淺議凍土病害的處治措施

摘要：以某工程為實例，對產生凍土病害的原因進行了詳細分析，并制定了有效的處治措施。

關鍵詞：凍土，病害，翻漿，隔溫層

1.工程概況

某公路工程長約65km，平均海拔3000m以上，其中最高處該段土質基本上是粘土，且含有大量的易溶鹽。主要公路病害為路基凍融翻漿。凍融翻漿帶達30km以上，給道路的使用帶來極大的安全隱患。

由于該段海拔極高，氣溫低，冬季路基開始凍結，不斷向深處發展，上下層形成了溫度坡差，土中溫度高處的水分向上移動，從而造成大量水分積聚在土基上層，逐漸形成聚冰層。隨著氣候的變化，零度等溫線不斷下移，形成多次聚冰層，土基中水分凍結，土體膨脹。夏季氣溫逐漸回升，土基開始解凍，路中溶解速度較兩側快，水分不易向下及兩側排除，路基上層含水量達到飽和或過飽和，加上該段公路只有路基沒有路面，土基承載力極低，在重車荷載的反復作用下，路基就會出現翻漿現象，嚴重的地段甚至出現了陷車現象。

2.病害原因

根據調查，造成路基翻漿的因素主要有：

（1）氣候。該段海拔極高，屬典型的寒帶高原季風氣候。冬長夏短。冬季平均氣溫為-21.9℃，夏季（5-9月）月平均氣溫在3.4℃-13.5℃。由于氣候的反復變化，使冬季凍土聚集，春夏積雪融化，這是造成公路翻漿的重要因素之一。

（2）土質。該段土質基本上是粘土，且含有大量的易溶鹽，毛細水上升高，在凍結過程中水分聚流現象嚴重。春融后土壤吸水能力強，吸水膨脹，土基承載力下降，這也是造成公路翻漿的主要原因之一。

（3）水。本段路線主要從兩山開闊地帶的中部地勢最低處穿過，沿線大部分區段為汽車碾壓形成的自然便道，有路無基（路面與原地面平齊），排水設施少，路基排水困難，路線經過處由于多年凍土聚集，融雪水容易侵蝕路基，使道路整體抗災能力差。

（4）車輛超載。由于歷史原因，設計標準荷載等級都較低，該段運輸車輛基本上是大型車且嚴重超載（實際載重約為15-35t）。在重車荷載的反復作用下，公路翻漿更加嚴重。

3.整治措施

（1）改線。局部線路于山坡擺線，挖方段雪水的匯入加劇了病害的嚴重性。針對這一情況，在路基施工前，根據具體的地形地貌，對于翻漿嚴重且處理困難的段落采取繞行的方法，將部分路段移至地質條件較好的山腳平臺上，并在路線靠山一側開挖了邊溝及截水溝，這樣既避開了不良地質地段，又避免了融雪水對路基的侵蝕。

（2）鋪設隔溫層。對輕微翻漿地段，在凍融軟弱層上攤鋪10-20cm泥炭、爐渣等做“隔溫層”，并在其上填筑50cm砂礫。

（3）換填砂礫。對嚴重翻漿地段，將軟弱層全部清除（約60-80cm），換填水穩性好的砂礫料，并分層填筑壓實。

（4）提高路基高度。對靠近河道的低矮路段，根據該段凍土深度和水文地質資料，用水穩性較好的砂礫料適當加高路基，避免河水在洪水季節浸上路基和融雪水浸泡路基。

（5）完善排水設施。做好路基路面的排水，完善排水系統。加強邊溝排水溝溝底的防滲性能，防止水分對路基的侵蝕。并加強排水設施間的銜接，使水流通暢。設置排水設施時，綜合考慮近處的地質情況和較遠處的地形地貌，在不同地段設置一些橋梁、涵洞、截水溝、排水溝、過水路面和深挖邊溝，并完善導水壩、攔水壩等附屬設施，保持排水暢通，降低地下水位，避免地下水侵入路基。

（6）防止冬季積雪。 在雪害嚴重的地段，施工時將路堤迎風面的邊坡放緩至1：4，（將路塹邊坡放緩至1：3），將路肩變坡處筑成流線形或在邊坡下設置儲雪場，及時清理積雪，防止凍融時軟化路基引起翻漿。

4.結束語

季節性凍土地區的公路工程，當氣溫升高凍土融化時，極易產生融沉、翻漿等病害。對于該病害的處理，應全面、深入分析病害產生的原因，并有針對性的采取治理措施。對于有條件繞避的線路，應將線位設置在水文、地質較好的段落，如果受地形條件限制，無法繞避，則應制定避免或減輕翻漿的具體措施。施工時，嚴格按照設計要求進行路基填筑，輕微翻漿的段落，可通過設置隔溫層進行處治。嚴重翻漿的段落，則需要進行砂礫換填。綜合其他措施，如完善排水設施，提高路基高度以及對冬季積雪進行處理，進行凍土病害的防治。

參考文獻：

[1]周幼吾等.中國凍土[M].北京：科學出版社，2000

[2]宋琿等.季節性凍土地區路基的凍脹與融沉[J].路基工程，2007.1（130）