高海拔地区冻土路基施工技术探讨

2018-09-14

中国公路 2018年16期

高海拔地区冻土区自然环境恶劣，夏季雨水多、冬季气温低，给高海拔地区路基施工造成了诸多阻碍，增加了路基施工的难度。因此，在高海拔地区冻土路基施工过程中，需要对冻土区路基的基本情况进行分析，综合考量选择适宜的施工技术。路基施工作为公路工程的重要环节，其质量直接关系到高海拔地区冻土区域公路建设的质量。对此，本文以高海拔冻土地区路基施工特征为切入点，着重对高海拔冻土区路基施工技术进行分析，以期能够提高高海拔冻土路基施工技术水平。

施工特征

在公路路基建设时，对冻土现有的自然环境保护的基础上，确保冻土的稳定性保持在较高状态。如果高海拔地区冻土遭受破坏，冻土会出现融化，这对冻土区域的路基造成不可逆的影响。总体而言，高海拔地区冻土路基施工具有难度大、施工影响因素多等特点。这些特点使得路基施工技术难度增大，施工质量更高。对此，需要根据施工区域的自然环境，采取有效地冻土路基施工技术，加强对每个施工环节质量的监控，切实提高高海拔地区冻土路基工程建设质量。

施工技术

施工准备技术

在高海地区冻土路基施工中有效应用各种施工技术，就必须在开展路基施工前做好地质资料的调查情况，包括冻土的面积、厚度及冻土层的硬度等内容。此外，还需要对施工区域进行全面分析，掌握施工区域地质特点，并加强对地质资料的核查工作，确保施工过程中所需的各种资料准确无误，从而为路基施工提供有效地数据支持。

在冻土路基施工前，需要根据调查的地质情况做好施工技术分析工作，制定完善、科学的施工方案。在此过程中，首先需要明确冻土路基的总施工方案，诸如根据冻土的不同地段采取何种机械设备进行路基挖掘工作，如何确定路基开挖的流程，选择何种填充材料，根据冻土地段选择何种施工技术等。这些都应当在路基施工前技术分析中明确提出，并制定不同的方案，以防出现意外事故。

基底处理技术

当冻土路基地面与水平面之间的坡度小于1∶5、高度大于2.5m时，在路基施工过程中，施工人员要确保地表植被不会遭受损坏，同时需要对冻土路基土壤进行适当翻挖，确保地面平整，翻挖后还需要进行回填并压实。如果冻土路基地面与水平面之间的横坡坡度大于1∶5、高度大于等于2.5m，需要施工人员开挖地表并形成一个内倾台阶，其高度应大于1m，并进行压实处理，值得注意的是，内倾台阶与路基的压实密度必须相同；当高度小于2.5m时，需要施工人员在地面实施沟槽翻挖，形成一个宽度在1m以上的内倾台阶，然后采取分层压实的方式对内倾台阶进行处理，且压实密度仍需与路堤响应部分的密度相同。

在对高含冰冻土地段的路基基底进行处理时，要充分考虑地表横坡的缓度。当地表横坡缓度小于1∶5、高度大于等于HS时，那么对于该路段路堤的高度设计应当按照最小高度进行设计，由于该路段基底冻土常年处于冻结的状态，因此路基的保护层厚度就是施工中需要填筑的最小高度；当高度大于等于2.5m时，在施工过程中需要确保地表植被不受破坏，可以借助压路机对路基基底进行整平处理，基底表层和第一层填土不需要经过密度测量，适当压实即可。这是由于环境温度对使得其硬度会在短时期内超过施工标准。但是，如果当地表横坡缓度大于1∶5时，就需要制作一个宽度大于1m的内倾台阶，并对其压实密度进行检测。

通风路基施工技术

对于含冰量富足的不良冻土区域，可以采取保温盲沟、防水保温通道、铺设土工格栅等手段来降低冻土对路基施工造成的不良影响，确保路基具有较高的稳定性。通风路基施工技术是高海拔地区冻土路基施工中一项非常重要的技术，其施工工艺流程为：在路堤基底施工时首先利用重型压路机进行压实处理，在预埋混凝土钢筋通风管后，需要在管道上铺上一层碎石作为过渡垫层。再根据普通公路基底施工工艺，完成基层处理、混合料摊铺及碾压等工序。通风路基施工技术就是利用对流的作用，使得路基填土产生一定的热量，并且能够在短时期内消散外界对路基产生的各种热量，从而降低基地施工过程中受热量影响，能够在一定程度上预防路基下沉，提高路基的稳定性。同时，需要结合高海拔地区冻土路基施工质量的控制要求，采取有针对性的施工策略。例如高含冰量的冻土路基地段，在施工中可以采取局部开挖法，在进行回填和压实处理时，可以选取含冰量少的填料。在进行边坡处理时，开挖深度应小于冻土上限的1.5倍，防止由于温度升高，冻土融化从而出现路基下沉。

路基排水施工技术

高海拔地区夏季雨量大，雨水会影响路基结构的稳定性，在受到雨水侵蚀后，冻土路基结构强度降低，再受到来往车辆重力的影响下，易出现路基下沉、滑坡、塌方等现象。因此，要重视路基排水工作，确保冻土路基排水系统通畅，降低雨水对路基结构的影响。在进行排水设计时，应充分结合施工区域周围的排水系统，避免对原有排水系统造成损害。此外，在设计排水系统时需要预留充足的设盈量，确保雨水能够及时排出。此外，路基排水系统施工过程中，可以分为地面、路面及地下排水三种方式。利用截水沟、边沟及急流槽等方式进行地面排水；路面排水又分为集中排水和分散排水两种形式，确保能够在较短时期内排出雨水，避免积水造成路面渗水量增加问题，冲刷路基边坡，导致路基结构稳定性降低。而在地下排水设计中，暗沟、渗沟、盲沟是常采用的排水方式，主要是借助渗透力来实现排水，当水流量较大时就可以采取渗透的方式。

热棒技术

在高海拔地区冻土路基施工过程中，通过应用热棒技术，并设置相应的路基保温护道，能够确保高海拔地区冻土路基施工顺利开展，同时也是对冻土路基进行保护的一种有效方式。热棒由蒸发段和冷凝段两部分组成（如图1所示），能够对冻土路基的温度进行控制，确保其保持在合理的范围内，有效预防由冻土融化问题导致的路基下沉、塌方等事故的发生。此外，热棒能够使得冻土的温度下降，不断增强冻土的硬度和强度，避免形成冰透晶体，使高海拔地区冻土路基发生冻胀问题的可能性大大降低。热棒技术在高海拔地区冻土路基施工中，是一项应用较广的新型施工技术，其原理是通过改变冻土温度为路基施工创造更多便利的条件。此外，在冻土路基施工中还需要加强保温护道的设置，主要手段是在冻土路基中增加碎石层和片石层，隔绝外界因素所产生的热量入侵到路基中，对冻土起到一定的保护作用，进一步使得冻土路基下地层的蓄冷量增加，从而对高海拔地区冻土路基形成保护层。