1、01冻土对路基工程的影响02冻土路基施工03C O N T E N T S目 录冻土的工程特性一、冻土的概念一、冻土的概念 在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地面以下一定深在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地面以下一定深度的地温，经常保持在度的地温，经常保持在00以下，含冰的土持续三年或三以下，含冰的土持续三年或三年以上不融化，称为年以上不融化，称为多年冻土多年冻土。在多年冻土地区的地表往下一定深度的土层（一般在多年冻土地区的地表往下一定深度的土层（一般3m3m以内），暖季融化，寒季冻结，随季节而变化，循环不已，以内），暖季融化，寒季冻结，随季节而变化，循环不已，此土层称为此土层称为季节融冻土层季
2、节融冻土层，多年冻土与季节融冻层的交界，多年冻土与季节融冻层的交界处称为处称为多年冻土的上限多年冻土的上限。一、冻土的概念一、冻土的概念天然地面天然多年冻土上限天然多年冻土上限上限附近冰层上限附近冰层季节融化层季节融化层多年冻土层多年冻土层太阳辐太阳辐射射一、冻土的概念一、冻土的概念季节融冻层能保持多年冻土层的顶面经常处于负温状态，季节融冻层能保持多年冻土层的顶面经常处于负温状态，使其有一个较稳定的上限，所以这个季节融冻层是天然的使其有一个较稳定的上限，所以这个季节融冻层是天然的保温层。如果破坏了它，或在上面加土覆盖，都将引起多保温层。如果破坏了它，或在上面加土覆盖，都将引起多年冻土的上限温度
3、升高或降低。在路基施工中，总要改变年冻土的上限温度升高或降低。在路基施工中，总要改变这季节融冻层的状态，融冻层改变后，常以人工保温层来这季节融冻层的状态，融冻层改变后，常以人工保温层来恢复原有的温度，防止可能产生的冻害。恢复原有的温度，防止可能产生的冻害。一、冻土的概念一、冻土的概念一、冻土的概念一、冻土的概念【冻土区筑路技术问题难度冻土区筑路技术问题难度】自然条件的变化（气温升高）自然条件的变化（气温升高）和工程活动热影响，使多年冻土发生变化（地温升高、上和工程活动热影响，使多年冻土发生变化（地温升高、上限变化），体现在工程上就是冻胀融沉变形影响工程建筑限变化），体现在工程上就是冻胀融沉变形
4、影响工程建筑物的稳定。物的稳定。一、冻土的概念一、冻土的概念【冻土区筑路技术核心冻土区筑路技术核心】通过相应的工程结构和工程措施通过相应的工程结构和工程措施控制多年冻土层温度，控制多年冻土的活动层（季节融化控制多年冻土层温度，控制多年冻土的活动层（季节融化层）变化，从而控制活动层的冻胀融沉变形，使其上工程层）变化，从而控制活动层的冻胀融沉变形，使其上工程建筑物在运营过程中的变形控制在允许范围内。建筑物在运营过程中的变形控制在允许范围内。因此，因此，控制冻胀融沉变形是冻土区筑路技术的核心问题。控制冻胀融沉变形是冻土区筑路技术的核心问题。一、冻土的概念一、冻土的概念在多年冻土区修建铁路的原理：在多
5、年冻土区修建铁路的原理：天然条件下季节融化层好像一层保温层，保护着多年天然条件下季节融化层好像一层保温层，保护着多年冻土处在冻结状态冻土处在冻结状态 一、冻土的概念一、冻土的概念 修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路堤填土或修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路堤填土或其他结构形式，均改变了原来季节融化层保温效果，有可其他结构形式，均改变了原来季节融化层保温效果，有可能使多年冻土发生三种变化：能使多年冻土发生三种变化：1 1上限下移，上限下移，2 2上限基本不变，上限基本不变，3 3上限上升。上限下移造上限上升。上限下移造成较大冻胀融沉变形。成较大冻胀融沉变形。修建铁路采取各种措施，使多年冻
6、土上限不下移，保修建铁路采取各种措施，使多年冻土上限不下移，保证工程建筑物稳定证工程建筑物稳定二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性 两种不同冻土类型的温度曲线两种不同冻土类型的温度曲线季节性冻土季节性冻土二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性多年冻土区的工程地质问题多年冻土区的工程地质问题厚层地下冰厚层地下冰冻胀丘冻胀丘冰楔冰楔冰锥冰锥热融滑塌热融滑塌二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性厚层地下冰厚层地下冰Ground ice二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性冻胀丘Ground ice二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性冰楔ice wedge二、多年冻土
7、的工程特性二、多年冻土的工程特性河冰椎 river icing二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性热融滑塌热融滑塌二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性保存在地层中的冻融褶皱二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性冻土路基常见的破坏形式冻土路基常见的破坏形式二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性热融沉陷二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性横向差异沉降引起公路纵向裂缝二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性纵向的不均匀沉降 横向裂缝二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性横向的不均匀沉降横向的不均匀沉降 纵向裂缝
8、纵向裂缝 铁路铁路路基破坏路基破坏（清水河试验段）（清水河试验段）二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性铁路路基破坏 线路不平顺二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性冻结层上水引起冻结层上水引起“管涌现象管涌现象”三、冻土施工的基本原则三、冻土施工的基本原则 在路基工程中破坏了多年冻土的热平衡条件后，常用在路基工程中破坏了多年冻土的热平衡条件后，常用人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做保温法保温法。在多年冻土地区的边缘，若多年冻土层不厚，温度高在多年冻土地区的边缘，若多年冻土层不厚，温度高而不稳定，则挖除冻土，使路基坐落在可靠的基底上，叫而不稳定
9、，则挖除冻土，使路基坐落在可靠的基底上，叫做做破坏冻土法破坏冻土法。治水有防止地表水渗入结构物地基（地面排水、挡水治水有防止地表水渗入结构物地基（地面排水、挡水埝和保温防融），阻拦地下水向结构物地基附近聚集（截埝和保温防融），阻拦地下水向结构物地基附近聚集（截水沟），减少冻胀量和融沉量。水沟），减少冻胀量和融沉量。三、冻土施工的基本原则三、冻土施工的基本原则病害整治主病害整治主要工程技术要工程技术遮阳板结构遮阳板结构片石气冷边坡和护道片石气冷边坡和护道遮阳棚路基遮阳棚路基热棒路基热棒路基四、多年冻土施工四、多年冻土施工四、多年冻土施工四、多年冻土施工主动保护冻土方式：热棒主动保护冻土方式：热棒
10、四、多年冻土施工四、多年冻土施工主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：片石路基片石路基主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：片石护坡片石护坡四、多年冻土施工四、多年冻土施工片石气冷路堤工作原理片石气冷路堤工作原理 四、多年冻土施工四、多年冻土施工四、多年冻土施工四、多年冻土施工主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：通风管通风管傍晚：通风管开始傍晚：通风管开始中午：通中午：通风管关闭风管关闭四、多年冻土施工四、多年冻土施工主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：遮阳板遮阳板主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：遮阳棚遮阳棚四、多年冻土施工四、多年冻土施工被动保护冻土方式：被动保护冻土方式：保温材料保温材料四、多年冻土施工四、多年冻土施工主动消除差异沉降：主动消除差异沉降：热棒热棒阳阳坡坡侧侧四、多年冻土施工四、多年冻土施工四、多年冻土施工四、多年冻土施工施工注意事项施工注意事项1 1、多年冻土地区气候寒冷，有利于施工季节短，精心组织。、多年冻土地区气候寒冷，有利于施工季节短，精心组织。2 2、严格保护多年冻土的路堤基底、路堤两侧天然护道范围、严格保护多年冻土的路堤基底、路堤两侧天然护道范围内的植被。内的植被。3 3、施工过程中注意路基排水。、施工过程中注意路基排水。4 4、注意临时保温。、注意临时保温。5 5、注意保护环境。、注意保护环境。
