冻土地区路基热棒施工技术
多年冻土路基处理

多年冻土路基处理根据本合同段的工程特点,主要采用填方路基、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS复合式路基等工程措施对多年冻土路基进行处理,工程措施具体施工方法如下:对路基高度大于1.8m的少冰、多冰冻土路段,路基底部进行清表处理后填筑厚50cm的砂砾或碎石,砂砾料0.075mm以下颗粒含量不超过5%,其颗粒组成符合垫层材料级配要求,经检测合格后分层铺设,采用平地机进行摊铺,然后用冲击压路机碾压,冲击碾压采用设计要求的压路机分层进行碾压,碾压距路肩外边缘保持1m的安全间距,碾压开始时宜用慢速碾压3-5遍,然后逐渐开始增速,行驶速度在10-20km/h,碾压遍数不小于设计要求。
若工作面起伏过大,停止冲压,用平地机刮平后再继续施工。
碾压完成后,由试验人员检测弯沉值、干密度、弹性模量等指标,合格后报监理工程师验收。
碎石填筑碾压后,上部填筑30cm砂砾,砂砾上部铺设双向塑钢土工格栅。
格栅采用双向塑钢土工格栅,其抗拉强度大于80KN/m,延伸率小于等于10%,幅宽4m,铺设时将强度高的方向置于垂直路堤轴线方向,人工将土工格栅拉直平顺,紧贴下承层,不使格栅扭曲,折皱。
格栅连接处搭接宽度不小于20cm,连接处用扎丝绑扎后采用Φ8U形钢筋钉固定,U形钉纵横向均按2m间距布设。
待路基压实度达到设计要求后,再用取土场合格填料填筑路基,并在两侧设置保温护道。
对路基高度小于1.8m的少冰、多冰冻土路段,将原地面进行超挖,开挖深度满足设计要求,回填时采用碎石或砂砾,填料质量满足要求,分层进行摊铺,每层厚度不大于20cm,振动压路机碾压密实。
换填至原路面后,上部填筑30cm砂砾,其颗粒组成符合垫层材料级配要求,砂砾上部设双向塑钢土工格栅,其施工要求同上。
对一般路基处理的多年冻土区水草沼泽路段,不进行地表开挖,直接填筑80cm砂砾或碎石,采用分层填筑,然后用冲击压路机碾压。
砂砾填筑碾压后,上部铺设双向塑钢土工格栅。
施工完成后在路基两侧设置防水护道,并在护道上设20cm粘土防水层。
热棒施工1

热棒施工施工方案一、热棒作用原理热管(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。
是一种液汽两相转换循环的热传输系统。
热棒的作用是利用热棒的高效热传输能力将地基中的热量传送,释放到大气中,从而降低多年冻土的热量,提高地基基础的稳定性。
它由一根密封的金属管与里面充装的工质组成,管的上部称为冷凝段,置于大气中;管的下部埋人地基多年冻土中,称之为蒸发段。
当蒸发段与冷凝段之间存在温差(冷凝段温度低于蒸发段温度)时,蒸发段的液体工质吸热蒸发成为蒸汽,在压差作用下,蒸汽沿管内空隙上升至冷凝段,与较冷的管壁接触,放出汽化潜热,冷凝成为液体,在重力作用下,冷凝液体工质沿管壁回流蒸发段再吸热蒸发。
如此往复循环,将地层中的热量传送至大气中,从而降低了多年冻土的地温,防止多年冻土发生融化,保证了地基的稳定性。
热棒具有无需外加动力,传热能力大,传热温差小,启动温度低,均温性能好,单向传热,适用温度范围广,安全可靠,无需日常维修养护以及经济环保等特性。
二、施工概况本标段热棒施工路段为三段:Dk57+010--Dk57+220.22(左侧设两排,右侧一排坡脚处)总长1491米,Dk72+600—Dk73+000(左侧两排,右侧一排)总长3570米, Dk74+200—Dk74+700(左侧两排,右侧一排)总长2821米,三段累计长度为7882米,热棒位置位于路基坡脚或护坡道内侧,垂直设置,沿线路方向间距3.0m,两侧对称布置,热棒直径89mm,上部散热长度1.5m,下部插入地下或护道以下5.5m,共1126个孔。
.三、施工准备1、选择的热棒堆放场地应紧靠施工现场,尽量减少热棒的搬运距离;2、选择合适的热棒起吊设备,制作合适的起吊辅助工具,搬运、起吊安装不得损坏散热器及防腐涂层;3、备好钻孔回填材料;选择合适的钻孔机械;4、测量放线,按设计要求确定热棒的埋设位置,安装时间和施工方法。
冻土路段路基施工方案专项方案

冻土路段路基施工方案专项方案
在冻土地区进行公路路基施工是一项复杂的工程,需要采取科学合理的施工方案,以确保道路的稳定性和安全性。
本文将从冻土路段特点、施工前准备、路基施工工艺、施工质量控制等方面详细介绍冻土路段路基施工的专项方案。
冻土路段特点
冻土指在寒冷地区下层土壤因低温而冰结为固态,具有一定的强度和不透水性。
在冻土路段进行路基施工时,由于冻土的特性,施工方式需要进行专项设计和施工方案制定。
施工前准备
在进入冻土路段路基施工前,首先需要做好充分的准备工作。
包括对施工区域
的勘察预测、环境评估、施工工艺选择、材料准备等工作。
在准备阶段,需要制定详细的施工计划和施工流程图,确保施工顺利进行。
路基施工工艺
在冻土路段路基施工中,应根据路段冻土层厚度、冰冻深度等因素选择合适的
施工工艺。
一般采用预埋管道输送热源,通过加热提高路基土壤温度,使其变软并具有一定的可塑性,然后进行路基填筑和夯实工作。
在施工中需要严格控制路基填筑的厚度和夯实的密实度,确保路基的稳定性和承载能力。
施工质量控制
冻土路段路基施工质量的控制是保证道路安全运营的关键。
在施工过程中,应
对路基填筑、夯实、平整等工艺进行全面监控和检查,确保施工质量符合设计要求。
同时,对施工现场环境进行监测和评估,及时处理施工中的问题和风险。
结束语
冻土路段路基施工是一项复杂的工程,需要科学的施工方案和严格的质量控制,才能确保道路的安全与稳定。
本文所介绍的专项方案旨在为冻土路段路基施工提供一些参考,希望能对相关工程人员和实践工作者有所帮助。
例谈冻土地区路基施工技术

例谈冻土地区路基施工技术郎木寺至川主寺公路,是我司修筑的公路中海拔较高的路基标段(平均海拔3400m),属于多年冻土施工地段。
该公路所属地区季节具有暖湿、冷干之分,年平均气温低,昼夜温差大的特点。
本路段的修建对促进区域经济发展,完善地区公路网,提高当地抗灾保畜能力,维护民族团结,加强所在地区环境与生态保护具有重要的意义。
保护多年冻土地区的冻土不融化是进行各项施工工作的基本原则。
因为多年冻土是在特定的气候,水文和地质条件下,经过几千年甚至上万年的综合因素作用而形成的,一旦遭到破坏,将造成无法逆转的严重后果。
1.冻土的概念和分布根据相关资料,具有负温或零温并含有冰的土类和岩石均为冻土。
按冻结状态持续时间分,从几小时到几昼夜者为短期冻土,持续时间不到一年者为季节性冻土,持续时间两年或两年以上者为多年冻土。
在长期荷载的作用下,多年冻土的抗压强度比瞬时荷载作用要小很多,这与含水量及温度有关。
冻土中的冰和未冻土的存在,使冻土在长期荷载作用下呈现强烈的流变性。
我国地域辽阔,气候地形多样,冻土主要分布在青藏高原和东北部分地区、在西部地区部分高原高寒地带分布也较广,一些资料表明,冻土对土的物理、力学、水文地质、工程地質等性质有很大影响,在这类地区修路,尤其是修筑较高级别的公路,一定要采取特殊办法与措施来对付这种影响。
否则,由于开挖路基使含有大量冰的冻土融解,会造成边坡坍塌、路基沉陷、路面翻浆等不良影响。
或因路基底冰丘、冰椎使路基膨胀,导致路基、路面开裂与变形;当冰丘、冰椎融解后,路基发生不均匀沉陷,造成公路路面更严重的破损。
为解决这一技术难题,在郎川公路的建设过程中,考虑到郎川路海拔跨度较大(从海拔2900米~海拔3900米)、季节性及昼夜温差大,多年冻土、季节性冻土及短期冻土现象在该工程项目中不同程度存在,在施工过程中尤其注重对冻土区路基特别是多年冻土路基施工技术进行研究。
2.多年冻土分类在工程地质勘察设计及施工实践中,综合各种因素对地基土的冻胀敏感性进行分类是非常重要的。
多年冻土地区公路设计与施工技术细则

• 4.6 工程地质评价 – 土体冻胀和融沉特性评价 – 冻土工程地质条件评价 – 不良冻土现象评价 – 对生态环境影响评价
工程地质勘察
4
冻土工程地质分区。 可根据地貌条件、冻土分布和特征及冻土物理力学指标进行分区,反映冻土工程地质条件和场地复杂程度。
勘察场地复杂程度
场地复杂程度
一般路基设计
5
路基防排水 考虑地表水对多年冻土的不利影响,采取措施疏导地表水,做好路基排水防护设计。
地表水入渗
改变冻土温度
多年冻土融化
诱发病害
排水不良形成积水 导致基地融化
路堑积水加速底排部水融沟化排水不畅导致基地融设化置排水通道设置防水护坡
一般路基设计
高路基病害数量/条
30
25
纵向裂缝
20
路肩(边坡)开裂
热棒路基 可用于极高温多年冻土区或冻土退化区;或用于治理由于
融化盘偏移所引起的路基不均匀沉陷、纵向裂缝等规定 • 7.2 结构组合设计
– 结构层 – 结构组合 • 7.4 基层、底基层 – 7.3.1 半刚性材料 – 7.3.2 粒料类材料
• 7.3 沥青面层 – 普通沥青混凝土 – 改性沥青混凝土
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2013年5月 ● xxx
多年冻土地区公路设计与施工技术细则 JTG/T D31-04-2012
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提纲
01
多年冻土区公路建设存在的问题
02
《细则》编制实施过程
03
《细则》编制概况
04
《细则》总体解读
花大公路 多年冻土区公路建设现状
多年冻土区公路建设现状
青藏公路(G109):是进藏运输 的主通道,穿越750km多年冻土 地带,全段二级标准,沥青路面, 平均速度约为80km/h
青海省高原冻土区路基施工技术简析

青海省高原冻土区路基施工技术简析发表时间:2017-09-20T15:52:29.673Z 来源:《防护工程》2017年第11期作者:飞常生[导读] 首先选择洁净、耐冻、无级配、无风化、无水锈和裂纹的石料,片块石粒径应在20~40cm范围内为宜。
青海地方铁路建设投资有限公司青海西宁 810000摘要:近几年,国家不断加大对青海省的交通基础设施建设力度与投资,在交通状况与日俱进的发展同时,施工管理与施工技术的难题也在不断的更新,新工艺、新设备、新材料、新技术也同样需要不断的更迭。
青海部分地区属高海拔常年冻土区,路基病害因当地的地质、气候、水文等条件的影响频繁出现,比如季节性的不均匀冻融沉陷。
为了更好的减少常年冻土区路基后期维修投资,以下简述两种在青海省共和至玉树高速公路建设中在高海拔(平均海拔4300米以上)应用到的防止冻土区路基沉陷的特殊路基施工工艺、参数及材料等方面的问题。
关键词:高原;冻土区;路基施工;技术简析1片石通风路基的施工及应用(适用于饱冰、富冰冻土区路段)1.1材料准备首先选择洁净、耐冻、无级配、无风化、无水锈和裂纹的石料,片块石粒径应在20~40cm范围内为宜,片块石最小边长宜大于20cm,石料强度不小于30MP,空隙率不宜小于25%,且空隙内不得充填碎石或其它杂物;压碎值不大于25%。
其中,片石应该在料场加工至合格粒径后运至施工现场。
1.2基底处理在不通过水草沼泽时填筑30cm的砂砾或石渣,通过水草沼泽时填筑50 cm的砂砾或石渣,冲击碾压入地面,冲击碾压后上部填筑30cm 厚的砂砾。
1.3填筑片块石填筑1.2米厚片块石层并用重型振动压路机压实,填筑片块石时按水平分层、先低后高、先两侧后中央后卸式投片块石,石料用机械(推土机或挖掘机)整平,对于个别不平整处,人工用小石块找平。
填料要一次性倒够,尽量一次性填筑到设计层高。
1.4碾压片块石路基的压实应采用重型振动压路机或冲击式压路机,碾压遍数一般不应少于6~8次;碾压的纵向行与行之间应宜重叠0.5m左右,前后相邻区段应重叠2.0m以上;压路机的线压力应与片块石的抗压强度极限相匹配,避免使片块石破碎和挤压破坏骨架结构。
热棒技术在伊春岛状冻土路基上的应用

岛 状 冻 土 层 上 的 公 路 来 说 则 是 十 分 危 险 的 。例 如 , 黑龙江省 的哈伊 公 路 伊 春 段 , 岛状 冻 土层 上修 建 在 了大 段 公 路 。 为 减 少 太 阳 光 的 辐 射 热 量 吸 收 , 用 采
白色 路 面 , 也 没 有 逃 脱 受 到 热 扰 动 而 发 生 上 限 下 但 降 , 后 发 生 融 沉 的结 果 。 分 析 原 因 , 为 采 用 白色 最 认 路 面 虽 然 能 够 减 少 太 阳辐 射 热 的 影 响 , 仍 然 有 一 但 定 的程度 限制 , 本 上不 能完 全避 免 。 根 热 棒技术 是 于 19 9 2年 青 藏 公 路 改 造 时 , 我 国 被
能源源 不断 向地下 冻土层 输 入 的 目的。
2 试 验路段 热棒 布置
为 使 路 基 下 岛 状 多 年 冻 土 得 到 均 衡 和 理 想 的 冻
图 2 A 段地 温 观 测 孔 平 面 布 置 图
各个 测温 孔热 敏 电阻导线 编 号 :
8 孔 :4 3 0 W AD 1 孔 : 3 l 0 0 W AD 9 孔 :3 7 0 W AD l 孔 : 4 3 l 0 W AD
测效果说 明 , 热棒技术在解决 岛状多年冻土上 限稳定方面具有较好 的效果。
关键词 : 热棒 ; 岛状多年冻土 ; 基稳定 路 中图分类号 : 1 . U4 6 1 文献标识码 : C 文章 编号 :0 8 3 32 0 ) 1 0 7 2 10 —3 8 (0 6 1 —0 0 —0
温 度 大 多 在 一1 0 ℃ 之 间 , 样 的 冻 土 状 态 , 旦 ~ 这 一
各 个测 温孔 热敏 电 阻导线 编号 :
1 孔 : 4 l 0 W AD 2 孔 : 4 8 0 W AD
多年冻土区公路路基施工技术研究

多年冻土区公路路基施工技术研究摘要:公路施工建设面临很多不同的地质条件,其中部分地质施工条件特殊,施工难度大。
对于多年冻土区公路路基施工面临的多年冻土的影响,如何做好多年冻土区路基施工,防止路基后期损坏,是路基施工需考虑的关键问题。
基于此,本文首先针对多年冻土区路基施工的特点进行了分析,然后对几种不同的路基施工处理技术进行了对比分析,最后提出在多年冻土区路基施工选择其施工技术的要点,研究成果以供其他类似工程参考。
关键词:多年冻土区;公路;路基;施工技术0引言冻土是指土体温度在0℃以下,内部存在冰的各类土[1],按照冻结时间可分为季节冻土和多年冻土[2]。
多年冻土区,也就是指冻土层,其最显著的特点就是气温低,从地质学角度来说处于0℃以下,同时含有冰的各类土壤及岩石[3-4]。
中国多年冻土面积占国土面积的22.4%[5],通常分为冻土区的面积超过80%的连续多年冻土区以及冻土区面积小于80%的岛状多年冻土区[6],冻土层根据冰冻时间长短不一,可以分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土。
我国多年冻土层多处于高海拔边疆地区,如青藏高原、喀喇昆仑山、阿尔泰山、天山等,在这些地区每年要消耗大量人力物力整治因冻土特性变化而造成的路基沉陷和路面开裂等病害,为了延长道路使用寿命,提高投资效益,国内相关人员对多年冻土区道路建设进行了广泛的研究,张会建[7]等研究了共玉高速宽幅XPS保温板路基地温调控效果;范星文[8]等研究了路基工程建设行为对低温多年冻土的长期影响机制;张丙武[9]研究了冻土区拓宽路基的温度演变规律和差异融沉机理。
上述研究成果多数从不同角度分析研究多年冻土区路基建设的影响因素及改进措施,极大地促进了多年冻土区公路建设水平,基于此,本文分析总结了多年冻土区路基施工特点,并对不同路基处置技术进行了详细对比,期望能为高寒高海拔地区路基建设提供一定的理论指导,同时也可作为今后其他类似研究和应用提供参考依据,对降低道路养护费用、保证路用性能及延长使用寿命有着一定的意义。
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在重力作用下 , 冷凝液体工 质沿管壁 回流蒸 发段再 吸 热蒸 发。如此往复循环 , 将地 层 中的热量传送 至大 气
中, 而降低 了多年冻土的地温 , 从 防止多年冻土发生融
倪铁 山: 冻土地 区路基热棒施工技术
19 O
化, 保证 了地基 的稳定 性。
3 2 热棒 的用途及特点 . 冻 土区热棒 的用途较广泛 , 主要表 现为如下 :
范 围内 , 保持下 卧层 多年冻 土的冻结状态 图。
温、 设置遮 阳棚和边坡 防护板 、 改路基 为低架早桥等措
施 。按保 护冻土原则 , 多年冻土地 区的路 堤填 土高度
应大于临界高度 , 其最小设计高度可按下式计算 :
H =K H ( 临+△ +A H) () 1
( ) 控制融化原则 。在设计 使用 年限 内允许 所 2
设计的路基基底 多 年冻 土逐 渐 完全 融化 或产 生局 部 融化 , 可以将融 化速 率和深度 控制在 路基稳 定性所允
许的变形范围之内。
式 中, 为路基最小 设计高 度( ; m) K为工 程安 全系数 ; 日临为路堤 的下临 界高度 ( ; H 为基 底季 m) △ o
对处于低温稳定 区、 温基本稳 定 区及 高温不稳 低 元件 , 它是 由一根密封 的金属管与里面充装材 料组成 。 管 的上部装有散热 叶片 , 之冷凝段 , 称 置于大气 中, 管
定 区的路基 , 保护冻 土原则设计 和施 工 , 按 包括规定路
堤最小设计高度 、 由热工计算换 填保 温层厚度 、 设置保 温护道 、 加强排水 、 断面和低 路堤基底应予 以换填处 零 理等一系列保护冻土的断面形 式和工 程处理措施 。对
节融化层的融化 压缩沉 降量 ( ; 日 为气 温波 动增 m) △ 。
量( 。 m) 3 冻 土地 区 路 基热 棒 施 工 技 术
( ) 破坏冻 土原 贝 。对路 基 而言 , 3 0 破坏 冻土原
则是指在设计 文件 中规 定 在施 工过 程 中将基 底 多年
冻土融化或清除 , 并将融化后 的水 分疏干。
刷坡夯 实 , 技术人员应按照热棒 的尺 寸 、 位置在坡 面上
放出热棒 的具体点位 , 并打入护桩 。
正 式钻孔前需预先 钻孔 , 待钻孔 后经 复核合 格再 按照热棒的位置 进行正 式钻孔 。钻孔直 径 10 m, 5 m 孔
( ) 降低地 基 低 温 , 1 防止 多年 冻土 融化 。安装
【 文献标识码 】 B
【 文章编号 】 10 — 84 2 1)6 00 — 2 01 66 (00 0 — 18 0
措施 , 以调 节和控 制路 基 的变形 量 ; 是采 用热 棒降 三
( ) 保 护冻 土原 则。在规 定 的使 用年 限 内, 1 能 保持冻土热稳 定性 , 即人 为上限始终 控制 在指定深 度
高温极不稳定 区和 个别 难 以实施 保 护冻 土原 则处 理
的下部埋于地基多年冻 土中, 称之为蒸发段 , 具体如图 1 所示 。当蒸发段 与冷凝段 之间存 在温差 ( 冷凝 段 温 度低 于蒸发段 温度 ) , 时 蒸发 段 的液体工 质 吸热 蒸发 成为蒸汽 , 在压差作用下 , 蒸汽沿管 内空隙上升至冷凝
度和抗渗性提高 。
净深 80 l m 其 与铅 直 线夹 角 为 1 。孔 直 线度 0 0± O m, 3,
偏 差  ̄5 m, 同侧 的 间距 4 路 基左 右 两侧 对 称布 a r 孔 m, 置。钻孔数量 7 0个 , 口周边不能有局部垮塌 。钻探 孔
108低温建筑技术2010年第6期总第144期冻土地区路基热棒施工技术倪铁山吉林建筑工程学院长春130021摘要在分析冻土地区路基施工基本原则的基础上进一步探讨了施工原则的适用范围以及应该注意的问题与相应的保证措施并从热棒路基施工技术工作原理热棒的用途及特点与热棒的施工过程等方面对冻土地区路基热棒施工技术进行了重点研究
表1 多 年 冻 土 区 地 温 场 标 准 分 区
地面 一
1 黎塞 l 二
[ 一
一
彖上 /- / ,一 罄// / 一: ; / / 土限 /
热一 流 热 流
蒸 发
段
一
— —
图 1 热棒 工作 原 理不 惹 图
热棒是一种 利用 汽液相 变 原理传 输 热量 的传 热
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ18 0
低
温
建
筑
技
术
21 00年第 6期 ( 总第 14期 ) 4
冻 土 地 区路基 热 棒 施 工 技术
倪 铁 山
( 林 建 筑 工 程 学院 , 长 春 吉 102 ) 3 0 1
【 摘
要】 在分析冻土地 区路基施工基本原则的基 础上 , 进一步探讨 了施工原则的适用 范围, 以及应该 注意
2 冻 土 地 区路 基 施 工 基 本 原 则 冻 土 地 区路 基 稳 定 性 的 核 心 是 其 热 稳 定 性 , 最 而
3 1 热棒路基施工技术工作原理 .
一 — —
重要 的衡量指标是多年冻土地 区的年平均地温 T 因 此 多年冻 土地 区路 基施 工 所遵 循 的基 本原则 应 与该 地 区多年冻土 的地温带相对应 , 具体如表 1 。
热棒后 , 可采集 大气 中冷 量 , 冷冻 地基多 年冻 土 , 除 消 施 工和运 营带来的热干扰 , 防止多年冻 土融化 。 ( ) 提 高地 基 冻土 的冻结 强度 、 剪 强度 和抗 2 抗 压强度。冻土的力学强 度是负温 度 的函数 , 热棒 冷冻 地基多年冻土后 , 冻土温度降低 , 地基 中软弱 土体 的强
段, 与较冷的管壁接触 , 出汽化潜热 , 放 冷凝成 为液体 ,
的高温不稳定 区的路基 , 一般按延 缓基底 多年冻 土融 化速度 的原则设计 和施工 。一是 增 大保 温层 厚度 , 包 括 提高路堤高度 和增大边坡 、 基底换填保温厚度 ; 二是
改变路基结构 , 采用加强保温 、 内降温增加地中冷储 堤
的问题与相应 的保证措施 , 并从 热棒路基施工技术工作原理 、 棒的用途 及特点与热棒 的施 工过程等方 面对 冻土 热 地 区路基热棒施工技术进行 了重点研究。
【 关键词 】 冻土 ; 路基 施工 ; 热棒技术 ; 防治措施
I 中图分类号 】 T 758 U 5. 1 冻 土 地 区路 基 施 工 基 本 原 则