项目4-任务5-多年冻土地区路基施工课件

01冻土对路基工程的影响02冻土路基施工03CONTENTS目录冻土的工程特性01冻土对路基工程的影响02冻土路基施工03CONTENTS1一、冻土的概念在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地面以下一定深度的地温，经常保持在0℃以下，含冰的土持续三年或三年以上不融化，称为多年冻土。在多年冻土地区的地表往下一定深度的土层（一般3m以内），暖季融化，寒季冻结，随季节而变化，循环不已，此土层称为季节融冻土层，多年冻土与季节融冻层的交界处称为多年冻土的上限。一、冻土的概念在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地2一、冻土的概念天然地面天然多年冻土上限上限附近冰层季节融化层多年冻土层太阳辐射一、冻土的概念天然地面天然多年冻土上限上限附近冰层季节融化层3一、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，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，常以人工保温层来恢复原有的温度，防止可能产生的冻害。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4一、冻土的概念一、冻土的概念5一、冻土的概念【冻土区筑路技术问题难度】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、上限变化），体现在工程上就是冻胀融沉变形影响工程建筑物的稳定。一、冻土的概念【冻土区筑路技术问题难度】自然条件的变化（气温6一、冻土的概念【冻土区筑路技术核心】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。因此，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【冻土区筑路技术核心】通过相应的工程结构和工程7一、冻土的概念在多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，保护着多年冻土处在冻结状态

一、冻土的概念在多年冻土区修建铁路的原理：8一、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：

1上限下移，2上限基本不变，3上限上升。上限下移造成较大冻胀融沉变形。

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一、冻土的概念修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路9二、多年冻土的工程特性

两种不同冻土类型的温度曲线季节性冻土二、多年冻土的工程特性两种不同冻土类型的温度曲线季节性冻土10二、多年冻土的工程特性多年冻土区的工程地质问题厚层地下冰冻胀丘冰楔冰锥热融滑塌二、多年冻土的工程特性多年冻土区的工程地质问题11二、多年冻土的工程特性厚层地下冰Groundice二、多年冻土的工程特性厚层地下冰12二、多年冻土的工程特性冻胀丘Groundice二、多年冻土的工程特性冻胀丘13二、多年冻土的工程特性冰楔icewedge二、多年冻土的工程特性冰楔icewedge14二、多年冻土的工程特性河冰椎rivericing二、多年冻土的工程特性河冰椎rivericing15二、多年冻土的工程特性热融滑塌地下冰热融滑塌二、多年冻土的工程特性热融滑塌地下冰热融滑塌16二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性17二、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保存在地层中的冻融褶皱18二、多年冻土的工程特性冻土路基常见的破坏形式热融沉陷（路基沉陷翻浆）差异沉降（纵向裂缝、横向裂缝）“管涌现象”二、多年冻土的工程特性冻土路基常见的破坏形式19二、多年冻土的工程特性热融沉陷路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷形成裂缝二、多年冻土的工程特性热融沉陷路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉20二、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横向差异沉降引起公路纵向裂缝21二、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纵向的不均匀沉降22二、多年冻土的工程特性横向的不均匀沉降纵向裂缝铁路路基破坏（清水河试验段）二、多年冻土的工程特性横向的不均匀沉降铁23二、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铁路路基破坏24二、多年冻土的工程特性冻结层上水引起“管涌现象”二、多年冻土的工程特性冻结层上水引起“管涌现象”25三、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，常用人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做保温法。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，叫做破坏冻土法。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。三、冻土施工的基本原则在路基工程中破坏了多年冻土26三、冻土施工的基本原则病害整治主要工程技术遮阳板结构片石气冷边坡和护道遮阳棚路基热棒路基三、冻土施工的基本原则病害整治主要工程技术遮阳板结构片石气冷27四、多年冻土施工1、保护冻土（热融沉陷）主动保护：热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚（板）

被动保护：保温材料

2、设置加强措施（差异沉降）主动措施：薄弱处设置热棒被动措施：土工格栅3、填料的从优选择（“管涌现象”）选择级配良好渗透性好的土四、多年冻土施工1、保护冻土（热融沉陷）28四、多年冻土施工主动保护冻土方式：热棒四、多年冻土施工主动保护冻土方式：热棒29四、多年冻土施工主动保护冻土方式：片石路基主动保护冻土方式：片石护坡四、多年冻土施工主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：30四、多年冻土施工片石气冷路堤工作原理

四、多年冻土施工片石气冷路堤工作原理31四、多年冻土施工四、多年冻土施工32四、多年冻土施工主动保护冻土方式：通风管傍晚：通风管开始中午：通风管关闭四、多年冻土施工主动保护冻土方式：傍晚：通风管开始中午33四、多年冻土施工主动保护冻土方式：遮阳板主动保护冻土方式：遮阳棚四、多年冻土施工主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：34四、多年冻土施工被动保护冻土方式：

保温材料四、多年冻土施工被动保护冻土方式：

保温材料35四、多年冻土施工主动消除差异沉降：热棒阳坡侧四、多年冻土施工主动消除差异沉降：阳坡侧36四、多年冻土施工土工格栅铁路路基加固

四、多年冻土施工土工格栅铁路路基加固

37四、多年冻土施工施工注意事项1、多年冻土地区气候寒冷，有利于施工季节短，精心组织。2、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。3、施工过程中注意路基排水。4、注意临时保温。5、注意保护环境。四、多年冻土施工施工注意事项3801冻土对路基工程的影响02冻土路基施工03CONTENTS目录冻土的工程特性01冻土对路基工程的影响02冻土路基施工03CONTENTS39一、冻土的概念在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地面以下一定深度的地温，经常保持在0℃以下，含冰的土持续三年或三年以上不融化，称为多年冻土。在多年冻土地区的地表往下一定深度的土层（一般3m以内），暖季融化，寒季冻结，随季节而变化，循环不已，此土层称为季节融冻土层，多年冻土与季节融冻层的交界处称为多年冻土的上限。一、冻土的概念在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地40一、冻土的概念天然地面天然多年冻土上限上限附近冰层季节融化层多年冻土层太阳辐射一、冻土的概念天然地面天然多年冻土上限上限附近冰层季节融化层41一、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，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，常以人工保温层来恢复原有的温度，防止可能产生的冻害。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42一、冻土的概念一、冻土的概念43一、冻土的概念【冻土区筑路技术问题难度】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、上限变化），体现在工程上就是冻胀融沉变形影响工程建筑物的稳定。一、冻土的概念【冻土区筑路技术问题难度】自然条件的变化（气温44一、冻土的概念【冻土区筑路技术核心】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。因此，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【冻土区筑路技术核心】通过相应的工程结构和工程45一、冻土的概念在多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，保护着多年冻土处在冻结状态

一、冻土的概念在多年冻土区修建铁路的原理：46一、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：

1上限下移，2上限基本不变，3上限上升。上限下移造成较大冻胀融沉变形。

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一、冻土的概念修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路47二、多年冻土的工程特性

两种不同冻土类型的温度曲线季节性冻土二、多年冻土的工程特性两种不同冻土类型的温度曲线季节性冻土48二、多年冻土的工程特性多年冻土区的工程地质问题厚层地下冰冻胀丘冰楔冰锥热融滑塌二、多年冻土的工程特性多年冻土区的工程地质问题49二、多年冻土的工程特性厚层地下冰Groundice二、多年冻土的工程特性厚层地下冰50二、多年冻土的工程特性冻胀丘Groundice二、多年冻土的工程特性冻胀丘51二、多年冻土的工程特性冰楔icewedge二、多年冻土的工程特性冰楔icewedge52二、多年冻土的工程特性河冰椎rivericing二、多年冻土的工程特性河冰椎rivericing53二、多年冻土的工程特性热融滑塌地下冰热融滑塌二、多年冻土的工程特性热融滑塌地下冰热融滑塌54二、多年冻土的工程特性二、多年冻土的工程特性55二、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保存在地层中的冻融褶皱56二、多年冻土的工程特性冻土路基常见的破坏形式热融沉陷（路基沉陷翻浆）差异沉降（纵向裂缝、横向裂缝）“管涌现象”二、多年冻土的工程特性冻土路基常见的破坏形式57二、多年冻土的工程特性热融沉陷路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷形成裂缝二、多年冻土的工程特性热融沉陷路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉58二、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横向差异沉降引起公路纵向裂缝59二、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纵向的不均匀沉降60二、多年冻土的工程特性横向的不均匀沉降纵向裂缝铁路路基破坏（清水河试验段）二、多年冻土的工程特性横向的不均匀沉降铁61二、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铁路路基破坏62二、多年冻土的工程特性冻结层上水引起“管涌现象”二、多年冻土的工程特性冻结层上水引起“管涌现象”63三、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，常用人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做保温法。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，叫做破坏冻土法。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。三、冻土施工的基本原则在路基工程中破坏了多年冻土64三、冻土施工的基本原则病害整治主要工程技术遮阳板结构片石气冷边坡和护道遮阳棚路基热棒路基三、冻土施工的基本原则病害整治主要工程技术遮阳板结构片石气冷65四、多年冻土施工1、保护冻土（热融沉陷）主动保护：热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚（板）

被动保护：保温材料

2、设置加强措施（差异沉降）主动措施：薄弱处设置热棒被动措施：土工格栅3、填料的从优选择（“管涌现象”）选择级配良好渗透性好的土四、多年冻土施工1、保护冻土（热融沉陷）66四、多年冻土施工主动保护冻土方式：热棒四、多年冻土