高原多年冻土施工技术概论
高原冻土路基施工技术总结

青藏铁路高含冰量冻土区路基施工技术总结编写:静国锋青藏铁路高含冰量冻土区路基施工技术总结一、工程概况1.1地理位臵及地形地貌我部施工的路基工程里程为DK1250+460~DK1257+500,其中DK1250+460~DK1253+548段地处沱沱河融区,DK1254+217~DK1257+500段为高含冰量冻土区路基。
线路经过地区,植被稀疏。
DK1250+460~DK1253+548段为开心岭低山丘陵区,山坡较陡;DK1254+217~DK1257+500段地势开阔,地形平坦。
1.2工程地质线路经过地区地层属第四系全新统冲洪积粘土、粉质粘土、角粒土、圆粒土、碎石土,下伏第三系泥岩加砂岩薄层;二叠系薄层、泥灰岩。
对工程有影响的主要不良地质现象有:高含冰量冻土、冻土湿地、热融湖塘。
1.3气候及水文特征线路位于青藏高原腹地,属高原冰雪型气候区。
气候低温干燥,春秋季节短。
每年九月至次年四月为冻结期。
年平均气温-4℃。
线路经过地区海拔高、空气稀薄、气压低,海拔在4700米左右。
本段地表水主要为各冲沟季节性流水;沿线地下水为暖季分布的冻结层上水及构造融区水,水量较小,主要为大气降水和河流补给,径流条件差。
开心岭北坡有多处泉眼出露流量较小。
二、路基施工工艺2.1路基试验段为保证工程质量及工程进度,在DK1252+360~DK1252+680设臵试验段确定了施工中的各项参数:路基基底处理,一般碾压5遍即可达到设计要求。
其碾压顺序为:静压一遍,弱振一遍,强振两遍,最后静压一遍。
路基填筑通过试验,虚铺30CM时,须碾压6遍即可达到压实度(K≥0.86)要求,碾压顺序为:静压一遍,弱振一遍,强振三遍,最后静压一遍;虚铺40CM时,须碾压6遍即可达到压实度(K≥0.86)要求,碾压顺序为:静压一遍,弱振一遍,强振三遍,最后静压一遍。
当要求K≥0.91时须碾压7遍即可达到要求,其顺序为静压一遍,弱振一遍,强振四遍,最后静压一遍;虚铺50CM时,须碾压7遍即可达到压实度(K≥0.86)要求,碾压顺序为:静压一遍,弱振一遍,强振四遍,最后静压一遍。
高原多年冻土区路基施工技术及质量控制

高原多年冻土区路基施工技术及质量控制
高原多年冻土区路基施工技术及质量控制
青海省新建铁路柴达尔至木里工程多年冻土区路基工程的稳定性,主要取决于下伏多年冻土的含冰量特征.冻土作为铁路建筑物地基材料,如何制定科学合理的施工组织设计,采取有针对性的施工工艺,解决热侵蚀导致冻土地基变形,是施工的关键所在.本文通过柴木铁路高原冻土区路基工程施工实践,对高原冻土区路基施工技术及质量控制措施进行了总结.
作者:滕红俊作者单位:中铁十一局集团第二工程有限公司,442000 刊名:中国科技信息英文刊名:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2009 ""(13) 分类号:U4 关键词:高原冻土区路基放工技术质量控制。
高原多年冻土路花石峡段路基工程施工技术研究论文大学毕设论文

青藏高原共玉公路花石峡段路基工程施工技术研究摘要:针对根据多年冻土的特殊工程地质性,结合共和至玉树公路多年冻土的实际地质情况,对冻土路基及桥梁的施工采取了灵活的处治原则。
在冻土路基及桥梁施工中,处理技术的关键是尽量减少对冻土的扰动及破坏。
关键词:多年冻土路基工程桥梁工程施工技术第一章工程概况1.概述共和至玉树(结古)公路改扩建工程,是G214线的重要组成部分,也是《青海省高速公路网规划》“3410网”中的一条南北纵线—“共和至多普玛高速公路”的重要组成部分,公路起点位于海南州共和县(与正在实施的京藏高速相接),终点位于玉树州结古镇(与结古镇至巴塘机场一级公路相连)。
共和至玉树(结古)公路改扩建工程GYⅡ-SGC5标段,起点桩号:K336+000,终点桩号:K376+000,全线长40km,冻土路基段长28.2km。
道路采用高速公路建设标准,设计速度80km/h,均为分离式路基,路基宽度10m。
路线经苦海滩、醉马滩、红土坡垭口,地处海拔4100m~4290m之间。
主要路段划分情况:K336+000~K352+000苦海滩段,线路长16km,为平原区路段;K352+000~K364+000醉马滩段,线路长12km,为平原区路段;K364+000~K370+000红土坡路段,线路长12km,为丘岭路段。
主要工程数量有:路基开挖土石方21.4万m3,路基填方134.1万m3(其中片石路基26.4万m3),路基基底处理50万m3,路面371161m2,中桥134m/2座,小桥115.5m/7座,涵洞951.11m/39道,通道182m/19道。
2 地理、水文气候情况2.1地形地貌花石峡过境线位于青海省果洛州玛多县花石峡镇内,沿线地形平坦,开阔,属山前冰水-冲洪积扇平原地貌.其主要特征为:大河冲洪积物与支沟洪积物在盆地和山间谷地边缘形成了大小不一的山前冲洪积扇裙,地形平坦略有起伏,从山麓到盆地中心地形坡度由陡变缓,坡度为3~15度,分布高程海拔一般在4100~4500米之间,该区是岛状和连续多年冻土分布区,第四松散堆积物分布广泛,冰缘作用十分发育,热融湖塘,热融洼地,冰胀丘,冻土草沼等冰缘地貌较普遍.2.2 气象公路所在地属于阿尼玛卿山长江南坡,有显著的高寒缺氧,气温低,光辐射强,日照时间长,昼夜温差大等典型的高原大型性气候特点,冬长夏短,年内无明显四季之分,只有冷暖之别,通常把冷暖两季分别称为冬季和夏季,冬季寒冷多风雪,夏季短暂,多暴雨,冰雹,自然条件极为严酷,风向多为西风,易受北方和西北方的寒流影响.受海拔影响,区内氧气含量仅为内地的60%.本项目所在地区属高原大陆性气候,冬长夏短,寒冷变化急剧,无明显的四季之分,冬季寒冷多风雪,夏秋季虽短,却多暴雨冰雹,洪水.年平均气温在零度以下,昼夜温差大,无绝对无霜期,年平均降水量312~429.4毫米,降水期多集中在6~9月份,风向多西风,平均风速2.1~3.4m/s本地区属黄河水系,沿线河流众多,雨雪多,地表水丰富,并且海拔高,气候寒冷且多变,施工期较短的气候特征将对工程实施产生不利影响.太阳辐射:地处青藏高原腹地,大气稀薄,太阳辐射较强,其年太阳辐射总量约140~150千卡/厘米2.年,年时照数为2400~2600小时.气温:区内年平均气温低于2.0℃,月平均气温最高在7月,达7~8℃,月平均气温最低在1月,约-15~-17℃,年极端最高气温为24℃,年极端最低气温为-40℃,年气温较差约为22~25℃.降水量:勘察区内年平均降水量约为400~500毫米,降水量月分配不均匀,降水量主要集中在6~9月份.风向风速:勘察区内风向多为西风,平均风速为2.1~3.4米/秒.2.3 水文区内水系以巴颜客拉山脉为界,以北均为黄河流域水系,其支流水系呈树枝发育,以南为长江流域水系,其支流水系由西向东,由北向南,汇入通天河;本项目花石峡过境线所属地段为黄河水系,其主要河流为花石峡河.花石峡河发源于阿尼玛卿雪山南缘,源头距桥址约41km,汇水面积F=1600(km)2,汇水区形状呈扇形,下游21公里处注入冬给措纳湖后满溢托索河,然后经香日德河,流入柴达木盆地形地潜流,属于内陆河流.该河平时水流较小,冬季有时干枯无水.洪水期洪水暴涨暴落,洪峰持续时间较短,约1~2天即退.据调查,每年均出现两次洪峰,而且暴雨洪峰大于融雪洪峰.4~5月份为融雪期,7~9月份为暴雨期.因该河属于季节性河道,淤冰情况变化不定.当丰水年时,上游水流较多,则淤冰较严重.当枯水年时,则淤冰很少,甚至无淤冰情况发生.一般情况下,在11月份冰封河道,次年4月份消冰开河,游冰最厚0.6~1.0m不等.但因河床宽浅,沙洲及浅槽较多,因而河槽淤冰较厚,沙洲处淤冰较薄有时甚至无淤冰情况发生.2.4 地质构造及地震共各至结古公路横跨青藏高原强烈隆起区东南部,按大地构造单元划分为三个构造体系,从北向南依次是秦岭-昆仑纬向构造体系,巴颜喀拉-松潘弧形构造带,青藏滇缅歹字型构造体系头部.本项目花石峡过境线属巴颜喀拉-松潘弧形构造带,其地址构造主要特征为: 该地质构造西起昆仑山口,东至巴颜喀拉山,呈西窄东宽支契形,NW-SE向展布,线路区北起红土坡,南至巴颜喀拉山查龙穷,北部玛多-红土坡带内为下二叠系和三叠系组成复向斜褶皱,和夹持其间的新生界槽地,盆地,断裂多集中分布,断裂及褶皱呈NWW,NW向展布,多倾向NE,倾角较陡.生成于海西期,定型于印支晚期,北与秦岭-昆仑纬向构造体系斜接,重接复合,南与青藏滇缅歹字型构造体系头部外围褶皱带平行分野,东段受SN向构造干扰.第二章冻土的类型1.冻土的类型划分土是复杂的多相体系,由固、液和气三相物质组成。
高原冻土区路基施工技术措施

高原冻土区路基施工技术措施一、高原多年冻土区路基施工的主要特点:多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物,是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。
特点一:在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下,多年冻土是稳定的,但如果多年冻土被破坏,地基多年冻土将产生衰退,甚至融化,路基地基将受到严重影响。
特点二:多年冻土区路基受施工季节影响较大,应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。
特点三:水对路基地基影响较普通地区大。
水携带的热量较空气要大得多,水在路基工程附近的聚集,对路基地基多年冻土的热干扰很大,甚至引起多年冻土大量融化。
特点四:多年冻土工程地质条件十分复杂,在不大的范围内,各种工程类型的多年冻土可能均有分布。
特点五:本工程地处青藏高原,冻结期较长,最长达七个月。
特点六:多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。
二、高原多年冻土区路基施工技术措施:根据高原多年冻土区路基的特点,总结相关工程施工的经验和教训,对多年冻土路基必须采取相应技术措施。
技术措施一:路基施工中,为减小路基热融下沉,应注意减少填料蓄热对地基多年冻土的影响;路堤较高时,宜分两次填筑;高温多年冻土地段路堤宜在暖季时期填筑。
路堑开挖后,基底换填层下的卵碎石土工作垫层对减少路基冻胀和融沉有重要作用,所以在施工中应认真作好工作垫层。
基于多年冻土区路基工程的特殊性,多年冻土区路基工程必须满足在抗冻胀、抗融沉方面的特殊要求。
技术措施二:多年冻土区路基施工应充分重视多年冻土环境保护和环境保护工程的施工,严格按环保要求组织施工。
为满足环境和路基稳定要求,防止因周围环境的冻土被破坏,致使热融发生扩散而危及铁路路基稳定,要求青藏铁路取土场应离开路基500m以上,且必须由环保部门指定。
施工时尽量采用移挖作填的办法解决填料,充分利用弃碴和路堑挖方。
技术措施三:针对路基不同的施工部位,宜选择合适的施工季节。
高含冰量多年冻土分布地区,路堑开挖将高含冰量多年冻土直接暴露在大气中和阳光下,多年冻土的热状态受到严重干扰,高含冰量冻土的融化,甚至可使施工无法进行,所以高含冰量多年冻土路堑的开挖选择在寒冷季节,暴露的多年冻土不会融化,相反,多年冻土的温度还会下降,有利于多年冻土的稳定。
高原冻土区路基施工技术分析

高原冻土区路基施工技术分析摘要:高原冻土是较为特殊的地质条件,在高原冻土区进行路基施工需要考虑到冻土可能带来的冻胀、融沉等问题,也需要考虑自然灾害带来的施工风险。
因此,高原冻土区路基施工需要格外重视施工技术的合理应用,在进行施工技术选择时需要结合高原冻土区的实际情况,进行地质资料研究,选择与冻土环境相适应的施工技术,通过降低填料蓄热、合理控制地下水等技术保证施工的安全,并注意施工中环境保护等工作。
关键词:高原冻土区;路基;施工技术路基是公路建设中极为重要的部分,是路面铺设的必要条件,可靠的路基能够保证道路安全性与稳定性。
高原冻土区的公路建设在路基施工时需要考虑到冻土环境的特殊性,路基作为路面的支撑结构,负责将里面荷载传递到地基深处,但冻土的流变性特点可能影响路基稳定性,不利于路基有效地支撑路面。
为此,在施工过程中,必须要关注高原冻土区路基施工要求,选择合适的施工技术,提高冻土区路基的稳定性,从而提高公路工程建设的质量。
一、高原冻土区路基施工分析1、高原冻土的形成原因高原冻土是外部环境温度过低,导致土壤、岩石因冰冻结在一起而形成的特殊地质条件。
高原冻土区的冻土类型包括短时冻土、季节冻土、多年冻土,其中多年冻土是相对稳定的冻土条件,而短时冻土与季节冻土受环境因素影响较大,容易影响施工安全。
冻土对温度具有较高敏感性,并且富含地下冰,因此具有流变性,冻土冻结时会发生冻胀,融化时会形成稀泥并丧失承载力,因此冻土区的各项工程建设难度都比较高[1]。
2、高原冻土区路基施工特征分析高原冻土区路基施工具有特殊性,这与冻土性质密切相关。
高原冻土区的路基一般设置在冻土层以内或土层上,工程的主要介质为冻土,地基施工也会受到冻土特性影响。
冻土变化会导致融沉、冻胀、变形,进而造成地表潮湿积水,容易造成路基开裂、边坡不稳定等问题。
高原冻土容易受季节因素影响,当外部温度升高时,冻土的天然上限发生变化,就会形成新的地基温度层与新的土壤结构,导致地基的物理条件变化,难以保证路基的稳定性[2]。
高海拔多年冻土地区概述

高海拔多年冻土地区概述一、高海拔冻土多年冻土定义在海拔1000m以下地区,每年严冬冻土一般只有0.6m,春季来临,冰雪消融,冻土也就随之融化。
在海拔1000m以上,特别是海拔3000m以上的高海拔地区,土壤冻结状态已成常年景象。
世界上除了中国青藏高原以外,还没有其他国家有如此高海拔多年冻土地区。
我国东北地区存在高纬度多年冻土地区。
地表层冬季冻结、夏季全部融化的土(岩)称为季节冻土。
每年寒冬季节冻结、暖季融化,其平均地温大于0℃的地表层,其下层为非冻结层或不衔接多年冻土层,称之为季节性冻结层。
每年寒冬季节冻结、暖春季节融化,其年平均地温低于0℃的地表层,其下层为多年冻土层,称为季节融化层。
冻土是指温度在0℃或0℃以下含有冰的土(岩);如果冻结状态持续二年或二年以上的土(岩)称为多年冻土。
二、冻土特点1.冻胀土体发生冻结时,由于其中水分冻结的体积膨胀,会导致土体冻结后的体积膨胀,其特征是地面鼓起。
2.融沉冻土发生融化时,由于其中冰的融化,体积收缩,又会导致冻土融化后土的体积缩小,其特征是地面下沉。
三、输电线路基础在高海拔多年冻土地区的施工特点(1)基础开挖方法要尽可能达到不扰动冻土的要求,特别要避免冻土地基变形导致基础位移的事情发生。
(2)负温混凝土浇制工艺,要注意外加剂的使用和热棒、玻璃钢模板安装施工方法,确保基础本体质量达到标准,消除冻土冻胀和融沉对基础的不良影响。
(3)热棒的施工、安装工艺是一件新事物,整个施工工艺,如热棒的布孔、成孔安装及地下部分的填实应按生产厂家要求进行,在实践中不断总结提高。
青藏铁路及青藏铁路110kV供电工程,青海—西藏±400kV直流联网输电线路工程经过了长约632km高海拔多年冻土地区,都采用了热棒技术。
(4)高海拔多年冻土地区杆塔基础应经过一个冻融循环后方能进行立塔,架线施工。
(5)杆塔基础施工宜在低温季节进行,尽可能避免外界的热量传导至地下,减少对多年冻土的影响。
青藏高原多年冻土区路基施工技术

——(全文8页)——欢迎下载一、青藏铁路高原多年冻土区工程概况:青藏铁路自昆仑山北坡西大滩至唐古拉山南麓的安多河谷,约550Km范围通过多年冻土区。
该冻土区分布面积约:2.45×104Km2,海拔高程大部分在4400m以上,属中纬度多年冻土。
该多年冻土区海拔高,气压低,气候严寒,冻结期长,多年冻土平均地温低,但积雪较薄,且保存时间不太长。
在高原冻土区进行路基施工中,能否很好控制路基基底的融沉,是决定路基施工成败的关键。
二、冻土的描述定名和融沉性等级分类土类含冰特征融沉性等级及类别冻土定名冻土一、肉眼看不见凝冰的冻土1、胶结性差,易碎冻土。
I级不融沉少冰冻土2、无过剩冰的冻土3、胶结性良好的冻土4、有过剩冰的冻土二、肉眼可见分凝冰,但冰层厚度小于1、有单个冰晶体,冰包原体的冻土2、在颗粒周围有冰膜的冻土Ⅱ级弱融沉多冰冻土或等于2.5cm的冻土3、不规则走向的冰条带冻土Ⅲ级融沉富冰冻土4、层状或明显定向的冰条带冻土Ⅳ级强融沉饱冰冻土厚层冰冰层厚度大于 2.5cm的含土冰层或纯冰层1、含土冰层V级融陷含土冰层2、纯冰层ICE三、青藏铁路高原多年冻土区路基施工的主要特点:多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物,是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。
特点一:在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下,多年冻土是稳定的,但如果多年冻土被破坏,地基多年冻土将产生衰退,甚至融化,路基地基将受到严重影响。
特点二:多年冻土区路基受施工季节影响较大,应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。
特点三:水对路基地基影响较普通地区大。
水携带的热量较空气要大得多,水在路基工程附近的聚集,对路基地基多年冻土的热干扰很大,甚至引起多年冻土大量融化。
特点四:多年冻土工程地质条件十分复杂,在不大的范围内,各种工程类型的多年冻土可能均有分布。
特点五:青藏铁路地处青藏高原,冻结期较长,最长达七个月。
特点六:多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。
高原冻土区路基施工技术措施

高原冻土区路基施工技术措施多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物,是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。
特点一:在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下,多年冻土是稳定的,但如果多年冻土被破坏,地基多年冻土将产生衰退,甚至融化,路基地基将受到严重影响。
特点二:多年冻土区路基受施工季节影响较大,应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。
特点三:水对路基地基影响较普通地区大。
水携带的热量较空气要大得多,水在路基工程附近的聚集,对路基地基多年冻土的热干扰很大,甚至引起多年冻土大量融化。
特点四:多年冻土工程地质条件十分复杂,在不大的范围内,各种工程类型的多年冻土可能均有分布。
特点五:本工程地处青藏高原,冻结期较长,最长达七个月。
特点六:多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。
高原多年冻土区路基施工技术措施:根据高原多年冻土区路基的特点,总结相关工程施工的经验和教训,对多年冻土路基必须采取相应技术措施。
技术措施一:路基施工中,为减小路基热融下沉,应注意减少填料蓄热对地基多年冻土的影响;路堤较高时,宜分两次填筑;高温多年冻土地段路堤宜在暖季时期填筑。
路堑开挖后,基底换填层下的卵碎石土工作垫层对减少路基冻胀和融沉有重要作用,所以在施工中应认真作好工作垫层。
基于多年冻土区路基工程的特殊性,多年冻土区路基工程必须满足在抗冻胀、抗融沉方面的特殊要求。
技术措施二:多年冻土区路基施工应充分重视多年冻土环境保护和环境保护工程的施工,严格按环保要求组织施工。
为满足环境和路基稳定要求,防止因周围环境的冻土被破坏,致使热融发生扩散而危及铁路路基稳定,要求青藏铁路取土场应离开路基500m以上,且必须由环保部门指定。
施工时尽量采用移挖作填的办法解决填料,充分利用弃碴和路堑挖方。
技术措施三:针对路基不同的施工部位,宜选择合适的施工季节。
高含冰量多年冻土分布地区,路堑开挖将高含冰量多年冻土直接暴露在大气中和阳光下,多年冻土的热状态受到严重干扰,高含冰量冻土的融化,甚至可使施工无法进行,所以高含冰量多年冻土路堑的开挖选择在寒冷季节,暴露的多年冻土不会融化,相反,多年冻土的温度还会下降,有利于多年冻土的稳定。
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青藏高原共玉公路花石峡段路基工程施工技术研究罗余良(中铁十二局集团第一工程有限公司)摘要:针对根据多年冻土的特殊工程地质性,结合共和至玉树公路多年冻土的实际地质情况,对冻土路基及桥梁的施工采取了灵活的处治原则。
在冻土路基及桥梁施工中,处理技术的关键是尽量减少对冻土的扰动及破坏。
关键词:多年冻土路基工程桥梁工程施工技术第一章工程概况1.概述共和至玉树(结古)公路改扩建工程,是G214线的重要组成部分,也是《青海省高速公路网规划》“3410网”中的一条南北纵线—“共和至多普玛高速公路”的重要组成部分,公路起点位于海南州共和县(与正在实施的京藏高速相接),终点位于玉树州结古镇(与结古镇至巴塘机场一级公路相连)。
共和至玉树(结古)公路改扩建工程GYⅡ-SGC5标段,起点桩号:K336+000,终点桩号:K376+000,全线长40km,冻土路基段长28.2km。
道路采用高速公路建设标准,设计速度80km/h,均为分离式路基,路基宽度10m。
路线经苦海滩、醉马滩、红土坡垭口,地处海拔4100m~4290m之间。
主要路段划分情况:K336+000~K352+000苦海滩段,线路长16km,为平原区路段;K352+000~K364+000醉马滩段,线路长12km,为平原区路段;K364+000~K370+000红土坡路段,线路长12km,为丘岭路段。
主要工程数量有:路基开挖土石方21.4万m3,路基填方134.1万m3(其中片石路基26.4万m3),路基基底处理50万m3,路面371161m2,中桥134m/2座,小桥115.5m/7座,涵洞951.11m/39道,通道182m/19道。
2 地理、水文气候情况2.1地形地貌花石峡过境线位于青海省果洛州玛多县花石峡镇内,沿线地形平坦,开阔,属山前冰水-冲洪积扇平原地貌.其主要特征为:大河冲洪积物与支沟洪积物在盆地和山间谷地边缘形成了大小不一的山前冲洪积扇裙,地形平坦略有起伏,从山麓到盆地中心地形坡度由陡变缓,坡度为3~15度,分布高程海拔一般在4100~4500米之间,该区是岛状和连续多年冻土分布区,第四松散堆积物分布广泛,冰缘作用十分发育,热融湖塘,热融洼地,冰胀丘,冻土草沼等冰缘地貌较普遍.2.2 气象公路所在地属于阿尼玛卿山长江南坡,有显著的高寒缺氧,气温低,光辐射强,日照时间长,昼夜温差大等典型的高原大型性气候特点,冬长夏短,年内无明显四季之分,只有冷暖之别,通常把冷暖两季分别称为冬季和夏季,冬季寒冷多风雪,夏季短暂,多暴雨,冰雹,自然条件极为严酷,风向多为西风,易受北方和西北方的寒流影响.受海拔影响,区内氧气含量仅为内地的60%.本项目所在地区属高原大陆性气候,冬长夏短,寒冷变化急剧,无明显的四季之分,冬季寒冷多风雪,夏秋季虽短,却多暴雨冰雹,洪水.年平均气温在零度以下,昼夜温差大,无绝对无霜期,年平均降水量312~429.4毫米,降水期多集中在6~9月份,风向多西风,平均风速2.1~3.4m/s本地区属黄河水系,沿线河流众多,雨雪多,地表水丰富,并且海拔高,气候寒冷且多变,施工期较短的气候特征将对工程实施产生不利影响.太阳辐射:地处青藏高原腹地,大气稀薄,太阳辐射较强,其年太阳辐射总量约140~150千卡/厘米2.年,年时照数为2400~2600小时.气温:区内年平均气温低于2.0℃,月平均气温最高在7月,达7~8℃,月平均气温最低在1月,约-15~-17℃,年极端最高气温为24℃,年极端最低气温为-40℃,年气温较差约为22~25℃.降水量:勘察区内年平均降水量约为400~500毫米,降水量月分配不均匀,降水量主要集中在6~9月份.风向风速:勘察区内风向多为西风,平均风速为2.1~3.4米/秒.2.3 水文区内水系以巴颜客拉山脉为界,以北均为黄河流域水系,其支流水系呈树枝发育,以南为长江流域水系,其支流水系由西向东,由北向南,汇入通天河;本项目花石峡过境线所属地段为黄河水系,其主要河流为花石峡河.花石峡河发源于阿尼玛卿雪山南缘,源头距桥址约41km,汇水面积F=1600(km)2,汇水区形状呈扇形,下游21公里处注入冬给措纳湖后满溢托索河,然后经香日德河,流入柴达木盆地形地潜流,属于内陆河流.该河平时水流较小,冬季有时干枯无水.洪水期洪水暴涨暴落,洪峰持续时间较短,约1~2天即退.据调查,每年均出现两次洪峰,而且暴雨洪峰大于融雪洪峰.4~5月份为融雪期,7~9月份为暴雨期.因该河属于季节性河道,淤冰情况变化不定.当丰水年时,上游水流较多,则淤冰较严重.当枯水年时,则淤冰很少,甚至无淤冰情况发生.一般情况下,在11月份冰封河道,次年4月份消冰开河,游冰最厚0.6~1.0m不等.但因河床宽浅,沙洲及浅槽较多,因而河槽淤冰较厚,沙洲处淤冰较薄有时甚至无淤冰情况发生.2.4 地质构造及地震共各至结古公路横跨青藏高原强烈隆起区东南部,按大地构造单元划分为三个构造体系,从北向南依次是秦岭-昆仑纬向构造体系,巴颜喀拉-松潘弧形构造带,青藏滇缅歹字型构造体系头部.本项目花石峡过境线属巴颜喀拉-松潘弧形构造带,其地址构造主要特征为: 该地质构造西起昆仑山口,东至巴颜喀拉山,呈西窄东宽支契形,NW-SE向展布,线路区北起红土坡,南至巴颜喀拉山查龙穷,北部玛多-红土坡带内为下二叠系和三叠系组成复向斜褶皱,和夹持其间的新生界槽地,盆地,断裂多集中分布,断裂及褶皱呈NWW,NW向展布,多倾向NE,倾角较陡.生成于海西期,定型于印支晚期,北与秦岭-昆仑纬向构造体系斜接,重接复合,南与青藏滇缅歹字型构造体系头部外围褶皱带平行分野,东段受SN向构造干扰.第二章冻土的类型1.冻土的类型划分土是复杂的多相体系,由固、液和气三相物质组成。
未冻土或融土中的固相物质常包括矿物质和有机质、液相物质(水溶液)和气相物质(空气)等。
固相物质组成了土的基本骨架,通常称为基质。
液相和气相物充填在土骨架的空隙中。
冻土中则增添了一种新的固相物质——冰。
冻土,一般指温度在0℃或0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。
按土的冻结状态保持的时间长短,冻土一般又可分为短时冻土(数小时、数日以至半月)、季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年至数万年以上)三种类型。
多年冻土主要分布在青藏高原、帕米尔、西部高山(包括祁连山、阿尔金山、天山、西准噶尔山地和阿尔泰山等)、东北大小兴安岭以及东部地区一些高山顶部。
其中,大小兴安岭的多年冻土又称高纬多年冻土,其余地区的多年冻土又称为高山多年冻土。
按土的特殊工程性质(主要根据冻土的粒度成分及总含量并考虑冻土的融沉特性)进行划分可分为:少冰冻土、多冻冻土、富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层等五种类型。
其中少冰、多冰冻土统称为低含冰量冻土,富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层又统称为高含冰量冻土。
2.各种类型冻土的特点根据冻土的粒度成分及总含量并考虑冻土的融沉特性划分的冻土类型在工程上具有很强的指导意义:在含土冰层和饱冰冻土地段,应采取保护多年冻土的原则;在含水量大的富冰冻土地段,宜采取保护多年冻土的原则;在含水量小的富冰冻土地段,允许采用破坏多年冻土的原则;在少冰和多冰冻土地段,允许破坏多年冻土,并按一般路基进行设计和施工。
多年冻土地区公路建设最主要的工程地质问题是冻土的融化下沉问题,而冻土地基的热稳定性是多年冻土地区路基稳定性的核心,公路路基产生沉降变形的本质是路基下多年冻土热稳定性的丧失。
各类冻土的融沉特性见下表。
多年冻土工程分级注:1 总含水率为冰和未冻水的总质量与骨架质量之比;2 Wp——塑性含水率;3 盐渍化冻土、泥炭化冻土、腐殖土、高塑性黏土不在表列。
3.本工程研究的意义共和至结古高速公路穿越青藏高原东部边缘的高原冻土区、高山冻土区,其多年冻土环境具有以下特点:1)青藏高原东部边缘的多年冻土目前处于退化状态,抗热干扰能力低,热稳定性差。
大多属于不稳定多年冻土。
2)公路沿线融区较多,融区与多年冻土区过渡地带的多年冻土,年平均地温高,抗热干扰能力低,热稳定性差。
3)气候严寒,公路沿线冷生过程和冷生现象发育。
4)海拔高,空气稀薄,含氧量低。
5)环境脆弱,抗热干扰能力差,扰动后恢复困难,一经破坏,难以恢复,有的甚至永远无法恢复。
本段多年冻土地温在-0.3~-1.5℃,具有地温高、退化速率快、对热干扰更敏感、热稳定性更差等特点,具有强烈的垂直地带性。
主要为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-多冰冻土和富冰-饱冰冻土为主。
在多年冻土区,许多严重的工程问题,都是由高含冰量多年冻土的退化和融化引起的。
尽量少改变现存地表的状态(植被覆盖、水体分布、沼泽湿地分布、裸露地表的岩性成分和密实度等),尽量减少对地基多年冻土的热干扰,是维持多年冻土和冻土工程稳定的重要方法。
缺少对多年冻土环境和多年冻土工程特性的充分认识,将导致极高的施工和养护费用,有时甚至使冻土工程毁坏而不得不废弃重建。
多年冻土区土木工程的设计和施工,其核心问题是维持和改善多年冻土的地温场,以确保建筑物地基多年冻土的稳定。
在很多情况下,都是通过维持地基的冻结状态和控制地热状态变化在一个可接受的限度内,来解决多年冻土上建筑物基础的稳定问题的。
尽量维持多年冻土区自然环境不变是保障冻土工程稳定的正确途径。
共和至玉树(结古)高速公路是我国第一条穿越多年冻土区的高速公路,公路修筑等级高,技术难度大,对设计、施工质量,服务水平和服务功能提出了更高的要求。
第三章多冰、少冰路基施工技术研究1.工程概述本多冰、少冰地区海拔高,气候寒冷,年平均最低气温-10.3℃~-6.1℃,地区海拔位于4132~4320m之间。
据相关试验资料的研究分析,该地区多年冻土地温在-0.3℃~-1.5℃具有冻土地温高、退化速率快、对热干扰更敏感、冻土热稳定性更差等特点,具有强烈的垂直地带性。
多冰、少冰冻土冻结深度约2.0~3.0m,融化等级为I~II级,不融沉或弱融沉。
本合同段多年冻土分布总长28.2km,基中少冰、多冰冻土段长16.8km。
具体里程段及路基形式见下表:少冰、多冰冻土路段分布表本标段少冰、多冰冻土段路基土石方数量大,挖方较多,借土填方多,路基施工采用机械化作业,充分考虑工期要求与气候条件影响,配足设备,加快施工进度,确保工期。
路基施工以机械化施工为主,并满足高效、快速的施工原则,在设备选型上,充分考虑高原缺氧和气压低造成的功率损失等因素,尽可能先用功率大、效率高的机械。
数量上根据理论计算与实际相结合,并按效率降低50%-60%进行配备,确保生产能力大于进度指标要求,满足施工需要。
根据不同类型冻土路基施工的特点:在少冰和多冰冻土地段,允许破坏多年冻土,并按一般路基进行设计和施工。
2.路基清表及草皮移植技术青藏高原海拔高,空气稀薄,气候寒冷、干旱,动植物种类少、生长期短、生物量低、生物链简单,生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢,至使本地区生态环境十分脆弱、敏感。