國道214沿線路基下伏多年凍土熱狀況長期變化

基于埋設在青藏鐵路清水河地區(qū)路基中兩個斷面內(nèi)的共8個地溫測試孔3年來的地溫觀測資料,研究了該地區(qū)鐵路路基下伏高原多年凍土融化特征,分析了多年凍土上限的變化規(guī)律以及填筑鐵路路基施工對下伏多年凍土賦存條件的影響。研究表明,由于受到填筑路基時賦存在路基填料內(nèi)的熱量的影響,鐵路路基下伏多年凍土近地表的地溫變化特征與天然地面下的多年凍土的地溫變化特征有明顯的不同,且向陽面與被陰面差別較大。多年凍土的上限在施工初期會有一個明顯的下移沉降,隨著時間的推移,雖然殘存在路基中的熱量逐漸消散,多年凍土上限下降會逐漸穩(wěn)定。由于受到太陽輻射和路基邊坡形狀及融化夾層的影響,多年凍土上限會逐漸穩(wěn)定,但不會在短時期內(nèi)上升到天然地面下多年凍土的上限水平。

研究目的:分析青藏鐵路施工區(qū)多年凍土上限的變化規(guī)律以及填筑鐵路路基施工對下伏多年凍土賦存條件的影響。研究方法:系統(tǒng)分析埋設在青藏鐵路清水河地區(qū)路基中2個斷面內(nèi)的共8個地溫測試孔3年來采集的地溫觀測資料,研究該地區(qū)鐵路路基下伏高原多年凍土融化特征。研究結(jié)論:由于受到填筑路基時賦存在路基填料內(nèi)的熱量的影響,鐵路路基下伏多年凍土近地表的地溫變化特征與天然地面下的多年凍土的地溫變化特征有明顯的不同,且向陽面與被陰面差別較大。多年凍士的上限在施工初期會有一個明顯的下移沉降,隨著時間的推移,雖然殘存在路基中的熱量逐漸消散,多年凍土上限下降會逐漸穩(wěn)定,但由于受到太陽輻射和路基邊坡形狀及融化夾層的影響,多年凍土上限會逐漸穩(wěn)定,但不會在短時期內(nèi)上升到天然地面下多年凍土的上限水平。

國道214姜路嶺至清水河段是多年凍土最為發(fā)育的路段,本文對該路段多年凍土進行工程地質(zhì)評價。為工程設計、施工及維護提供指導,減少凍融災害對工程的影響,并為保護凍土環(huán)境提供科學依據(jù)。

植被是維持青藏高原多年凍土地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平衡的關鍵因素。根據(jù)多年來觀測調(diào)查資料,分析了青藏公路沿線植被的種類、類型及其特征,提出青藏公路沿線最普遍的三類植被是高寒草原、高寒草甸和高原沼澤群落,沿線植被生存環(huán)境極為脆弱,一旦破壞,很難恢復。通過樣方數(shù)據(jù)揭示:除取土坑外,公路建設對植被的影響范圍一般不超過公路界外50m;受公路建設的干擾,公路兩側(cè)草原植被受到了一定程度的破壞,有明顯的退化現(xiàn)象。

在全球氣候變暖的背景下,青藏鐵路沿線多年凍土目前處于退化狀態(tài),凍土退化將會對線路的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,為解決這一問題,收集青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)凍土上限的觀測數(shù)據(jù),并比較2007年和2015年的數(shù)據(jù),分析填土路基斷面凍土上限特征,探討減緩路基工程變形的工程措施。結(jié)果表明:青藏鐵路多年凍土區(qū)填土路基人為上限有所抬升；由于線路存在左右側(cè)陰陽坡的差異,致使兩側(cè)路肩以下人為上限形態(tài)差異性更加明顯,并且凍土升溫退化顯著；對于青藏鐵路多年凍土區(qū)路基,在工程邊坡鋪設碎石有助于應對氣候變化引起的多年凍土退化導致的路基工程變形問題。

214線退化性多年凍土地區(qū)試 驗路設計 摘要：為研究在退化性多年凍土地區(qū)修筑公路的可靠性，在214 線k309+000～k34+000全長15km內(nèi)選擇不同退化多年凍土類型，采用 不同的路基高度、路面結(jié)構型式進行試驗研究，著重討論了214線退 化性多年凍土地區(qū)路基、路面修筑技術研究課題修建試驗路中，試驗 路段的選擇和地質(zhì)條件分析及路基路面，觀測網(wǎng)的研究、設計。 關鍵詞：退化性凍土試驗路設計 1引言 國道214線鄂拉山至清水河段，經(jīng)過勘察，多年凍土區(qū)跨越里 程313.3km，其中連續(xù)多年凍土92km，不連續(xù)多年凍土147.3km，凍 土總里程239.3km。 在全球大氣環(huán)境轉(zhuǎn)暖，高原冰川后退，雪線上移，以及鋪筑黑 色瀝青路面施工等人為活動的影響下，在公路沿線凍土已發(fā)生明顯退 化。在國內(nèi)，以往研究凍土對工程的影響是針對穩(wěn)定狀態(tài)的凍土為主 要對象，包括青藏公路的

通過對國道317線阿索至中倉公路多年凍土路段工程地質(zhì)鉆探資料進行分析,確定了多年凍土的典型特征,綜合多年凍土公路路基病害特征,提出該路段多年凍土路基設計對策,為類似工程提供參考與借鑒。

擬建共和-結(jié)古高速公路位于青海省境內(nèi),全長639.02km,其中,苦海灘至黃河沿段(k336+000~k470+000)段長134km,大部分在海拔4000m以上,最高在長石頭山埡口,海拔4535m.該段線路位于青藏高原東部,多年凍土發(fā)育的邊緣地帶.通過對線路的勘察資料分析,結(jié)果表明:多年凍土分布和海拔有很好的相關性,主要分布在長石頭山埡口前后海拔4220m以上路段,局部海拔在4000~4220m湖相沉積細粒土地段存在殘余多年凍土.沿線整段多年凍土處于退化狀態(tài),且北坡較南坡年平均地溫低,南坡多年凍土退化嚴重.

由于熱棒路基具有良好的降溫效果,在青藏公路多年凍土區(qū)得到了應用,但是關于熱棒路基設計參數(shù)的選擇,目前主要還是基于工程經(jīng)驗。筆者根據(jù)青藏公路楚瑪爾河地區(qū)熱棒路基的現(xiàn)場觀測資料,詳細給出了熱棒一個工作周期內(nèi)的產(chǎn)冷量及實際耗冷量的計算方法。在設計時可根據(jù)路基的使用年限和所要求的上限抬升值求得其耗冷量,選取合適的安全系數(shù)可進一步得到產(chǎn)冷量,由產(chǎn)冷量與設計參數(shù)的關系式,從而確定熱棒的間距和基本參數(shù)(蒸發(fā)段長度、散熱面積、直徑)。

本文分析了多年凍土地區(qū)公路路基病害特征及形成的主要原因,介紹了多年凍土地區(qū)的設計原則,提出了多年凍土地區(qū)路基病害的綜合防治措施。

為研究寒區(qū)鐵路路基水熱動態(tài)過程,以北麓河地區(qū)路基試驗段道砟覆蓋路面、無道砟路面(砂礫路面)和天然場地的水分、溫度、熱通量和降水等數(shù)據(jù)為基礎,分析鐵路路基活動層水熱宏觀遷移規(guī)律、活動層水分累積情況及降水對路基熱狀況的影響。結(jié)果表明:路基活動層各深度地溫隨時間呈正弦規(guī)律變化,道砟層能夠有效減少外部熱量進入路基,道砟路面年平均地溫和年較差明顯低于砂礫路面;融化期間路基液態(tài)水和降水向下運移,凍結(jié)過程中水分向凍結(jié)鋒面運移;夏季強降雨和持續(xù)降雨對淺層路基(高度<75cm)短期水熱有明顯影響,但路基長期水熱受降雨影響不明顯,也未出現(xiàn)明顯水分累積;降雨入滲、地表蒸發(fā)伴隨的液態(tài)水和水汽運移對鐵路路基表層水熱影響不可忽略。

多年凍土地區(qū)的路基施工——我國幅員遼闊，地質(zhì)情況復雜多變，不良的地質(zhì)條件n,k；4,--r--cf~-建設帶來了較大的影響和隱患。凍土作為一種特殊地段其施工質(zhì)量是十分重要的。本文從其引發(fā)的病害開始討論；之后對其施工方法及要求進行闡述，供相關人員參考。

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結(jié)合工程實際闡述了多年凍土特征及其路基病害,提出路基設計應采取保護凍土的設計原則,通過優(yōu)選線路、抬高路基、設置砂礫路面、增設保溫護道、完善排水系統(tǒng)等措施可防止或減緩病害的發(fā)生。研究成果可以為相關工程設計、施工提供借鑒。

我國幅員遼闊,地質(zhì)情況復雜多變,不良的地質(zhì)條件給公路工程建設帶來了較大的影響和隱患。凍土作為一種特殊地段其施工質(zhì)量是十分重要的。本文從其引發(fā)的病害開始討論,之后對其施工方法及要求進行闡述,供相關人員參考。

以g214線第二合同段路基施工為例,對換填、片塊石路基、xps板路基、熱棒-xps板復合式路基施工技術作了重點介紹,并對上述工程措施的施工工藝、質(zhì)量控制要點作了詳細說明。

介紹了多年凍土水穩(wěn)樁復合路基施工工藝操作要點、材料與設備以及安全及環(huán)保措施。

多年凍土(permafrost)又稱永久凍土,指的是持續(xù)3年或2年以上的凍結(jié)不融的土層。其表層冬凍夏融,稱季節(jié)融化層。多年凍土層頂面距地表的深度,稱凍土上限,是多年凍土地區(qū)

介紹了多年凍土水穩(wěn)樁復合路基施工工藝操作要點、材料與設備以及安全及環(huán)保措施。

淺析多年凍土地區(qū)路基施工時注意事項和具體要求，以減少路基由于病害產(chǎn)生的不利影響。

青藏公路沿線工程和氣候變化影響下多年凍土變化監(jiān)測表明,多年凍土對工程活動和氣候變化的響應過程存在著較大差異,不同年平均地溫的多年凍土使這種差異變得更為明顯.分析結(jié)果表明:氣候變化下低溫多年凍土變化要大于高溫多年凍土,工程狀態(tài)下低溫多年凍土變化要小于高溫多年凍土;氣候變化引起的低溫多年凍土變化要大于工程對其的影響,而高溫多年凍土正好相反.造成這一結(jié)果原因主要是由于在工程建設完成初期,相對于氣候影響,工程作用對多年凍土的影響具有放大作用,這使得工程狀態(tài)下多年凍土對氣候變化基本沒有響應.按照氣候影響下多年凍土溫度年變化速率來推測,低溫多年凍土表面溫度升溫到工程狀態(tài)需要50a左右時間,高溫多年凍土需要20a左右.6m深的低溫多年凍土溫度升溫到工程狀態(tài)需要20a,高溫多年凍土僅需要5~8a.

多年凍土是青藏鐵路建設面臨的主要難題之一。在多年凍土地區(qū)的斜坡地帶往往發(fā)育有濕地等不良地質(zhì)現(xiàn)象,對于路基修建的安全造成嚴重影響。描述了青藏鐵路多年凍土區(qū)dk1487+717～dk1487+880段的路基設計情況,總結(jié)了關于多年凍土斜坡濕地地段的路基設計體會。