嘉荫至伊春公路沿线多年冻土研究

寇欣欣

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150080)

嘉荫至伊春公路沿线多年冻土研究

寇欣欣

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150080)

多年冻土是黑龙江省大小兴安岭地区建筑、修路过程中所遇到的问题之一。近年来随着黑龙江省公路网不断的建设完善，涉及修路过程中多年冻土的处理问题及处理后多年冻土的变化、现状引起多方面的关注，主要探讨伊春地区多年冻土的分布和特征问题,并提出合理的处理建议，加深对多年冻土的理解，分析具体的处理建议，这将对保证公路的质量和降低公路造价有重大的意义。

多年冻土；分布变化规律；处理方式

多年冻土是黑龙江省大小兴安岭地区建筑、修路过程中所遇到的问题之一。近年来随着黑龙江省公路网不断的建设完善，涉及修路过程中多年冻土的处理问题及处理后多年冻土的变化、现状引起多方面的关注，对路网建设特别是大小兴安岭路网的安全性及通畅性起了至关重要的作用。多年冻土病害在很多路段没有处理完全导致的病害在省内多条公路上连续发生。其中包括嘉荫至伊春公路。通过对嘉荫至伊春公路沿线地质的钻探而得出的多年冻土分布规律、变化及对公路的影响进行分析和研究。同时试探性的给出建议处理方法。

嘉荫至伊春公路起自黑龙江省口岸城市嘉荫县，经汤旺河、新青区、红星区、五营区、上甘岭、友好区、终于伊春市。嘉荫至伊春公路既有二级公路建成于2002～2005年，所处位置为小兴安岭山脉的腹地北部，沿线低山丘陵起伏绵延不断，地势为北高南低。沿线的植被基本为次生林、塔头地和湿地及很少部分的耕地。沿线地区的公路自然区划分为I2区，即为北部岛状多年冻土区。公路自然病害主要是多年冻土、冻胀和翻浆。公路所在区域气候属中温带大陆性季风气候。其特点是四季分明，春季风大，雨少，蒸发快，易干旱；夏季湿热多雨；秋季寒潮侵袭，降温急剧；冬季严寒干燥。年平均气温0 ℃，最高气温37 ℃，最低气温-45 ℃，季节性最大冻深2.3 m。全年主导风向为西北风，最大风速为27 m/s。地下水主要以潜水和上层滞水为主。由于本区有多年冻土，因此存在固态水，即多年冻土中的冰。另外有少量基岩裂隙水。

本公路处于小兴安岭北部岛状多年冻土区，冻土地温为-1～0 ℃，为高温多年冻土，但近年年平均气温处于上升趋势，工程引起多年冻土热平衡的破坏，导致多年冻土融化，本路线全线受冻土影响较大且以发生路基破坏主要有两个路段，分别为新青区附近K127～K131段及汤旺河区附近路段K102～K104段，其他路线也存在多年冻土的破坏影响，但相对较小，本文着重分析这两段多年冻土。为查明多年冻土的分布规律，通过对不同路段及周边范围的钻探以达到目的。为查明多年冻土的退化规律，通过对不同年份、季节的钻探以达到目的。为查明多年冻土对路基的破坏原因，通过对路基下岩土钻探及取试样试验以达到目的。

新青区K127～K131段，本段于2015年3～5月为第一次钻探，本次钻探于路基上、路基下边沟旁、路基外侧10～20 m范围内横向布孔，纵向布孔为沿路线500 m间隔布孔。2015年11～12月为第二次钻探，本次钻探于路基上、路基下边沟旁、路基外侧10～20 m范围内横向布孔，纵向布孔为沿路线50 m间隔布孔。2016年7～8月为第三次钻探，本次钻探于路基上、路基下边沟旁、路基外侧10～20 m范围内横向布孔，纵向布孔为沿路线100 m间隔布孔。通过三次钻探，基本查明多年冻土分布规律、退化情况及对路基的影响。多年冻土上限最高为2.5 m，最低为9.6 m。下限最高为6 m，最低为23.3 m。大部分为不衔接多年冻土。其中覆盖层冻土类型多为含土冰层-富冰冻土，局部路段含多冰冻土。基岩冻土类型多为富冰冻土—少冰冻土，局部路段含饱冰冻土及含土冰层。

表1 新青区各路段冻土类型及相关指标

续表1

第三次钻探在第一次钻探发现冻土的孔位旁增加钻孔，发现局部钻孔未发现多年冻土，因此判断多年冻土正在缓慢消融中。路基下发现冻土少于路基外侧发现冻土，说明修路对多年冻土的影响巨大。路基下岩土层主要为黏性土，多呈可塑状态，局部路段呈软塑状态，疑为岛状冻土融化形成，对旧路路基勘察中发现现有道路对路基下冻土影响较大，通过与旧路边坡坡脚下发现多年冻土的钻孔对比，多数旧路钻孔的多年冻土已全部融化，导致局部旧路路基下出现软弱土层，路基下沉，出现波浪路面。

汤旺河区K102～K104段，本段钻探时间与钻孔排列方式同上段。通过三次钻探，基本查明多年冻土分布规律、退化情况及对路基的影响。多年冻土上限最高为4.2 m，最低为7.7 m。下限最高为12.2 m，最低为16.8 m。全部为不衔接多年冻土。其中覆盖层冻土类型多为含土冰层—富冰冻土，局部路段含多冰冻土。基岩冻土类型多为富冰冻土—少冰冻土，局部路段含饱冰冻土及含土冰层。

表2 汤旺河区各路段冻土类型及相关指标

本段同样在第三次钻探在第一次钻探发现冻土的孔位旁增加钻孔，发现局部钻孔未发现多年冻土，因此判断多年冻土正在缓慢消融中。路基下发现冻土少于路基外侧发现冻土，说明修路对多年冻土的影响巨大。路基下岩土层主要为黏性土，多呈可塑状态，局部路段呈软塑状态，疑为岛状冻土融化形成，对旧路路基勘察中发现现有道路对路基下冻土影响较大，通过与旧路边坡坡脚下发现多年冻土的钻孔对比，多数旧路钻孔的多年冻土已全部融化，导致局部旧路路基下出现软弱土层，路基下沉，出现波浪路面。

吸取本省其他冻土地区经验，尽量对冻土类型为富冰冻土及以上类型的冻土做清除、换填处理，局部路段冻土埋藏较深或冻土类型在多冰冻土-少冰冻土之间的冻土采用复合地基、管桩或部分清除、换填处理，对于多年冻土情况较为严重，旧路路面已严重变形，勘察中发现覆盖层与基岩冻深较厚，多数钻孔冻土下限在20 m左右，且冻土含水量较大，温度较高，受外界干扰后极易破坏融化，根据路段内冻土类型及下限深度，建议对这些采取以桥代路方案，设置旱桥跨越本路段，能够彻底解决冻土段路基工后不均匀沉降的问题。

U419

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1008-3383(2017)10-0082-02

2017-03-11

寇欣欣，女，黑龙江绥化人，研究方向：道桥工程。