擬建共和-結(jié)古高速公路位于青海省境內(nèi),全長(zhǎng)639.02km,其中,苦海灘至黃河沿段(k336+000~k470+000)段長(zhǎng)134km,大部分在海拔4000m以上,最高在長(zhǎng)石頭山埡口,海拔4535m.該段線路位于青藏高原東部,多年凍土發(fā)育的邊緣地帶.通過(guò)對(duì)線路的勘察資料分析,結(jié)果表明:多年凍土分布和海拔有很好的相關(guān)性,主要分布在長(zhǎng)石頭山埡口前后海拔4220m以上路段,局部海拔在4000~4220m湖相沉積細(xì)粒土地段存在殘余多年凍土.沿線整段多年凍土處于退化狀態(tài),且北坡較南坡年平均地溫低,南坡多年凍土退化嚴(yán)重.

青藏高原多年凍土是地質(zhì)歷史時(shí)期高海拔寒冷氣候條件下的產(chǎn)物,也是青藏鐵路建設(shè)的三大難題之一;而多年凍土工程地質(zhì)特征及其評(píng)價(jià)工作是作出合理、可靠的工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。結(jié)合青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)的15個(gè)地形地貌分區(qū),在青藏鐵路多年凍土區(qū)選擇了70個(gè)典型斷面進(jìn)行了地質(zhì)勘查,采用地質(zhì)鉆探和室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了各區(qū)的工程地質(zhì)特征并對(duì)其工程地質(zhì)類型進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究表明:青藏鐵路多年凍土區(qū)凍土類型多樣,高含冰量?jī)鐾?、厚層地下冰廣泛分布,不同區(qū)段地溫差異性較大,工程地質(zhì)條件復(fù)雜多變,良好、一般、不良和極差的工程地質(zhì)區(qū)段交錯(cuò)分布。

本文著重對(duì)青藏線沿線多年凍土的分布特性，融區(qū)性質(zhì)及多年凍土區(qū)所存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行分析，并做了相應(yīng)的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。

闡述了青藏鐵路格-拉段青海境內(nèi)供電線路多年凍土分布及其特殊的工程地質(zhì)特性,并初步探討了多年凍土對(duì)線路穩(wěn)定及勘察、施工的影響和處理方法,對(duì)勘察和設(shè)計(jì)工作有一定的指導(dǎo)作用。

theeffectiveandassuredmeasuresincriteriaofformulation,procedures,techniquesandmethodsforgeologicalprospectingofqinghai-xizangrailwayhavebeenmade.thepermafrostengineeringgeologicalinvestigationindicatethetalikandthosesectionswithannualaveragegroundtemperaturehigherthan1℃takesup68.8%oftotalamount;thehighicecontentpermafrostalsoaccountfor50%ofrealpermafrostsection.thedistributionofpermafrostcharacteristicsisobviouslyinfluencedbyaltitudeandlatitude.theprospectingalsoshowsthedistributionofpermafrostcharacteristicsisrathercomplicated.basedontwopredicationsofairtemperature-risingtendency,bycalculatingclimatemodelofpermafrostthermalstatus,andcomparingandanalyzinggeologicaldistributionofqinghai-xizangrailway,thetendencyofpermafrostrecessionrangehasbeenpredicated.

研究目的:(1)處理多年凍土地基有被動(dòng)保護(hù)、主動(dòng)降溫、被動(dòng)保護(hù)結(jié)合主動(dòng)降溫、兩種主動(dòng)降溫相結(jié)合、以橋代路等多種工程結(jié)構(gòu),各種處理多年凍土地基結(jié)構(gòu)的功效不同。為合理使用處理多年凍土的工程結(jié)構(gòu),需統(tǒng)籌考慮影響多年凍土工程地質(zhì)條件的主要因素,對(duì)多年凍土的工程地質(zhì)條件進(jìn)行分級(jí)。(2)根據(jù)多年凍土工程地質(zhì)條件分級(jí)及對(duì)應(yīng)的工程結(jié)構(gòu),估算工程費(fèi)用,為多年凍土區(qū)工程地質(zhì)選線提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)論:(1)青藏鐵路多年凍土的工程地質(zhì)條件劃分為良好、一般、差、極差四級(jí),分別采用普通路基、單一主動(dòng)降溫措施、兩種主動(dòng)降溫措施組合、以橋代路等工程結(jié)構(gòu)通過(guò)。青藏鐵路自2006年7月通車后,多年凍土區(qū)列車以100km/h速度的平穩(wěn)運(yùn)行,證明了多年凍土工程地質(zhì)條件分級(jí)的設(shè)想可行,對(duì)應(yīng)采用的工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。(2)多年凍土區(qū)極差地段以橋代路,估算造價(jià)為4000萬(wàn)元/km,為其他等級(jí)地段多年凍土工程費(fèi)用的4.4~15.4倍,青藏鐵路多年凍土區(qū)選線時(shí),對(duì)多處不同類型的極差地段進(jìn)行了繞避或以最短的距離通過(guò)。

根據(jù)影響青藏高原多年凍土工程特性的地溫分區(qū)和凍土類型,提出了凍土工程地質(zhì)綜合分類方法。結(jié)合青藏鐵路多年凍土區(qū)工程設(shè)計(jì)和施工情況的實(shí)踐,對(duì)鐵路建設(shè)中如何應(yīng)對(duì)全球氣溫變暖下凍土區(qū)工程安全提出了工程措施。

針對(duì)青藏鐵路建設(shè)中多年凍土這一重大技術(shù)難題,重點(diǎn)闡述了其工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)、工作方法及勘察流程,介紹了多年凍土上限、含冰量、凍土地溫、凍土區(qū)邊界及大片連續(xù)多年凍土融區(qū)等多年凍土控制性參數(shù)指標(biāo)的勘測(cè)方法,論述了青藏鐵路沿線多年凍土的分布特征。結(jié)合大的地貌分區(qū),給出了各大地貌單元內(nèi)多年凍土工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)結(jié)論。

在多年凍土地區(qū)開(kāi)展物探工作會(huì)遇到比非凍結(jié)地區(qū)更為復(fù)雜和多變的勘探。對(duì)探地雷達(dá)在多年凍土工程地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果進(jìn)行了理論分析與對(duì)比研究,提出一套適合凍土勘察的物探野外工作程序和資料處理模式,最終達(dá)到準(zhǔn)確、快速了解凍土區(qū)內(nèi)、凍土體內(nèi)諸多關(guān)鍵參數(shù)的目的,對(duì)于解決工程實(shí)際問(wèn)題和深入地了解寒區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境等科學(xué)問(wèn)題具有重要意義。

半個(gè)多世紀(jì)來(lái),以中鐵西北院為代表鐵路系統(tǒng)科研人員,緊緊圍繞多年凍土區(qū)土凍結(jié)和融化過(guò)程特性研究、多年凍土工程地質(zhì)勘察和凍土地基與路基、重要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算方法等鐵路工程勘察、設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展工作。所取得的成果均已納入我國(guó)多年凍土區(qū)鐵路勘察、設(shè)計(jì)和施丁的有關(guān)規(guī)程規(guī)范中,成為我國(guó)多年凍土區(qū)已有鐵路維修、養(yǎng)護(hù)和新線設(shè)計(jì)、施工的依據(jù),為我國(guó)多年凍土區(qū)鐵路建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。本篇是這項(xiàng)工作的總結(jié)。

研究目的:中俄輸油管道穿越我國(guó)東北大興安嶺多年凍土區(qū),多年凍土的融沉及活動(dòng)層的凍融對(duì)管道地基工程的破壞,將造成管基的不均勻變形,影響輸油管道的安全。本文通過(guò)對(duì)中俄輸油管道沿線多年凍土區(qū)工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行分析研究,有針對(duì)性地提出用以保證輸油管道工程安全穩(wěn)定的防治對(duì)策。研究結(jié)論:(1)在多年凍土區(qū)采用架空方式敷設(shè)輸油管道,可極大地避免不良工程地質(zhì)問(wèn)題對(duì)輸油管道安全的影響;(2)凍融差異變形是導(dǎo)致凍土地區(qū)管道變形破壞以及誘發(fā)管道病害的主要原因,通過(guò)減小凍脹變形或融沉變形的絕對(duì)值來(lái)減緩管道在縱向方向差異變形上的劇烈程度均是輸油管道克服變形破壞的有效途徑;(3)在凍脹敏感性土和高含冰量多年凍土等不良工程地質(zhì)地段,可采用管道保溫、換填、管壁加厚等措施來(lái)消除或減弱管道軸向不均勻變形程度。

在我省北部分布有連續(xù)和島狀多年凍土，以往的“規(guī)范”及有關(guān)資料中，多采用“保持凍結(jié)”的設(shè)計(jì)原則。但近些年很多資料表明，在筑路過(guò)程中由于自然生態(tài)環(huán)境發(fā)生不同程度的變化，導(dǎo)致島狀多年凍土發(fā)生部分或全部融化而產(chǎn)生融沉，從而使路面損壞。本文以實(shí)例說(shuō)明自然生態(tài)環(huán)境破壞前后路基巖土工程地質(zhì)的變化情況。并建議在這些地區(qū)不宜采取“保持凍結(jié)”的設(shè)計(jì)原則，而應(yīng)視具體情況確定設(shè)計(jì)原則。

通過(guò)西藏那曲至嘉黎公路工程實(shí)例,闡述了西藏高原凍土的形成和工程特性,描述了凍土的分布特征,對(duì)調(diào)查中出現(xiàn)的凍土工程地質(zhì)問(wèn)題,提出相應(yīng)的工程處理措施,對(duì)初到藏區(qū)工作的工程建設(shè)者有一定的指導(dǎo)意義.

青藏鐵路建設(shè)需穿越高原多年凍土區(qū),在探明沿線多年凍土分布特征的基礎(chǔ)上,合理確定了青藏鐵路線路的走向方案.在多年的凍土研究和工程實(shí)踐的指導(dǎo)下,有針對(duì)性地開(kāi)展了5個(gè)不同類型凍土工程試驗(yàn)研究,取得重要科研成果,指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工.全面總結(jié)4a來(lái)青藏鐵路多年凍土工程的研究與實(shí)踐,提出了“主動(dòng)降溫,冷卻地基,保護(hù)凍土”的設(shè)計(jì)思想,制定了路基、橋涵、隧道成套工程技術(shù)措施和先進(jìn)施工工藝,對(duì)確保多年凍土工程質(zhì)量發(fā)揮了重要作用.

本文主要對(duì)青藏鐵路清水河試驗(yàn)段的凍土工程地質(zhì)分析評(píng)價(jià),地質(zhì)資料表明該試驗(yàn)段含有多種類型的凍土,高溫高含冰量?jī)鐾?、厚層地下冰均有所分?因此,該試驗(yàn)段凍土工程地質(zhì)條件及為復(fù)雜,工程措施應(yīng)充分考慮凍土工程地質(zhì)特征,確保青藏鐵路的安全運(yùn)營(yíng).

研究目的:青藏鐵路格爾木—拉薩段全長(zhǎng)1142km,是世界上海拔最高、跨越高原多年凍土地段里程最長(zhǎng)的鐵路,沿線自然環(huán)境惡劣,地質(zhì)條件復(fù)雜,工程技術(shù)難度大,環(huán)境保護(hù)要求高,建設(shè)過(guò)程中面臨著許多技術(shù)難題。文章從青藏高原多年凍土區(qū)特點(diǎn)及主要工程問(wèn)題,科技攻關(guān)工作與采取的措施,所取得的主要階段性成就等幾個(gè)方面,對(duì)如何更好解決在高海拔多年凍土區(qū)修建鐵路這一難題,把青藏鐵路建設(shè)成為“世界一流高原鐵路”,進(jìn)行了深入的闡述,同時(shí)提出了需要進(jìn)一步深化研究的問(wèn)題。研究結(jié)論:文章經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析和研究,查清了線路通過(guò)地區(qū)多年凍土的熱穩(wěn)定性、含冰量和不良凍土現(xiàn)象的分布和變化規(guī)律,為攻克凍土難題提供了可靠的基礎(chǔ)工作保證。對(duì)路基工程提出了“主動(dòng)降溫、冷卻地基、保護(hù)凍土”的設(shè)計(jì)思想、治理原則和具體工程結(jié)構(gòu)類型。

植被是維持青藏高原多年凍土地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵因素。根據(jù)多年來(lái)觀測(cè)調(diào)查資料,分析了青藏公路沿線植被的種類、類型及其特征,提出青藏公路沿線最普遍的三類植被是高寒草原、高寒草甸和高原沼澤群落,沿線植被生存環(huán)境極為脆弱,一旦破壞,很難恢復(fù)。通過(guò)樣方數(shù)據(jù)揭示:除取土坑外,公路建設(shè)對(duì)植被的影響范圍一般不超過(guò)公路界外50m;受公路建設(shè)的干擾,公路兩側(cè)草原植被受到了一定程度的破壞,有明顯的退化現(xiàn)象。

(6)嚴(yán)格控制鋸縫時(shí)間、鋸縫深度。實(shí)踐證 明,鋸縫時(shí)間一般為混凝土施工后20～24h以內(nèi), 鋸縫深度為三分之一板厚,如果因測(cè)量導(dǎo)致板加 厚,其鋸縫深度也應(yīng)加深。 (7)嚴(yán)格控制早期交通,避免混凝土面板提早 承受交通荷載導(dǎo)致混凝土內(nèi)傷。 414　采取措施控制外界環(huán)境變化的不利因素 (1)風(fēng)速是產(chǎn)生混凝土路面塑性收縮裂縫最不 利的因素之一。幾乎所有的開(kāi)裂地段的施工期間其 風(fēng)力都在3級(jí)以上,因此如果工期允許,在施工時(shí) 要盡可能地避免在3級(jí)風(fēng)以上的天氣展開(kāi)施工,否 則,應(yīng)嚴(yán)格組織人力、物力采取特殊的措施,提早 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),一旦施工出來(lái)的路面開(kāi)裂嚴(yán)重,必須返 工,其損失將非常慘重。 (2)在日照較強(qiáng)、空氣干燥、相對(duì)濕度小(小 于50%)的時(shí)間范圍內(nèi)施工,為了防止塑性收縮 開(kāi)裂,除了采用413中(3)條的方

在匯總大量勘察資料的基礎(chǔ)上,充分考慮凍土區(qū)輸油管道工程的特點(diǎn),以及管道與凍土之間的相互作用和過(guò)程,重點(diǎn)闡述中俄輸油管道沿線多年凍土環(huán)境工程地質(zhì)條件,確定出中俄管道沿線凍土環(huán)境工程地質(zhì)區(qū)劃原則和指標(biāo)。按不同類型多年凍土的區(qū)域分布規(guī)律及面積比率,并考慮地溫、厚度及植被變化等特征,分成4個(gè)凍土工程地質(zhì)區(qū),即漠河—瓦拉干片狀凍土區(qū)、瓦拉干—?jiǎng)潘纱笃趨^(qū)的多年凍土區(qū)、勁松—加格達(dá)奇島狀多年凍土區(qū)和加格達(dá)奇—烏爾其零星多年凍土區(qū)。然后按多年凍土含冰(水)量類別,并兼顧土層凍脹、融沉分類級(jí)別,又在4個(gè)區(qū)內(nèi)共劃分出151個(gè)凍土類別地段,依次按區(qū)分級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià),最后將這151個(gè)地段歸納為4種類型的工程地質(zhì)地段:良好、較好、不良、極差。

根據(jù)在多年凍土地區(qū)地質(zhì)鉆探的經(jīng)驗(yàn),闡述對(duì)使用過(guò)程中認(rèn)為較適用的幾種凍土取芯工具以及適宜的鉆探工藝。

通過(guò)對(duì)國(guó)道317線阿索至中倉(cāng)公路多年凍土路段工程地質(zhì)鉆探資料進(jìn)行分析,確定了多年凍土的典型特征,綜合多年凍土公路路基病害特征,提出該路段多年凍土路基設(shè)計(jì)對(duì)策,為類似工程提供參考與借鑒。

在青藏鐵路二期工程勘察期間經(jīng)歷的高原凍土的勘察過(guò)程中,從多年凍土的生成環(huán)境、野外鑒別特征、凍土上限的確定幾方面談了幾點(diǎn)體會(huì)。