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1、关于青藏高原公路冻土病害防治问题 摘要：本文通过对青藏高原冻土特征分析，提出了青藏高原公路冻土病害防治措施。以供同行参考。关键字：青藏高原冻土防治措施中图分类号：X734文献标识码：A一、青藏高原冻土特征分析青藏高原是地球上最雄伟、最年轻的隆起区,平均海拔在4000m以上,号称“世界屋脊”或“地球第三极”。它北起阿尔金山和祁连山,南至喜马拉雅山,西自喀拉昆仑山,东抵横断山脉,面积约240余万平方公里。青藏高原是耸立于中低纬度区的巨大隆起,其海拔高、气候严寒的特点决定着高原冻土的存在和广泛分布。青藏高原多年冻土区是世界中低纬度区海拔最高、面积最大的冻土区,也是典型的高原冻土区,冻土区面
2、积达150万平方公里。青藏高原冻土区南北跨越12个纬度,东西横亘近30个经度,其地势特点是西北高、东南低,气候特点是西北部寒冷干旱,东南部温暖湿润。冻土区中心位于羌塘盆地,这里的冻土基本连续或大片分布,温度低,地下冰厚。由此向周边地区,7随海拔高度降低,地温逐渐升高,连续或大片冻土区逐渐过渡为岛状多年冻土区。青藏高原地处中低纬度地带,纬度和海拔高度是控制高原气温的两个主要因素。青藏高原年平均气温的分布呈现以高原为中心向四周逐渐增高的闭合形式,同时又表现出东高西低、南高北低的分布格局。高原总体上分为三个低温中心:羌塘一可可西里低温中心,巴颜喀拉低温中心,和喜玛拉雅低温中心。其中羌塘一可可
3、西里低温中心是三个低温中心中温度最低的一个,位于可可西里山至唐古拉山间的东经90℃、北纬34℃附近,其值低于一6℃。此外,高原月平均气温可低至一18℃,部分地区日均温度不高于0℃的天数一年中最多可达329天,特殊的地理环境和极高的海拔高度决定了高原低温空间分布的广泛性和时间分布的持续性。青藏高原多年冻土在平面上的分布基本上与地形的变化山脉的走向一致。根据地理位置和多年冻土的分布特征可将青藏高原冻土区大致分成4个区域,即阿尔金山一祁连山高山多年冻土区;以羌塘盆地为主体的大片连续多年冻土区;青南山原不口东部高山岛状多年冻土区;念青唐古拉山和喜马拉雅山高山岛状多年冻土区。其中羌塘大片连续多年
4、冻上区是青藏高原多年冻土的主体,面积约60.7x104km,海拔高度在4500一5000m之间,湖泊发育,年均气温在一37.6℃以下,低温中心位于西北部。遗憾的是由于工作条件极为恶劣,羌塘盆地中四部冻土的研究丛本空白,现有的研究资料主要集中在东部边缘青藏公路沿线的狭窄地带,但据气温分布特征估计,西北部多年冻土应该更为发育。从总体来看,青藏高原多年冻土的特征是温度高、厚度薄。青藏高原多年永久冻土层实测厚度10一175m。二、青藏高原公路冻土病害防治措施1、冻胀危害防治措施(1)合理路基高度。在含土冰层、饱冰冻土以及富冰冻土路段按保护冻土原则设计时,则必须要使冻土上限不下降,较好的处理办法
5、就是加大路基填土高度。这种情况下的路基填土高度可按《公路路基设计手册.路基》(第二版)第二篇第九章第四节公式(2-2-23)计算。(2)基土换填。在强冻胀性土上修建桥涵、路基,常去掉强冻胀性土,填入非冻胀性土。换填方法包括基底换填和基侧换填,换填料应为含粉、粘粒不超过12%的粗颗粒土,换填深度和换填率根据当地的冻结深度和建筑物的特点决定,对于路堤,换填深度与路堤高度之和不小于保温层计算厚度的115～210倍。基土换填法简单适用,基本能永久消除冻胀危害。(3)防渗隔水与排水。主要措施有:在路基下垫层设置砂垫层以隔断毛细水上升;切方坡以上设置截水沟;填方路堤两侧设置断面形式宽而浅的排水沟;
6、地下水采用设置盲沟方法导流排至路基以外;坡脚积水路段可在路基107m以外设置积水坑来降低地下水位。防渗隔水与排水系统应尽量远离路基坡脚,排水应通常,并保证路堤坡脚5m范围以内无积水洼地。(4)保温。当埋藏较浅的地下冰可能融化或频繁人为活动会破坏坡脚冻土时,可采用保温层措施,如设置保温护道、护脚等等,常用的保温材料有泥炭、草皮、树皮、炉渣、陶块、泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫或粘性土等。但多数保温材料随吸湿其保温效果会下降,且抗压强度较低,如用塑膜软包装防止保温材料潮湿,效果会更好。(5)基土强夯。主要是将夯击能作用在土表层上,以波的形式将能量传给土体,在瞬间可将土体压缩数厘米至几十厘米。用此
7、方法处理粘土、亚粘土、淤泥质粘土、新近填土以及强冻胀、严重翻浆的软弱土,可使其密实度大为提高、含水量大为降低、渗透能力极大减小、地下水埋藏深度大大增加、地基承载力大大提高,最终使冻胀基本消除。2122、冰丘和冰椎危害防治措施(1)冻结沟。当含水层较薄、隔水底板埋藏不深、涌水量及动水压力不大时,可在冰椎场或冻胀丘场的上游开挖与地下水流向垂直的天沟。在冻结季节前作为排水沟,在冻结季节,沟下土层首先冻结,便形成一道冻结“墙”,起到拦截地下水的作用。7
