 防止 挡 水 沟 曝 晒 和
基于多年冻土处理技术的道路工程设计方案
基于多年冻土处理技术的道路工程设计方案一、引言多年冻土是极地和高海拔地区独特的土壤类型，它在极端自然环境下形成了一层厚厚的冻土带，并在大气变暖的背景下受到破坏。
多年冻土区域的道路工程设计方案应该充分考虑冻融交替和土壤变形等问题，并采用相应的技术措施加以解决。
二、多年冻土的特征多年冻土是具有一定厚度的地下冻结层，根据冻结程度可以分为完全冻结和部分冻结。
在多年冻土区域，道路工程设计要考虑以下几个问题。
1. 冻融交替多年冻土区域的温度季节性变化十分显著，夏季温度高达16℃，而冬季温度可以低于-40℃。
这种严重的温度差异会使得多年冻土层出现冻融交替，从而导致地面沉降、裂缝和变形等问题。
2. 土壤变形当多年冻土遭遇温度波动和机械压力等刺激，其冻结程度和物理性质会发生变化。
此时，土壤中含水量的变化会导致土体体积的变化，从而引起土层的变形和开裂等问题。
三、多年冻土处理技术多年冻土区域的道路工程设计方案需要综合考虑地形、气候和土壤等多种因素，应采取以下技术措施加以处理。
1. 热熔法热熔法是针对多年冻土区域大块土层而设计的一种加强路基的土工方法。
该方法利用熔化冰层的方式加强路基，从而提高其荷载承载能力。
2. 钢筋网加固法钢筋网加固法是一种机械加固方法，它利用钢筋网作为加强体，加固道路工程中易受到冻融交替和土壤变形等因素影响的部位，增加道路的承受能力。
3. 地下保温法地下保温法是一种保温隔热防冻的技术方法。
它通过在路基下面嵌埋一层保温材料，形成一层热隔绝层，从而确保多年冻土区域道路维持正常运行。
四、多年冻土区域道路工程设计方案针对多年冻土区域的道路工程设计，应该从以下几个方面入手。
1. 选址在多年冻土区域选址时，应考虑道路的通行性、地形和空气干燥度等因素。
避免选在不便通行或气温潮湿的地区。
2. 路基设计路基设计应该采用加强土工技术，如借助钢筋网加固工程等，以保证其承受能力。
3. 道路表面设计在多年冻土区域，道路表面设计应该考虑到路面防滑和水流排放等问题。
特殊路基处理施工方案word资料11页
特殊路基处理施工方案一、工程概述重庆绕城公路西段是西部开发省际公路通道的重要组成部分，其充分发挥了国道主干线、西部开发省际公路通道和国家重点干线公路的功能与作用。
我部进行的W8合同段路基施工起点桩号为K94+000，终点桩号K101+000。
工程沿线的不良地质主要有饱和低液限粘土和少许淤泥质土等软弱土质，软弱地基主要分布于丘陵间冲沟、洼地、水田及水塘地段。
土质长期受水浸泡而软化，以软弱饱和粘土为主，多呈软—可塑状，局部呈流塑状态，其抗剪强度低，承载力不高，变形量大。
软弱土质平均厚度不大，但分布不均匀，范围大小不一，一般具有中间厚两侧薄的特点，厚度一般为0.5—3m，局部大于3m。
软弱粘性土层下为硬塑土质或泥岩、砂岩强风化过渡带，分布稳定，强度高，压缩性低。
本合同段软弱地基处理一般采用换填或抛石压填（挤淤）的方式，全段设计软基处理共清除软土或淤泥51625m3，抛填片石或碎石土101669m3，修建排水盲沟505m。
根据施工现场实际情况，本合同段内的软基处理路段及方式经业主、设计、监理现场确认与设计有所调整，软基处理施工按照现场实际调查情况进行。
本合同段软基处理情况统计如下：W8合同段软基处理情况统计表续上表续上表（此页为互通式立交桥匝道路基软基处理情况汇总）二、主要施工方法2.1 测量放样a、施工前，复测公路沿线的纵横断面图，对于地形变化复杂地段，应加密纵横断面图的测量。
对所测量的结果进行记录、整理，绘制横断面测量图，由测绘技术人员鉴字后，报请监理工程师审批。
b、根据恢复的中桩、设计图纸及施工工艺用木方桩钉出路基用地界桩，路堤坡顶，边沟、截水沟，弃土场等具体位置，显示出路线轮廓，以便于施工。
在安全距离外设立控制桩，桩上标明桩号与路中心挖、填高度，用（+）表示填方，（-）表示挖方，并报请监理工程师检查。
c、在钉出边桩后，进行边坡放样，为保证边坡放样的准确性，对高填深挖地段，每间距5m复测中线桩的标高和坐标，以此来控制边坡的大小。
多年冻土特殊路基处治技术
高原多年冻土特殊路基施工处治技术浅谈刘旭（中铁五局五公司青海兴海）摘要：本文分析了多年冻土的特殊工程地质特性，结合共玉公路多年冻土的地质情况，对路基施工采取了灵活的处治原则，尽量减少对冻土的扰动和破坏是冻土路基施工的技术关键。
关键词：多年冻土路基处治1 工程概况青海省共和至玉树公路A5合同段，起止里程为K290+000-K303+500，全长13.5公里。
线路区属于青藏高原河源山源草甸区，海拨介于4100~4300米间，气候寒冷，年平均最低气温-10.3℃~-6.1℃。
特殊的地理环境和气候条件，形成了不同类型的多年冻土区。
本段多年冻土共13.39km，主要分布有岛状不连续多年冻土和大片连续多年冻土，冻土类型以少冰、少冰-多冰、富冰-饱冰为主，主要分布段落如下表：冻土段落分布表段落冻土类型工程地质条件工程地质评价处理措施K290+00~+800 少冰冻土山前坡积洪扇，自然坡度3~8度，属高原草甸，地质岩土体以含碎石的粉质粘土、具块石的角砾土及含块石的碎石土良好冻土工程地质，不融沉填方路基：清除地表草皮或直接填筑50cm砂砾并冲击碾压。
挖方路基：路床部分换填碎石。
K290+800~ K94+900 大部为多冰冻土，局部为饱冰冻土、少部为富冰冻土山前坡积洪扇，自然坡度5~9度，属高原草甸，地表斑状草沼发育，地层以具块石的角砾土及含块石的碎石土为主。
较好冻土工程地质，弱融沉填方路基：清除地表草皮或直接填筑50cm砂砾并冲击碾压。
挖方路基：路床部分换填碎石。
K294+900~ K295+430 大部富冰冻土，局部饱冰冻土，少部多冰冻土山前坡积洪扇，自然坡度5~10度，属高原草甸，地表斑状草沼发育，地层以具块石的角砾土及含块石的碎石土，基岩以砂板岩为主。
较差冻土工程地质，融沉填方路基：采用片块石通风路基或复合式路基处理。
挖方路基：路床部分换填碎石。
K295+430~K295+540 河湖融区河流河道宽约15~20m，土层为含块石的角砾土、碎石土、砂板岩较差冻土工程地质，融沉都沁大桥（6-20m箱梁）K295+540~ K296+700 大部富冰冻土，局部饱冰冻土，少部多冰冻土河谷东岸I级阶地，坡度1~5度接山前坡积洪扇，自然坡度10~20度，水草地。
多年冻土地区的路基施工
关 键 词 ： 土 ； 沉 ； 胀 ； 害 冻 融 冻 冰
工 程 师 ， 事 公路 工 程 施 工 工作 。 从
求。 有关 。 ３ 土 ． ４取 ４ ２３冰 害 ． 冰 害 主 要 是 指 在 路 堤 上方 出 露 地 表 的 泉 设置 集 中取 土 场 、 富冰 冻 土 、 冰 冻 土 饱
水， 或开挖路堑后地下水 自边坡流 出， 在隆冬季 及含土冰层路段 ， 确需就近解决部分土源时 ， 应 节 随 流随 冻 ， 成 积 冰 掩 埋 路 基或 边 坡 挂 冰 ， 形 堑 在路基 ｝ ５ ０ 庋脚 ０ ｍ以外敢 土 、 斜坡地表路堤 ， 取 土 坑 膨 没在 上坡 一侧 取 ｉ坑深 度 均 不 得 超 过 ： 内 积 冰等 病 害 。 冰害 在 严 寒 的多 年 冻 土 地 区尤 为 严 重 。对 当地 多 年 冻 土 上 限 以 上 土层 厚 度 的 ８ ％ ， 底 ０ 坑 水 ｌ水 同 路基工程来说 ， 路堑地段较路堤地段冰害要多 ， 应 有 坡 度 ． ５ 应 有 出 ｛ ， 能 及时 排 出 ； 时 尤 其发生 在 浅层 地 下水 发 育 的低 填 浅 挖 及 零 填 取 土 坑 的 外 露 面 ， 月 葶皮 铺 填 宵 一
一
参 考 文 献
『１ １李新梅 ． 涵施工与养护技 术［ ． 桥 ＭＩ 北京 ： 民 人
交通 出版 社 ． 路 工 程 施 工 技 术［ ． 京 ： 民 交 公 ＭＩ 北 人
多年冻土地区路基工程施工以及施工策略分析
多年冻土地区路基工程施工以及施工策略分析冻土是一种温度低于0℃的土岩, 是一种对温度敏感且性质不稳定的土体。
冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。
正由于这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。
多年冻土有着自己独特的环境特性,它是一个很脆弱的环境体系,一旦遭到破坏就无法挽回。
文章主要对多年冻土的施工技术进行了简单的分析。
关键词：多年冻土施工土体1 多年冻土地区路基工程施工1.1 路基范围内地表的气温的测定。
路基施工前，首先测定地表的气温，确定气温是否适合施工。
对于多年冻土路基，温度对其的影响是非常大的，因此，测定温度是不可缺少的重要内容。
1.2 地表土的清理与压实在施工以前必须对道路的地表土进行整理，在路基施工范围内，对有树根的表土必须挖除；对含有地表水、淤泥、杂草、腐植土及高原草盖土等路基的地基应清理干净；使用平地机或推土机将原地面推平，平整度误差应控制在5厘米之内，地面20厘米以下，压实度应达到90％以上；当原地面横坡为1：5.0～1：2.5时，应将原地面挖成台阶，台阶宽度不小于1.0米，原地面横坡陡于1：2.5时，应按特殊路基设计进行处理。
；零填方路段，应鉴定土质的好坏，若是土质较差的路段，则应将地面挖除一层，厚度不得小于30厘米，换土填实并进行碾压达到90％以上的压实度。
1.3 填方铺筑与压实在填筑施工之前，必须对各个取土场做代表性土样的土工试验，用规定的方法求得各个取土场的最大干密度和最佳含水量，以便指导路基土的压实施工。
分层填土厚度大小与分层碾压，也是影响压实效果的重要因素，一般情况下，用12～15t光面压路机时压实厚度不宜大于20厘米，用重型22～25t振动压路机时，压实厚度不宜大于50厘米。
填筑路基时，应从基底开始在路基全宽度范围分层向上填筑和碾压，特别是路堤边坡部分，必须从下到上予以充分的压实。
填筑路基时，应分层碾压并分层检查压实厚度和压实度，并严格要求填土压实厚度达到设计要求后方能允许填筑下一层。
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二、施工基本原则
•
在路基工程中破坏了多年冻土的热平衡条件后，
常用人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做保温法。
•
在多年冻土地区的边缘，若多年冻土层不厚，温
度高而不稳定，则挖除冻土，使路基坐落在可靠的基
底上，叫做破坏冻土法。
•
治水有防止水向结构物地基附近
【遮挡式路基结构种类】
遮阳板边坡 遮阳棚路基
唐古拉山区遮阳棚
1997年开始，中铁西北科学研究院与 俄罗斯专家合作在风火山进行遮挡式路 基结构研究，2002年青藏公司和中科院 开始在北麓河进行研究。研究结果表明 这种结构大幅度降低地表温度，提高多 年冻土上限，冷却地基土体的效果非常 好是未来青藏铁路运营阶段病害整治的 有效技术措施之一。
Warm
碎石层边坡冷却地基原理
Cold（冷）
Warm（热）
碎石层外部温度低于底部－对流蓄冷 碎石层外部温度高于底部－接触热传导 碎石层边坡沿坡面的烟囱效应 总体类似热开关或热二极管作用，年度 热量收支冷量积累占优
片石气冷路基结构
5.0m 0.4m
30.0m
3.0m
30.2m
7.2m
C
D 1:1.75E
遮挡式路基结构
最早提出遮阳棚理论设想的俄罗斯科学家康德拉季耶夫的设计思路
【遮阳棚原理】用具有一定强度，反射性能好的材料，阻挡太阳辐射热能
进入路基本体
【遮阳棚效果】遮阳棚内沿路基的整个横断面年平均气温远远低于外部空
气，棚内地表平均温度比棚外地表温度低5－8℃左右。冻土上限有效抬升，多年 冻土年平均地温有效降低。抵御未来气温升高的能力提高。
天然条件下季节融化层类似保温层
在多年冻土区修建铁路的原理： 天然条件下季节融化层好像一层保温层，保护着多年冻土处在冻结状态
修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路堤填土或其他结构形式，均改变了原来季节融 化层保温效果，有可能使多年冻土发生三种变化：
1上限下移，2上限基本不变，3上限上升。上限下移造成较大冻胀融沉变形。 修建铁路采取各种措施，使多年冻土上限不下移，保证工程建筑物稳定
聚集（截水沟）。减少冻胀量和融沉量。
遮阳板结构
病害整治主 要工程技术
片石气冷边坡和护道
遮阳棚路基
热棒路基
三. 主动冷却地基土体的工程结构
块石路基原理 块石层冷却地基原理
Cold
片石层顶部温度低于底部－对流蓄冷 片石层顶部温度高于底部－接触热传导 片石空隙阻止热量向下 总体类似热开关或热二极管作用，年度 热量收支冷量积累占优
3.4m I
F
30.0m
5 .0m
A
BC BB
II V
III
N
IV
GH
3m HI
30.0m J
I K
M
L
0.4m 30.0m
3.0m
30.0m
A B' N M
24.0m
7.2m
1.4m
E 3.4m F
C'
D 1:1.75
I
C
V
II
B
III
IV
0.4m
G H'
H
V
30.0m
I
I' J
K
L
1.片石气冷路基
【片石气冷+碎石护坡路基效果】集其他两 种之优点，效果更好
3.0m
青藏铁路片石 气冷路基结构 的应用及效果
块石层路基试验段 碎石层边坡实景
块石层路楚基玛实尔景河地区片石气冷路基+碎石护坡
块石层路基施工
热棒路基原理
热管（热棒）技术是60年代初发展起来的一种广泛用于土木工程中的冷 冻技术。它无需外加动力源，实际上是一种无芯重力式热管。热管（热棒） 路基，他的特点在于充分利用自然能源，在温差作用下驱动内部制冷工质的 汽液两相对流循环，通过蒸发段蒸发吸热作用降低周围冻土温度，增加冻土 本身的冷储量，提高冻土的热稳定性。
整体温度降低，地温场分布对称性好，可以减少横向变形差异。
热棒＋保温板复合结构 【原理】路基本体铺设保温材料，可以增大热阻，减小外界热量对冻土地基的热干
扰，其作用有正负效应，正效应达到隔热，防止冻土地基土体升温，负效应则阻隔了寒 季冻土地基冷储量增加。热棒作用原理恰恰是在暖季不工作，寒季可以通过管内气液转 换过程的吸热原理，降低周围土体温度，增加地基土体冷储量，在保温板下方插设热棒， 既可以在暖季利用保温板的隔热减少传入地基土体热量，又可以在寒季利用热棒的制冷 功能增加地基土体冷储量。 【结构】根据保温板在路基中埋设位置不同（上部和底部），结构形式分两种（热棒只 能设在坡脚处）。
土层温度，控制多年冻土的活动层（季节融化层）变化，从而控制活动层的冻胀 融沉变形，使其上工程建筑物在运营过程中的变形控制在允许范围内。
因此，控制冻胀融沉变形是冻土区筑路技术的核心问题。
太阳 辐射
上限上升 上限基本不变
上限下移
季节融化层 多年冻土层
多年冻土上限
修建铁路后可能发生三种情况：1.上限下移， 2.上限基本不变，3.上限上升
通风管路基
【原理】通风管埋设到路基土体中，增加土体与空气的接触面，增加传入
地基土体的冷量，积极主动的降低地基土体温度。为减少暖季通过通风管流 入地基土体的热量，管子两端可以安装温度自动开启风门。
【结构】根据通风管埋设在路基部位不同可以分为上通风管路基和下通
风管路基
【效果】上通风管路基与一般填土路基类似，下通风管路基是地基土体
3.碎石边坡路基
30.0m
A B' N M
24.0m
7.2m
1.6m
E 3.4m F
C'
D 1:1.75
I
C
II
V B''
B
VI
III
IV
0.8m
G H'
H
V
30.0m
I'' I
I' J K
L
2.片石层+碎石护坡路基
3.8m 1.2m
0.4m 30.0m
【片石气冷路基效果】与普通路基相比，通 过基底传入地基土体冷量大2－4倍。由于片 石层的应力扩散作用，还能有效的抑止路基 变形，而几何尺寸不对称片石层可以减少横 向变形差异。 【碎石边坡路基效果】具有 与片石层一样的冷却效果，另外减少了通过 边坡传递的太阳辐射热，减少了各种自然因 素对边坡的侵蚀。
4
挡水埝
0 天然上限
-4
拉萨
单位：米
8
16
24
32
40
48
56
64
热棒作用原理
重力、温差驱动、无 源制冷。工作条件： 环境温度低于蒸发段 土层温度
热棒作用效果 图中深蓝色－天蓝色 －湖蓝色为热棒降温 区域变化图。
热棒路基实际作用效果
冻土区路基坡向不同，基底多年 冻土上限变化形态不对称，坡脚 打入热棒后，可以改变这种不对 称，减少路基变形差异。
特殊条件下的路基施工——多 年冻土
天然地面
多年冻土上 限附近冰层
多年冻土上限
【冻土区筑路技术问题难度】自然条件的变化（气温升高）和工程
活动热影响，使多年冻土发生变化（地温升高、上限变化），体现在工程上就是 冻胀融沉变形影响工程建筑物的稳定。
【冻土区筑路技术核心】通过相应的工程结构和工程措施控制多年冻