高原地區(qū)凍土路基施工技術(shù)研究

韓文輝

摘 要：高原凍土地區(qū)的施工環(huán)境非常惡劣，在路基施工過程中容易受到各種因素的影響，為了保障高原地區(qū)凍土路基的施工質(zhì)量，需要不斷提升路基施工技術(shù)。本文簡要介紹了高原地區(qū)凍土的基本情況，分析了高原地區(qū)凍土路基的施工概況，并對相關(guān)路基施工技術(shù)進(jìn)行了研究，以供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞：高原地區(qū);凍土路基;施工技術(shù)

1 高原地區(qū)凍土的基本概述

凍土是一種具有特殊性質(zhì)的土壤，通常由于其外部環(huán)境的溫度較低而形成，經(jīng)過漫長的歲月，使得一定區(qū)域內(nèi)的土壤和地下巖石都被凍結(jié)，而如果氣溫持續(xù)較低，冷氣流不斷向下滲透，還會在這些區(qū)域形成多年凍土，經(jīng)久不化。從凍結(jié)時間角度來看，凍土主要有三種類型，即短時凍土、季節(jié)性凍土和多年凍土。其中，短時凍土是指凍結(jié)時間為幾個小時，幾天或者個月的土層，季節(jié)性凍土是指凍結(jié)時間在半個月至幾個月之間的土層，而多年凍土指的是凍結(jié)時間在兩年或兩年以上的土層，我國的青藏高原地區(qū)就是一個比較典型的多年凍土分布區(qū)。由于凍土具有較強的流變性，因此在高原地區(qū)進(jìn)行凍土路基施工是具有較大難度的，施工過程中很容易出現(xiàn)各種各樣的問題，導(dǎo)致路基發(fā)生變形和位置變動等，這就需要技術(shù)人員制定科學(xué)有效的施工方案，采用一系列的技術(shù)手段，克服凍土的相關(guān)特性給路基施工帶來的不利影響，提高高原地區(qū)凍土路基的施工質(zhì)量，延長路基的使用壽命。

2 高原地區(qū)凍土路基的施工概況

由于凍土的性質(zhì)比較特殊，土壤在凍結(jié)時會發(fā)生土體膨脹，融化時又會大大增加土壤的含水量，因此承載力非常弱，不符合公路工程項目的施工條件。要想在高原地區(qū)的凍土區(qū)域進(jìn)行路基施工，對于施工技術(shù)以及施工質(zhì)量的要求都比較高，施工人員必須要正確分析當(dāng)?shù)氐膬鐾燎闆r，把握高原地區(qū)凍土路基的施工特點，以制定具有針對性的施工方案。

2.1 施工過程不能破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境

高原凍土地區(qū)人口稀少，生態(tài)環(huán)境比較脆弱，并且多年來變化不大，一直處于自身的動態(tài)平衡之中，一旦在凍土地區(qū)開展路基施工，勢必會對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成一定影響。因此在凍土路基施工過程中，一定要注意不能破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，不能打破原有的生態(tài)平衡以及整體的穩(wěn)定性，避免對原有的凍土區(qū)域進(jìn)行擾動而影響后續(xù)的路基施工。

2.2 施工過程易受到天氣因素的影響

凍土的土壤性質(zhì)比較特殊，因此很容易受到外部環(huán)境因素的影響，比如天氣因素。當(dāng)高原凍土地區(qū)迎來夏季的時候，當(dāng)?shù)貧鉁貢兴撸@就會使得凍土出現(xiàn)一定程度的融化，從而導(dǎo)致地下土壤的含水量有所增加，使地表呈現(xiàn)凹凸不平的形狀，對凍土路基的施工質(zhì)量造成不良影響。因此在施工過程中一定要考慮到天氣因素給凍土區(qū)域帶來的變化，研究和制定有效的施工方案，盡量避免路基施工受到氣溫的影響。

2.3 施工過程易受到熱干擾的影響

對于高原凍土地區(qū)而言，水含量的高低會對其產(chǎn)生重要的影響，這是由于在同等條件下，水比空氣能夠攜帶更多的熱量。如果在凍土路基的施工過程中，路基附近有較多的積水，這就會對路基本身造成較強的熱干擾，嚴(yán)重時甚至有可能導(dǎo)致路基失衡。另外，由于高原凍土地區(qū)的地形情況通常比較復(fù)雜，各個區(qū)域凍土的實際情況不盡相同，這就給技術(shù)人員的分析工作帶來了一定的困難。在實際施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)盡力掌握不同類型的凍土特性，并做好各個路段的控水工作，避免施工過程受到熱干擾的影響。

3 高原地區(qū)凍土路基的施工技術(shù)研究

3.1 做好高原凍土地區(qū)環(huán)境保護(hù)工作

高原地區(qū)的多年凍土層是當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，地底掩埋了許多的植物和動物的殘骸，其中蘊藏了相當(dāng)高含量的固體碳，這些固體碳平時被封存在地底下，不會對外部環(huán)境造成危害，但隨著氣溫升高，凍土層中的地下冰逐漸融化，固體碳就會轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w，從地底下釋放出來，進(jìn)入大氣中，從而加劇氣候變暖，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞。因此在凍土路基的施工過程中，一定要做好凍土地區(qū)的環(huán)境保護(hù)工作。施工人員在為路基施工取土?xí)r，應(yīng)到距離路基施工現(xiàn)場有一定距離的取土場，以保護(hù)施工現(xiàn)場周圍的生態(tài)環(huán)境。

3.2 根據(jù)實際情況選擇恰當(dāng)?shù)氖┕r機

由于凍土這種土體介質(zhì)對溫度比較敏感，其狀態(tài)會隨著溫度的不同而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因此在高原地區(qū)進(jìn)行凍土路基施工的過程中，一定要結(jié)合該地區(qū)凍土層的實際情況來選擇恰當(dāng)?shù)氖┕r機，盡量規(guī)避氣溫因素給凍土層帶來的不良影響。首先，在地下冰含量較低或處于中等水平的凍土區(qū)域，工期可以定為氣溫比較溫暖適宜的六七月份，在此時進(jìn)行施工，不會導(dǎo)致凍土的活動層因為溫度過高而完全融化，并且這個季節(jié)填料的蓄熱水平也不是很高，這樣兩者之間就會有較低的溫度差，能夠起到一定的保護(hù)作用。其次，在地下冰含量較高的凍土區(qū)域，就應(yīng)該選擇在冬季進(jìn)行施工，以避免溫度過高導(dǎo)致凍土層融化。

3.3 減少填料蓄熱對凍土產(chǎn)生的不利影響

在凍土路基的施工過程中，為了減少填料蓄熱對凍土產(chǎn)生的不利影響，應(yīng)當(dāng)盡可能減少填料的數(shù)量，避免施工過程中產(chǎn)生過多的二氧化碳，給路基造成較為嚴(yán)重的熱干擾。為了確保高原凍土路基能實現(xiàn)一個較為合理的壓實度，施工人員可以采用分層填筑的方式，在填筑過程中使每一層都保持在25 cm左右的厚度，并且可以選擇在溫暖的夏季開工，比如從六月份開始，這段時間的溫度比較適宜，填料的蓄熱水平相應(yīng)地也會比較低，這樣就可以減輕對路基的熱干擾，提高路基的穩(wěn)定性。此外，施工人員應(yīng)當(dāng)對凍土路基的基底施工予以足夠的重視，要定期對施工材料進(jìn)行檢驗，確保路基的施工質(zhì)量。在路塹開挖完成之后，施工人員可以采用基底換填的方法，用細(xì)碎的卵石土來鋪墊路基的底層，避免路基出現(xiàn)凍脹和沉降的現(xiàn)象。

3.4 合理運用通風(fēng)片石路基施工技術(shù)

在高原地區(qū)的凍土路基施工過程中，為了減少由于凍土自身性質(zhì)和狀態(tài)而對路基造成的不良影響，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)提前排查性質(zhì)不良或者不適宜施工的凍土層，通過運用多種施工技術(shù)及手段，對這些凍土層進(jìn)行改良，將其有可能給路基帶來的不利影響降到最低。其中，通風(fēng)片石路基施工技術(shù)就是專門針對凍土層施工的一種技術(shù)，施工人員在原地表不清表鋪設(shè)一層砂礫，進(jìn)行沖擊碾壓，砂礫墊層高出地面0.3 m，在砂礫墊層頂上鋪設(shè)1.2 m厚片塊石，頂部設(shè)置0.3 m厚小粒徑片塊石，片塊石頂部設(shè)置砂礫墊層直至路面結(jié)構(gòu)層底部。事實上，通風(fēng)片石路基施工技術(shù)的原理是要制造一種通風(fēng)對流的效果，然后利用這種效果在較短時間內(nèi)使得外界產(chǎn)生的熱量逐漸消散，起到降熱的作用，從而避免路基發(fā)生沉降。

3.5 防止地下水接觸凍土層

除了要注意避免路基附近的積水對凍土路基施工造成影響，還要注意防范地下水所帶來的影響。地下水和地表水具有不同的特性，這是由于地底的溫度和地上的大氣溫度之間存在一定的差距。如果地下水接觸到了凍土層，就會使凍土層的溫度發(fā)生變化，使凍土更容易融化，影響路基的安全性和穩(wěn)定性。因此在凍土路基的施工過程中，必須要防止地下水接觸到凍土層，施工人員應(yīng)當(dāng)提前設(shè)置好排水系統(tǒng)，布置兩種類型的排水管，一種用于施工過程中的臨時排水，另一種則用于實際使用過程中的永久排水，有效避免凍土路基受到地下水的影響。

3.6 做好當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料的核對工作

由于各個地區(qū)的凍土類型及具體情況不盡相同，因此在施工開始前，技術(shù)人員一定要深入研究當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料，通過實地勘察以及取樣檢測等手段，整體把握施工區(qū)域的大致地形及凍土情況，制定出符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的凍土路基施工方案，以保障后續(xù)施工環(huán)節(jié)的順利開展。

4 結(jié)語

綜上所述，凍土的性質(zhì)比較特殊，容易受到多種因素的影響而使?fàn)顟B(tài)發(fā)生變化，因此在高原地區(qū)開展凍土路基施工是具有一定難度的。在實際工作中，施工人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)貎鐾羺^(qū)域的實際情況，把握高原地區(qū)凍土路基的施工特點，制定出合理的施工方案，切實提高高原地區(qū)凍土路基的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙良才.高原凍土地區(qū)路基施工技術(shù)的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（12）：246-247.