浅议冻土病害的处治措施

摘要：以某工程为实例，对产生冻土病害的原因进行了详细分析，并制定了有效的处治措施。

关键词：冻土，病害，翻浆，隔温层

1.工程概况

某公路工程长约65km，平均海拔3000m以上，其中最高处该段土质基本上是粘土，且含有大量的易溶盐。主要公路病害为路基冻融翻浆。冻融翻浆带达30km以上，给道路的使用带来极大的安全隐患。

由于该段海拔极高，气温低，冬季路基开始冻结，不断向深处发展，上下层形成了温度坡差，土中温度高处的水分向上移动，从而造成大量水分积聚在土基上层，逐渐形成聚冰层。随着气候的变化，零度等温线不断下移，形成多次聚冰层，土基中水分冻结，土体膨胀。夏季气温逐渐回升，土基开始解冻，路中溶解速度较两侧快，水分不易向下及两侧排除，路基上层含水量达到饱和或过饱和，加上该段公路只有路基没有路面，土基承载力极低，在重车荷载的反复作用下，路基就会出现翻浆现象，严重的地段甚至出现了陷车现象。

2.病害原因

根据调查，造成路基翻浆的因素主要有：

（1）气候。该段海拔极高，属典型的寒带高原季风气候。冬长夏短。冬季平均气温为-21.9℃，夏季（5-9月）月平均气温在3.4℃-13.5℃。由于气候的反复变化，使冬季冻土聚集，春夏积雪融化，这是造成公路翻浆的重要因素之一。

（2）土质。该段土质基本上是粘土，且含有大量的易溶盐，毛细水上升高，在冻结过程中水分聚流现象严重。春融后土壤吸水能力强，吸水膨胀，土基承载力下降，这也是造成公路翻浆的主要原因之一。

（3）水。本段路线主要从两山开阔地带的中部地势最低处穿过，沿线大部分区段为汽车碾压形成的自然便道，有路无基（路面与原地面平齐），排水设施少，路基排水困难，路线经过处由于多年冻土聚集，融雪水容易侵蚀路基，使道路整体抗灾能力差。

（4）车辆超载。由于历史原因，设计标准荷载等级都较低，该段运输车辆基本上是大型车且严重超载（实际载重约为15-35t）。在重车荷载的反复作用下，公路翻浆更加严重。

3.整治措施

（1）改线。局部线路于山坡摆线，挖方段雪水的汇入加剧了病害的严重性。针对这一情况，在路基施工前，根据具体的地形地貌，对于翻浆严重且处理困难的段落采取绕行的方法，将部分路段移至地质条件较好的山脚平台上，并在路线靠山一侧开挖了边沟及截水沟，这样既避开了不良地质地段，又避免了融雪水对路基的侵蚀。

（2）铺设隔温层。对轻微翻浆地段，在冻融软弱层上摊铺10-20cm泥炭、炉渣等做“隔温层”，并在其上填筑50cm砂砾。

（3）换填砂砾。对严重翻浆地段，将软弱层全部清除（约60-80cm），换填水稳性好的砂砾料，并分层填筑压实。

（4）提高路基高度。对靠近河道的低矮路段，根据该段冻土深度和水文地质资料，用水稳性较好的砂砾料适当加高路基，避免河水在洪水季节浸上路基和融雪水浸泡路基。

（5）完善排水设施。做好路基路面的排水，完善排水系统。加强边沟排水沟沟底的防渗性能，防止水分对路基的侵蚀。并加强排水设施间的衔接，使水流通畅。设置排水设施时，综合考虑近处的地质情况和较远处的地形地貌，在不同地段设置一些桥梁、涵洞、截水沟、排水沟、过水路面和深挖边沟，并完善导水坝、拦水坝等附属设施，保持排水畅通，降低地下水位，避免地下水侵入路基。

（6）防止冬季积雪。 在雪害严重的地段，施工时将路堤迎风面的边坡放缓至1：4，（将路堑边坡放缓至1：3），将路肩变坡处筑成流线形或在边坡下设置储雪场，及时清理积雪，防止冻融时软化路基引起翻浆。

4.结束语

季节性冻土地区的公路工程，当气温升高冻土融化时，极易产生融沉、翻浆等病害。对于该病害的处理，应全面、深入分析病害产生的原因，并有针对性的采取治理措施。对于有条件绕避的线路，应将线位设置在水文、地质较好的段落，如果受地形条件限制，无法绕避，则应制定避免或减轻翻浆的具体措施。施工时，严格按照设计要求进行路基填筑，轻微翻浆的段落，可通过设置隔温层进行处治。严重翻浆的段落，则需要进行砂砾换填。综合其他措施，如完善排水设施，提高路基高度以及对冬季积雪进行处理，进行冻土病害的防治。

参考文献：

[1]周幼吾等.中国冻土[M].北京：科学出版社，2000

[2]宋珲等.季节性冻土地区路基的冻胀与融沉[J].路基工程，2007.1（130）