高原地区冻土路基施工技术研究

韩文辉

摘 要：高原冻土地区的施工环境非常恶劣，在路基施工过程中容易受到各种因素的影响，为了保障高原地区冻土路基的施工质量，需要不断提升路基施工技术。本文简要介绍了高原地区冻土的基本情况，分析了高原地区冻土路基的施工概况，并对相关路基施工技术进行了研究，以供业内人士参考。

关键词：高原地区;冻土路基;施工技术

1 高原地区冻土的基本概述

冻土是一种具有特殊性质的土壤，通常由于其外部环境的温度较低而形成，经过漫长的岁月，使得一定区域内的土壤和地下岩石都被冻结，而如果气温持续较低，冷气流不断向下渗透，还会在这些区域形成多年冻土，经久不化。从冻结时间角度来看，冻土主要有三种类型，即短时冻土、季节性冻土和多年冻土。其中，短时冻土是指冻结时间为几个小时，几天或者个月的土层，季节性冻土是指冻结时间在半个月至几个月之间的土层，而多年冻土指的是冻结时间在两年或两年以上的土层，我国的青藏高原地区就是一个比较典型的多年冻土分布区。由于冻土具有较强的流变性，因此在高原地区进行冻土路基施工是具有较大难度的，施工过程中很容易出现各种各样的问题，导致路基发生变形和位置变动等，这就需要技术人员制定科学有效的施工方案，采用一系列的技术手段，克服冻土的相关特性给路基施工带来的不利影响，提高高原地区冻土路基的施工质量，延长路基的使用寿命。

2 高原地区冻土路基的施工概况

由于冻土的性质比较特殊，土壤在冻结时会发生土体膨胀，融化时又会大大增加土壤的含水量，因此承载力非常弱，不符合公路工程项目的施工条件。要想在高原地区的冻土区域进行路基施工，对于施工技术以及施工质量的要求都比较高，施工人员必须要正确分析当地的冻土情况，把握高原地区冻土路基的施工特点，以制定具有针对性的施工方案。

2.1 施工过程不能破坏当地生态环境

高原冻土地区人口稀少，生态环境比较脆弱，并且多年来变化不大，一直处于自身的动态平衡之中，一旦在冻土地区开展路基施工，势必会对当地的生态环境造成一定影响。因此在冻土路基施工过程中，一定要注意不能破坏当地的生态环境，不能打破原有的生态平衡以及整体的稳定性，避免对原有的冻土区域进行扰动而影响后续的路基施工。

2.2 施工过程易受到天气因素的影响

冻土的土壤性质比较特殊，因此很容易受到外部环境因素的影响，比如天气因素。当高原冻土地区迎来夏季的时候，当地气温会有所升高，这就会使得冻土出现一定程度的融化，从而导致地下土壤的含水量有所增加，使地表呈现凹凸不平的形状，对冻土路基的施工质量造成不良影响。因此在施工过程中一定要考虑到天气因素给冻土区域带来的变化，研究和制定有效的施工方案，尽量避免路基施工受到气温的影响。

2.3 施工过程易受到热干扰的影响

对于高原冻土地区而言，水含量的高低会对其产生重要的影响，这是由于在同等条件下，水比空气能够携带更多的热量。如果在冻土路基的施工过程中，路基附近有较多的积水，这就会对路基本身造成较强的热干扰，严重时甚至有可能导致路基失衡。另外，由于高原冻土地区的地形情况通常比较复杂，各个区域冻土的实际情况不尽相同，这就给技术人员的分析工作带来了一定的困难。在实际施工过程中，技术人员应当尽力掌握不同类型的冻土特性，并做好各个路段的控水工作，避免施工过程受到热干扰的影响。

3 高原地区冻土路基的施工技术研究

3.1 做好高原冻土地区环境保护工作

高原地区的多年冻土层是当地生态系统的重要组成部分，地底掩埋了许多的植物和动物的残骸，其中蕴藏了相当高含量的固体碳，这些固体碳平时被封存在地底下，不会对外部环境造成危害，但随着气温升高，冻土层中的地下冰逐渐融化，固体碳就会转化成二氧化碳气体，从地底下释放出来，进入大气中，从而加剧气候变暖，对当地生态环境造成一定程度的破坏。因此在冻土路基的施工过程中，一定要做好冻土地区的环境保护工作。施工人员在为路基施工取土时，应到距离路基施工现场有一定距离的取土场，以保护施工现场周围的生态环境。

3.2 根据实际情况选择恰当的施工时机

由于冻土这种土体介质对温度比较敏感，其状态会随着温度的不同而产生相应的变化，因此在高原地区进行冻土路基施工的过程中，一定要结合该地区冻土层的实际情况来选择恰当的施工时机，尽量规避气温因素给冻土层带来的不良影响。首先，在地下冰含量较低或处于中等水平的冻土区域，工期可以定为气温比较温暖适宜的六七月份，在此时进行施工，不会导致冻土的活动层因为温度过高而完全融化，并且这个季节填料的蓄热水平也不是很高，这样两者之间就会有较低的温度差，能够起到一定的保护作用。其次，在地下冰含量较高的冻土区域，就应该选择在冬季进行施工，以避免温度过高导致冻土层融化。

3.3 减少填料蓄热对冻土产生的不利影响

在冻土路基的施工过程中，为了减少填料蓄热对冻土产生的不利影响，应当尽可能减少填料的数量，避免施工过程中产生过多的二氧化碳，给路基造成较为严重的热干扰。为了确保高原冻土路基能实现一个较为合理的压实度，施工人员可以采用分层填筑的方式，在填筑过程中使每一层都保持在25 cm左右的厚度，并且可以选择在温暖的夏季开工，比如从六月份开始，这段时间的温度比较适宜，填料的蓄热水平相应地也会比较低，这样就可以减轻对路基的热干扰，提高路基的稳定性。此外，施工人员应当对冻土路基的基底施工予以足够的重视，要定期对施工材料进行检验，确保路基的施工质量。在路堑开挖完成之后，施工人员可以采用基底换填的方法，用细碎的卵石土来铺垫路基的底层，避免路基出现冻胀和沉降的现象。

3.4 合理运用通风片石路基施工技术

在高原地区的冻土路基施工过程中，为了减少由于冻土自身性质和状态而对路基造成的不良影响，技术人员应当提前排查性质不良或者不适宜施工的冻土层，通过运用多种施工技术及手段，对这些冻土层进行改良，将其有可能给路基带来的不利影响降到最低。其中，通风片石路基施工技术就是专门针对冻土层施工的一种技术，施工人员在原地表不清表铺设一层砂砾，进行冲击碾压，砂砾垫层高出地面0.3 m，在砂砾垫层顶上铺设1.2 m厚片块石，顶部设置0.3 m厚小粒径片块石，片块石顶部设置砂砾垫层直至路面结构层底部。事实上，通风片石路基施工技术的原理是要制造一种通风对流的效果，然后利用这种效果在较短时间内使得外界产生的热量逐渐消散，起到降热的作用，从而避免路基发生沉降。

3.5 防止地下水接触冻土层

除了要注意避免路基附近的积水对冻土路基施工造成影响，还要注意防范地下水所带来的影响。地下水和地表水具有不同的特性，这是由于地底的温度和地上的大气温度之间存在一定的差距。如果地下水接触到了冻土层，就会使冻土层的温度发生变化，使冻土更容易融化，影响路基的安全性和稳定性。因此在冻土路基的施工过程中，必须要防止地下水接触到冻土层，施工人员应当提前设置好排水系统，布置两种类型的排水管，一种用于施工过程中的临时排水，另一种则用于实际使用过程中的永久排水，有效避免冻土路基受到地下水的影响。

3.6 做好当地地质资料的核对工作

由于各个地区的冻土类型及具体情况不尽相同，因此在施工开始前，技術人员一定要深入研究当地的地质资料，通过实地勘察以及取样检测等手段，整体把握施工区域的大致地形及冻土情况，制定出符合当地实际情况的冻土路基施工方案，以保障后续施工环节的顺利开展。

4 结语

综上所述，冻土的性质比较特殊，容易受到多种因素的影响而使状态发生变化，因此在高原地区开展冻土路基施工是具有一定难度的。在实际工作中，施工人员需要结合当地冻土区域的实际情况，把握高原地区冻土路基的施工特点，制定出合理的施工方案，切实提高高原地区冻土路基的施工质量。

参考文献：

[1]赵良才.高原冻土地区路基施工技术的应用[J].建材与装饰，2019（12）：246-247.