各地冻土 xx 【冻土带范围】： 我国冻土带主要分布在北纬 30 度以北的广大地区，此线以南几乎不见冻土。西部川陕地区由于山脉地形屏障，北纬 33 度以南未出现过冻土现象。 【主要测站最大冻土xx】 xx5 厘米； xx至 xx 一线 8-10 厘米； 合肥 11 厘米； xx—xx45 厘米； xx85 厘米； xx—银川 103 厘米； xx、xx120 厘米以上； xx200 厘米； xx150 厘米； xx、大连 90 厘米。 【冻土 xx 的影响】 冻土气象观测资料对建筑、工程施工、交通运输和农田水利建设都具有重 要意义。在季节性冻土地区埋设输油管道和自来水管等地下管道时，需在冬季 采取加热或绝热措施，或者深埋至最大冻土层以下，以免有冻裂的危险，但过 深则会造成人力、物力的浪费；房屋地基也要在最大冻土深度以下，以保证坚 固安全；春季冻土融化使道路返浆，不便行走和运输、并对农业生产和人民生 活造成重大影响。冻土最深的地方是在大兴安岭北部、新疆和青藏高原，例 如，内蒙古的二连浩特和新疆的乌恰都在300 厘米以上，位于新疆天山腹地的和静县巴音布鲁克气象站，曾记录到 439 厘米的深度，是我国冻土记录中的冠军。
在高山或高原上的冻土，有些年份常延至盛夏才能融化，还有至9 月份未 化完的，新的一年的冻土过程又开始了，实际上这些地区已逐渐向永久冻土层 过渡。 大约在年平均气温低于—5 度，便会有永冻土存在，青藏公路昆仑山北坡、西藏北部安多地区永久冻土层厚达 80—100 米； 山西省海拔 2896 米的五台山气象站 1976 年修建上山公路，在顶段一米深 也有经夏不化的永冻土存在。 我国 xx 面积约有 214."8 万平方公里，主要集中在青藏高原和大小兴安岭地区。
★青藏铁路的冻土问题★ 青藏铁路穿过冻土区有550公里，实际上真正的冻土地段不到400公里；而在这400公里中，属于较不稳定、不稳定多年冻土地区不会超过190公里，其中极不稳定高温冻土地段在100公里之内。 历史上对冻土开展过哪些研究 青藏铁路冻土研究涉及的内容之深、投入的人力物力之多、经历的时间之长在世界上都是罕见的 早在60年代，铁一院便与中科院原冰川冻土研究所、铁道部科学研究院西北研究所一道，在青藏高原以风火山地区为代表，开展了高原冻土的研究。这一研究已坚持开展了近40年，取得了丰硕的成果。现在可以肯定讲，青藏铁路沿线冻土的基本分布特征已基本搞清，在冻土地区修建铁路在技术上已没有大的问题，是科学的、完全可行的。 另外，1974年8月，根据中央指示和当时加快勘测设计工作的要求，曾成立了由中国科学院、铁道部、一机部、铁道兵、青海省、西藏自治区等有关领导同志组成的青藏铁路科研工作领导小组，下设盐湖冻土、高原机电设备、通信信号、施工等四个协作组；组织了全国9个部门与19个省、市、自治区的68家工厂、部队、研究所、设计院和大、专院校，共1700多名科技人员，开展了青藏铁路科研工作，进行了大量的研究与实践，并取得了卓有成效的成果，部分成果于1980年底通过了审查鉴定。 多年冻土区土建工程设计的主要原则 青藏铁路的成败决定于路基，而路基最大的问题就是多年冻土。根据不同的工程地质条件，土建工程应根据不同情况，采取相应的不同设计原则： 在年平均地温较低的稳定型多年冻土区应采取保持地基冻结状态的设计原则；在年平均地温较高、含冰量较少、基沉降量可以得到有效控制的地段，采用施工及运营期允许融化的原则；在极不稳定的冻土地段，可采用铺设保温层、通风路基、清除富冰冻土、热桩、以桥代路等综合技术措施；在不融沉或弱融沉的少冰冻土、多冰冻土地区可采取不考虑建筑物热力影响的常规设计方法；在各类冻土地区都必须加强对冻土的环境保护，对取弃土场、路基填筑方式等制定严格的技术要求。 多年冻土的解决办法与技术 目前有多种解决的办法与技术，一是适当提高路基填土高度，用天然土保温，这种方法价廉，可普遍采用。二是在路基埋设工业保温层（PU、EPS等），埋设5~10厘米保温板，在工程实践中均取得极佳工程效果。三是埋设通风管，就是在路堤中埋设直径30厘米左右的金属或混凝土横向通风管，可以有效降低路基温度。四是采用抛石路基，即用碎块石填筑路基，利用填石路基的通风透气性，隔阻热空气下移，同时吸入冷量，起到保护冻土的作用。五是在少数极不稳定冻土地段修建低架旱桥，工程效果有保证，但造价高。青藏高原温度对冻土的影响非常大，一般情况地面温度比气温高3℃~4℃，没有太阳的直接照射，设置保温层地基或者通风地基可降低原地面温度2℃~3℃。而修筑这样的保温地基和通风地基，每公里增加造价为60~200多万元。 多年冻土地区的具体工程措施 （1）合理控制路基高度，是保护冻土最有效、最经济的方法。 （2）铺设保温层，1993年在昆仑山等地推广使用，效果良好。 （3）通风路基，能起到通风保温和保护冻土的作用。 （4）以桥代路，保证工程的可靠性。 （5）桥涵工程采用桩基础，满足防冻的要求。
冻土是一种特殊的、低温易变的自然体，会给各类工程造成冻胀和融沉的问题。在寒季，冻土像冰一样冻结，并且随着温度的降低体积发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被膨胀的冻土顶得凸起；到了夏季，冻土融化体积缩小，路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现，路基就会翻浆、冒泥，钢轨出现波浪形高低起伏，对铁路运营安全造成威胁，其特殊性和复杂性在世界上独一无二。世界上几个冻土大国俄罗斯、美国、加拿大等都为解决冻土技术难题付出了艰辛的努力。中国在冻土研究方面起步较晚，在20世纪八十年代中期以前，中国的冻土研究基本上继承了前苏联在多年冻土方面研究的经验和理论。 青藏铁路创了两个世界之最：世界上海拔最高的铁路，全线经过海拔4000米以上地段有965公里；同时它也是世界铁路工程史上穿越多年冻土最长的铁路，达到了550公里。在冻土区修建铁路是一个世界性技术难题，对施工技术和施工能力是严峻的挑战 青藏铁路建设中的冻土难题 (2007-09-17 10:46:33) 转载 标签： 教育杂谈 多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱是青藏铁路建设中无法回避的三大难题，其中多年冻土尤为关键，是最难啃的一块骨头。如今，青藏铁路即将全线通车试运营，这无疑表明，中国已解决了铁路穿越多年冻土地带的工程技术难题。 据了解，冻土在寒季就像冰一样冻结，随着温度的降低体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被“发胖”的冻土顶得凸起；到了夏季，融化的冻土体积缩小，路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现，路基就会翻浆、冒泥，钢轨会出现波浪形高低起伏，对铁路运营安全造成威胁。 据有关专家介绍，冻土虽然在加拿大、俄罗斯等国家也存在，但他们是属高纬度冻土，比较稳定。而青藏铁路纬度低，海拔高，日照强烈，加上青藏高原构造运动频繁，且这里的多年冻土具有地温高、厚度薄等特点，其复杂性和独特性举世无双。 针对这种情况，青藏铁路有111公里线路铺设了一种特殊的路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的片石层通风路基为国内首创。它是效果较佳的保护冻土措施，好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，能降低地基土温度0.5 摄氏度以上。 全长11.7公里的青藏铁路清水河特大桥横架在可可西里冻土区，它是一种以桥代路的保护冻土措施，铁轨飞架而过可以不惊扰冻土。青藏铁路中这种以桥代路桥梁达156.7公里，占多年冻土地段的四分之一。据称，如此大规模采取以桥代路措施，在世界上也是首次。
高原冻土区路基施工技术措施 一、高原多年冻土区路基施工的主要特点： 多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物，是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。 特点一：在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下，多年冻土是稳定的，但如果多年冻土被破坏，地基多年冻土将产生衰退，甚至融化，路基地基将受到严重影响。 特点二：多年冻土区路基受施工季节影响较大，应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。 特点三：水对路基地基影响较普通地区大。水携带的热量较空气要大得多，水在路基工程附近的聚集，对路基地基多年冻土的热干扰很大，甚至引起多年冻土大量融化。 特点四：多年冻土工程地质条件十分复杂，在不大的范围内，各种工程类型的多年冻土可能均有分布。 特点五：本工程地处青藏高原，冻结期较长，最长达七个月。特点六：多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。 二、高原多年冻土区路基施工技术措施： 根据高原多年冻土区路基的特点，总结相关工程施工的经验和教训，对多年冻土路基必须采取相应技术措施。 技术措施一：路基施工中，为减小路基热融下沉，应注意减少填料蓄热对地基多年冻土的影响；路堤较高时，宜分两次填筑；高温多
年冻土地段路堤宜在暖季时期填筑。路堑开挖后，基底换填层下的卵碎石土工作垫层对减少路基冻胀和融沉有重要作用，所以在施工中应认真作好工作垫层。基于多年冻土区路基工程的特殊性，多年冻土区路基工程必须满足在抗冻胀、抗融沉方面的特殊要求。 技术措施二：多年冻土区路基施工应充分重视多年冻土环境保护和环境保护工程的施工，严格按环保要求组织施工。为满足环境和路基稳定要求，防止因周围环境的冻土被破坏，致使热融发生扩散而危及铁路路基稳定，要求青藏铁路取土场应离开路基500m以上，且必须由环保部门指定。施工时尽量采用移挖作填的办法解决填料，充分利用弃碴和路堑挖方。 技术措施三：针对路基不同的施工部位，宜选择合适的施工季节。高含冰量多年冻土分布地区，路堑开挖将高含冰量多年冻土直接暴露在大气中和阳光下，多年冻土的热状态受到严重干扰，高含冰量冻土的融化，甚至可使施工无法进行，所以高含冰量多年冻土路堑的开挖选择在寒冷季节，暴露的多年冻土不会融化，相反，多年冻土的温度还会下降，有利于多年冻土的稳定。 基底和边坡的换填应在暖季初期完成，这时填料的畜热较少，对边坡和基底多年冻土的热干扰较小。 高温高含冰量多年冻土地段路堤的填筑宜在暖季早期进行，这时多年冻土上的活动层尚未完全融化，而填料的蓄热又较少，地基高温高含冰量多年冻土可得到有效的保护，对路堤的稳定是十分有利的。
第24卷 第6期 岩石力学与工程学报 V ol.24 No.6 2005年3月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering March ，2005 收稿日期：2004–03–30；修回日期：2004–05–20 作者简介：余绍水(1969–)，男，现为博士研究生，主要从事工程管理、冻土工程和土木工程方面的研究工作。E-mail ：wdpan@https://www.doczj.com/doc/6418681121.html, 。 青藏铁路沿线主要次生不良冻土现象的 调查和机理分析 余绍水1， 3，潘卫东2，史聪慧1， 3，王小军4，梁 波5 (1. 中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，甘肃 兰州 730000； 2. 东南大学 土木工程学院，江苏 南京 210096；3. 中铁12局集团有限公司，山西 太原 030024； 4. 中铁西北科学研究院，甘肃 兰州 730000；5. 兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730300) 摘要：经过野外调查发现，完成施工但尚未投入运营的青藏铁路沿线出现了一些次生不良冻土现象。通过讨论这些次生不良冻土现象的分布规律和危害，认为铁路路基对地下水条件和冻土热稳定性的破坏是导致产生次生不良冻土现象的根本原因，并初步探讨了针对这些现象的工程防治措施。 关键词：土力学；青藏铁路；次生不良冻土现象；机理；调查 中图分类号：P 642 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)06–1082–04 INVESTIGATION AND MECHANISM ANALYSIS OF THE MAJOR SECONDARY HARMFUL FROZEN-SOIL PHENOMENA ALONG QINGHAI —TIBET RAILWAY YU Shao-shui 1，3 ，PAN Wei-dong 2，SHI Cong-hui 1 ，3 ，WANG Xiao-jun 4，LIANG Bo 5 (1. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering ，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute ，The Chinese Academy of Sciences ，Lanzhou 730000，China ；2. School of Civil Engineering ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ；3. Twelve Bureau Group Ltd. Co.，China Railway Engineering Corporation ，Taiyuan 030024，China ；4. Northwest Research Institute of China Railway Engineering Corporation ，Lanzhou 730000，China ；5. School of Civil Engineering ，Lanzhou Jiaotong University ，Lanzhou 730300，China ) Abstract ：A number of secondary harmful frozen soil phenomena were found along Qinghai —Tibet railway which are being developed since the completion of construction of the railway. The distribution laws and danger of these phenomena are discussed. These are mainly caused by disturbance of ground water condition and thermal stability. Some key principles to control these disasters are also discussed. Key words ：soil mechanics ；Qinghai —Tibet railway ；secondary harmful frozen-soil phenomena ；mechanism ；investigation 1 引 言 不良冻土现象，是指土体在冻结和融化作用下产生的物理地质现象。在多年冻土区修筑铁路会遇到许多不良冻土现象[1]，反过来，铁路的修建又会 形成新的不良冻土现象即次生不良冻土现象，对铁路路基等建筑物产生种种危害。因此，调查和研究青藏铁路沿线多年冻土区主要不良冻土现象的类型、分布和发育特征，对避免和防治次生不良冻土现象的发生和发展，保证铁路工程的稳定和安全有着非常重要的现实意义。
高原多年冻土区路基施工工法 GGG（京）A2003-2008 柴金存张玉峰夏孝畲张满儒祁鹏 （安通建设有限公司四川武通路桥工程局） 1前言 在我国，多年冻土分布面积约全国面积的22.4％。而青藏高原多年冻土带又是全球公布最大、海拔最高的多年冻土地区。青藏公路自格尔木至拉萨全长约1150Km,其中760Km路段由北向南穿越青藏高原腹地多年冻土地区。由于多年冻土有融沉性、冻胀性、冰（水）害等工程特性，而气候升温和工程活动引起的多年冻土退化导致的工程病害一直伴随着青藏公路整治改建的全过程，长期的工程实践表明，多年冻土区公路成败的关键在路基工程。 2工法特点 2.1 全部机械化施工，全线分区段平行作业，区段内流水作业，提高工程进度。 2.2 利用此工法施工，通过对关键技术的控制，可控制工程质量。 2.3 通过试验检测和观测，实现控制质量目的。 3适用范围 本工法适用于大片连续多年冻土区和岛状多年冻路基工程
的施工。 4工艺原理 4.1多年冻土的力学特性 4.1.1未冻土转化为冻土时产生体积膨胀 在冻土的形成过程中，当温度降低到土体的冻结温度以下时，水份向正在冻结的土体中迁移并发生相态变化逐渐缓慢直至消失。在这个过程中，土体中的液态水凝固并以冰的形式田中到土颗粒间隙中，当土体中水相态变化的体积膨胀足以引起土颗粒之间的相对位移时就引起了土体的冻胀。 4.1.2冻土相对于未冻土体的物理力学性质发生改变 冻土的强度和变形特性与未冻土体的最大差别在于冻土中冰的存在，冻土的力学特性一定程度上取决于冻土中冰的力学特性。通过以往研究经验和室内模型试验，冻土的抗压强度和抗剪强度相对于未冻土体有较大的提高。 4.2冻土路基施工原理 4.2.1保护多年冻土 所谓保护多年冻土施工方案，就是要有效的采取综合保温措施并使路堤填高大于最小临界高度，使成型后的路基基底人为上限控制在一定深度内，保护路基下多年冻土不融化，以确保路基稳定。 4.2.2破坏永冻土 所谓破坏多年冻土方案，就是在路基建成后允许路基下地基
青海省高原冻土区路基施工技术简析 发表时间：2017-09-20T15:52:29.673Z 来源：《防护工程》2017年第11期作者：飞常生 [导读] 首先选择洁净、耐冻、无级配、无风化、无水锈和裂纹的石料，片块石粒径应在20～40cm范围内为宜。 青海地方铁路建设投资有限公司青海西宁 810000 摘要:近几年，国家不断加大对青海省的交通基础设施建设力度与投资，在交通状况与日俱进的发展同时，施工管理与施工技术的难题也在不断的更新，新工艺、新设备、新材料、新技术也同样需要不断的更迭。青海部分地区属高海拔常年冻土区，路基病害因当地的地质、气候、水文等条件的影响频繁出现，比如季节性的不均匀冻融沉陷。为了更好的减少常年冻土区路基后期维修投资，以下简述两种在青海省共和至玉树高速公路建设中在高海拔（平均海拔4300米以上）应用到的防止冻土区路基沉陷的特殊路基施工工艺、参数及材料等方面的问题。 关键词：高原；冻土区；路基施工；技术简析 1片石通风路基的施工及应用（适用于饱冰、富冰冻土区路段） 1.1材料准备 首先选择洁净、耐冻、无级配、无风化、无水锈和裂纹的石料，片块石粒径应在20～40cm范围内为宜，片块石最小边长宜大于20cm，石料强度不小于30MP，空隙率不宜小于25％，且空隙内不得充填碎石或其它杂物；压碎值不大于25％。其中，片石应该在料场加工至合格粒径后运至施工现场。 1.2基底处理 在不通过水草沼泽时填筑30cm的砂砾或石渣，通过水草沼泽时填筑50 cm的砂砾或石渣，冲击碾压入地面，冲击碾压后上部填筑30cm 厚的砂砾。 1.3填筑片块石 填筑1.2米厚片块石层并用重型振动压路机压实，填筑片块石时按水平分层、先低后高、先两侧后中央后卸式投片块石，石料用机械（推土机或挖掘机）整平，对于个别不平整处，人工用小石块找平。填料要一次性倒够，尽量一次性填筑到设计层高。 1.4碾压 片块石路基的压实应采用重型振动压路机或冲击式压路机，碾压遍数一般不应少于6～8次；碾压的纵向行与行之间应宜重叠0.5m左右，前后相邻区段应重叠2.0m以上；压路机的线压力应与片块石的抗压强度极限相匹配，避免使片块石破碎和挤压破坏骨架结构。 1.5填筑碎砾石过渡层 在填筑片块石全宽范围内填筑碎砾石过渡层，严格控制碎砾石最小粒径，以防止漏入倾填片块石路基中，影响通风降温效果。填筑后碾压按石质路堤控制压实度和平整度。其上铺设透水土工布并填筑10 cm厚的砂砾，然后铺设抗拉强度大于80KN/M，延伸率小于等于3%的土工格栅，采用双向塑钢土工格栅，且宽度不小于4米，连接处绑扎后采用U型钢钉固定，钢钉按纵横向2米布设。 1.6应用原理 冻土区片块石路基的主要工作原理在于其冷季时的自然对流降温效应，减少下部冻土通过沥青路面吸热量的增加。暖季时有效缓冲地表辐射的热量从而保证冻土的稳定性。 2热棒技术在冻土路基中的施工及应用 热棒技术在青海省共和至玉树高速公路项目中已经多处被应用，共和至玉树公路建设周期已经长达6年，一期工程中热棒技术在巴颜碦拉山冻土区已经工作了3年多，截止2016年使用热棒技术的冻土路段并无任何明显的冻融沉降现象，而未使用前此路段为路基路面病害重发区。 2.1热棒的工作原理 热棒制冷技术实际上是一种液汽相的转换对流循环来实现热量传输的系统，其传热能力强，传热温差小，均温性能好，单向传热等特点，它由一根密封的钢管组成，管的上部装有散热叶片，称为冷凝段，管部竖直于大气中，管底蒸发段埋入冻土中。当外部空气温度低于地基多年冻土温度时，热棒即开始工作，蒸发段的液体工质吸热蒸发成气体在压差的作用下上升至冷凝段，与管壁接触冷凝成液体返回蒸发段，如此循环将地下热量传至大气中，从而保持冻土的常温。当外界温度高于地下温度时，热棒因管内工质的物理性能无法进行液汽转换而自动停止工作。 热棒的间距主要是根据其制冷的有效半径确定的。其有效半径在2m左右，依据对地基处治的要求不同，热棒的间距一般为有效半径的 1.0至 2.5倍。 2.2热棒的施工工艺 2.2.1施工准备 工程施工前，应对主要材料和机具及劳动力等进行充分准备，并作出合理安排。 2.2.2钻孔 根据热棒施工工序要求，垂直和斜置热棒待路基整治改建结束以后，在路基两侧边坡上稍作平整处理，利用工程钻机，施工钻孔，为热棒吊装作好准备。 2.2.3热棒埋置点定位 依据设计要求采用经纬仪放样定位，平整场地，立起钻架，准备开钻； 2.2.4钻机固定 一般采用较简单的地锚固定法，在地层较复杂，特别难钻，钻机震撼较大的情况下，必须采用钢绳固定或支架支撑； 2.2.5热棒埋置角度控制
浅析青藏铁路建设和冻土技术问题 [摘要]：本文主要分析了青藏铁路建设的冻土问题，青藏铁路建设三大技术难题的核心就是冻土问题. 我国多年对冻土的研究为青藏铁路建设打下坚实的技术基础, 但是大规模的铁路建设实践给施工建设提出了大量深层次的冻土技术问题. 以青藏铁路建设为背景, 结合冻土区科研、设计、施工和建设管理工作的实践, 对青藏铁路建设的冻土技术问题进行了分析,对高原多年冻土区的建设具有一定的参考价值. [关键词]: 青藏铁路; 多年冻土; 技术措施; 建设管理 1. 引言 冻土是一种对温度极为敏感的土体介质。冬季，冻土在负温状态下就像冰块，随温度的降低体积发生剧烈膨胀，顶推上层的路基、路面。而在夏季，冻土随着温度升高而融化，体积缩小后使路基发生沉降，这种周期性变化往往很容易导致路基和路面塌陷、下沉、变形、破裂。青藏铁路的多年冻土, 分布在铁路通过地区延长近550 km 的围. 冻土问题, 实质上是冻土区筑路技术问题, 是青藏铁路建设的三大技术难题( 高原、冻土、生态环境保护) 的核心问题. 修建在多年冻土上面的铁路工程, 受多年冻土季节融化层的热学状态和力学性质周而复始变化的影响, 导致铁路建筑物发生冻胀融沉变形. 由于自然环境条件和冻土环境条件变化以及修建铁路的工程活动影响, 导致原来多年冻土季节融化层发生一系列复杂变化, 使这种冻胀融沉变形变得复杂化,因而使工程建筑物( 路基、桥梁涵洞基础) 的冻胀和融沉变形问题成为冻土区修建铁路的面临的主要技术难题. 我们所说的青藏铁路冻土区修建铁路的主要技术问题就在于此. 2. 青藏铁路冻土区工程建设的技术基础 20 世纪60 年代以来, 以中国科学院冰川冻土研究所( 现中国科学院寒区旱区环境与工程研究所) 、铁道部高原研究所( 现中铁西北科学研究院) 和铁第一勘察为主力的青藏高原冻土研究工作, 在野外地质调查工作基础上, 以风火
青藏铁路高原冻土施工技术及环境保护 --- 辛卫（主讲） 为贯彻铁道部党组提出的“高起点、高标准、高质量”修好青藏铁路，保护好每个青藏铁路参建员工的身体健康，预防和减少高原病发生，真正体现“以人为本、科技先导、环境保护、机械化快速施工” 的施工组织原则,作为我们每个参建员工来说，都必须对青藏铁路施工技术及青环境保护进行学习，并运用于施工生产过程中去。 下面就对青藏铁路高原冻土施工技术及环境保护作概括讲述：一、青藏铁路高原冻土施工技术 1、青藏铁路格拉段概况 青藏铁路由青海省省会西宁至西藏自治区首府拉萨，全长1963 公里，其中西宁至格尔木段（长845 公里）已于1984 年交付临管运营。 格尔木?拉萨简称格拉段，为新建单线I级铁路，全长1118公 里（青海省境内564 公里，西藏自治区境内554 公里），该段处在世界上海拔最高、气候条件恶劣的青藏高原腹地，线路北起青海省西部重镇格尔木市，基本沿青藏公路南行，途径纳赤台、五道梁、沱沱河沿、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内，经安多县、那曲地区、当雄县到拉萨市。沿线地质构造复杂，经过连续多年冻土地区553.758 公里（多年冻土北界位于西大滩断陷盆地，南界位于安多谷地），主要存在高原冻土、高地震烈度及活动断层等工程地质问题，在建设过程中将面临三大技术难题：高原缺氧、多年冻 土、环境保护。
2、冻土学基础理论 （ 1 ）基本概念 冻土是指处于o °c以下，并含有冰的岩石和土体。包括多年冻土（指冻结状态维持在二年或二年以上的冻土）和季节冻土（指冬季冻结，来年夏季融化，冻结状态维持在二年以下的土体）。 季节融化层是指每年暖季融化、寒季冻结的多年冻土上部覆盖层。 季节冻结层是指每年寒季冻结、暖季融化的土层。 多年冻土上限是指多年冻土顶面的埋藏深度。 多年冻土下限是指多年冻土底面的埋藏深度。 多年冻土人为上限是指工程建筑物修建和运营后，多年冻土新形成的上限。 （2）不良冻土地质现象： A、冰椎：多年冻土区地下水或河流封冻后地下（河水）流出地表形成的椎状或盾状冰体。 B、冻胀丘；多年冻土区地下水在冻结土层下聚集冻结，形成透镜状厚层冰体，将地表隆起形成丘状的土丘。 C、热融湖塘：由人为作用或自然作用引起高含冰量多年冻土融化下沉所形成的积蓄水的洼地。 D 、热融滑坍：高含冰量冻土分布在平缓山坡，由于人为破坏坡 脚，高含冰量冻土暴露融化，上覆土层失去支撑而坍塌，与融化泥水混合顺坡向下滑动的坡面坍滑现象。 E、沼泽湿地：多年冻土区某些植被覆盖良好的山前平缓低地或洼地，由
国家计划委员会地质局 高原多年冻土地区区域水文地质普查规程 （试行） ·只限国内发行· 地质出版社
本规程是委托青海省地质局负责起草的，经过一九七四年九月在河南新乡召开的全国水文地质普查规范会议上讨论修订后，从一九七五年起在全国各省、市、自治区地质局及国家计委地质局直属队范围内试行。本规程对一般高山岛状冻土区和高纬度带的常年冻土区亦可作为参考。目前还缺乏高原冻土区的工作经验，请各单位在试行过程中，通过生产实践，不断总结经验，提出修改和补充意见，使之日趋完善。 国家地质总局 国家地质总局 高原多年冻土地区区域水文地质普查规程 （试行） （只限国内发行） * 地质总局书刊编辑室编辑 地质出版社出版 地质印刷厂印刷 新华书店北京发行所发行·各地新华书店经售 * 1975年10月北京第一版·1975年10月北京第一次印刷 印数1—18，000册·定价0.07元 统一书号：15038·新136
一、一般工作要求 1、多年冻土地区水文地质及工程地质普查工作的主要任务为： (1) 研究多年冻土的分布规律、特征及其成因； (2) 初步查明多年冻土地区各含水层的岩性、厚度、水位、水质、水量、埋藏条件和分布范围及各含水层之间的水力联系等； (3) 初步查明地下水在多年冻土发育条件下的补给、径流、排泄条件及其动态变化规律； (4) 研究河、湖融区及构造融区的形成和分布及融区内的水文地质条件； (5) 调查矿泉和热矿泉的成因及分布，并初步确定其使用价值和开发利用前景及矿泉和热矿泉对多年冻土的影响； (6) 对测区内水文地质条件简单、供水有利的地段，应为工业供水、牧业供水等做出初步评价； (7) 调查多年冻土区的区域工程地质条件； (8) 结合测区内重点工程建设进行工程地质测绘，搜集必要的资料。 2、地貌测绘，要求对地貌形态和不同成因类型的微地貌进行详细描述，尤其对冰川地貌，冰缘地貌应进行重点调查。 (1) 对冰蚀地貌，如：粒雪盆、冰斗、角峰、鰭脊、槽谷、悬谷、盘谷、冰坎等要描述其分布特征、海拔高度、形态规模、发育程度，并鉴别其相对新老；对冰磧地形，如：终磕垄、鼓丘、蛇形丘、冰砾阜、冰水扇等，要描述其分布地区．形态特征、组成物质和相互关系； (2) 对于现代冰川，应调查其分布地区、冰川类型及其发育程度等l、 (3) 对多年冻土地区特有的冰缘地貌，如：寒冻石流、融冻滑坍、热融沉陷、疙瘩状地形、冻胀丘、冻胀裂缝、沼化湿地、冻土沼泽、湖塘、冰锥、冰丘、爆炸性充水鼓丘等，要详细描述其分布的地质地貌条件，形成原因、特征及其活动规律等。 3、第四纪地质调查，应弄清各类沉积物分布、成因类型、相对新老及岩性岩相变化规律。在地层出露比较好的地区，要实测第四纪地质剖面。对于粗颗粒岩石地层应描述：颜色，颗粒组份、矿物成份、分选性、粘粉土含量、磨圆度、胶结程度、砾石的排列方向、风化程度、表面特征及夹层的分布情况等；对细颗粒地层，要详细描述其颜色、岩性、矿物成份、层理结构、层面特征、夹层透镜体的分布情况、成岩程度等，并要注意采集化石，若无化石则应系统地采集孢粉样品。 4、沉积岩地区应查明含水层的岩石性质、分布范围、厚度、产状、裂隙发育程度及其富水性等。注意研究红层中盐类矿物的含量、分布和在汇水面积中所占比例以便评价其对水质的影响。 5．在火成岩分布地区，应调查火成岩的产状与分布范围、岩石的构造和矿物成份，火成岩侵入和喷发的时代以及各岩体间的相互关系。 在变质岩地区须鉴别岩石种类，确定变质因素，研究劈理、片理、带状构造及小型褶皱与断裂现象。 应调查各类岩石的风化程度、风化厚度、风化带的分布规律及风化产物的渗透性。 6．查明构造破碎带的性质、产状、分布及充水条件以及稻皱形态、类型、破碎程皮。组成褶皱的地层岩性、裂隙发育程度，并对节理、裂隙比较发育的地层，进行一定数量的裂隙统计。调查新构造运动的性质、类型、强度与冰川冻土的关系。 7．在多年冻土区的勘探地质编录工作中，除了详细描述岩性外，还要详细描述土壤中的含冰量和冻土构造(参阅附录2中的表1、表2)，进行冻土构造的划分和进行含冰量的划分(参阅附录5中的表2)。
高原冻土施工的重点、难点和解决方案 一、高原冻土施工措施 1、冻土学基础理论 （1）基本概念 冻土是指处于0℃以下，并含有冰的岩石和土体。包括多年冻土（指冻结状态维持在二年或二年以上的冻土）和季节冻土（指冬季冻结，来年夏季融化，冻结状态维持在二年以下的土体）。季节融化层是指每年暖季融化、寒季冻结的多年冻土上部覆盖层。季节冻结层是指每年寒季冻结、暖季融化的土层。多年冻土上限是指多年冻土顶面的埋藏深度。多年冻土下限是指多年冻土底面的埋藏深度。多年冻土人为上限是指工程建筑物修建和运营后，多年冻土新形成的上限。 （2）不良冻土地质现象： A、冰椎：多年冻土区地下水或河流封冻后地下（河水）流出地表形成的椎状或盾状冰体。 B、冻胀丘；多年冻土区地下水在冻结土层下聚集冻结，形成透镜状厚层冰体，将地表隆起形成丘状的土丘。 C、热融湖塘：由人为作用或自然作用引起高含冰量多年冻土融 化下沉所形成的积蓄水的洼地。 D、热融滑坍：高含冰量冻土分布在平缓山坡，由于人为破坏坡 脚，高含冰量冻土暴露融化，上覆土层失去支撑而坍塌，与融化泥水混合顺坡向下滑动的坡面坍滑现象。 E、沼泽湿地：多年冻土区某些植被覆盖良好的山前平缓低地或洼地，由于地下水的出露和多年冻土层的隔水作用，使之积水而成的潮湿地段。
F、厚层地下冰：指分布于多年冻土上限附近的一种含土冰层。冰中的土块似悬浮于冰中。 2、沿线冻土分布 该项目位于位于青海省海南州共和县恰卜恰镇同德路以南，环城东路至次汗素桥以西，次汗素村西山以东，平均海拔在 2800 米以上的。本项目建设地点每年有部分时间为冰冻期 3、高原多年冻土区工程施工特点 本工程施工具有施工工期短、劳动效率低下、施工条件艰苦、生态环境十分脆弱和环保意识强等特点。 4、高原多年冻土区工程施工技术要求 （1）施工前做好多年冻土工程地质核查工作，如果与设计不符，及时通知业主申请变更。 （2）施工时重视多年冻土环境保护工作，严格按照设计进行土石方施工。 （3）路基工程施工采用“机械化为主，人工为辅”的施工方式。 （4）为减少施工对多年冻土的水状况影响，必须贯彻“先排水、后主体”的施工原则。排水包括永久性排水和临时排水。 （5）路基防护工程根据路基成型情况及时安排施工，尽量缩短裸露时间，防止雨水冲刷边坡造成水土流失。 （6）高原多年冻土区桥涵基础施工技术关键：明挖基础施工采用“基坑爆破一次成型，机械化快速开挖”工艺，严禁拉槽式开挖，基坑开挖后及时进行施工和回填，缩短暴露时间，减少多余热量进入多年冻土从而影响其热稳定性；孔桩基坑主要采用旋挖钻机施工工艺，尽量减少施工热扰动；基础混凝土一般采用低温早强耐久性混凝土，
高原冻土施工的重点、难点和解决方案 1.1多年冻土地区基础设计的原则 由于冻土所具有的特殊工程地质特性，因而基础类型的选择除考虑铁塔安全等级、类型外，还应考虑冻土类型、冻土环境、交通条件及人工作用便捷性等。本工程设计在多年冻土地区基础采用了保持冻土地基冻结状态和按地基融化状态的设计原则。 对于地质情况较好，基础负荷不大，环保要求高的塔位采用掏挖式基础。掏挖式基础在以往的工程中也施工过，施工工艺成熟。施工过程主要控制好坑壁坍塌、保持冻土稳定等措施。 季节性冻土地区按地基土融化状态设计为大开挖基础，主要设计基础型式有适合于冬季施工的装配式基础、锥柱基础，以及跨河及冻土地质条件极差、基础负荷大的灌注桩基础。 （1）桩基础。主要为钻孔灌注桩基础，在基础作用力较大且地质条件较差的河网地区的塔位使用钻孔灌注桩基础。相对于其它软弱地基基础而言，具有施工方便，可以保证铁塔运行安全的特点。因此在本工程的跨河地段和地质条件较差地段采用这种常规的钻孔灌注桩基础较为安全可靠和经济适用。 （2）预制装配式基础。该基础适合于非多年冻土、多年冻土地区的基岩及融区、低含冰量的冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段及不冻胀和弱冻胀性的地基上。 （3）锥柱基础。由于锥柱基础可以通过自身的结构型式改变消除切向冻胀力，因此在季节性冻土和多年冻土地区广泛地应用，特别在多年冻土地区最大冻结深度在2～4米之间基础易于开挖成型不易垮塌的地区。 1.2多年冻土地区基础施工的关键工作 1.2.1基坑开挖：
⑴按地基土冻结状态设计的基础关键是保持土壤冻结状态，减少人为扰动； ⑵按地基土融化状态设计的基础关键是做好遮阳防雨措施以保持坑壁的稳定，并采取必要的抽水排水工作； ⑶管桩基础桩孔的成型和孔壁稳定。 1.3.2基础工程: ⑴现浇基础混凝土配合比设计、浇制、养护； ⑵预制管桩基础的安装、回填； ⑶基础辅助措施如热棒的施工技术及工艺。 1.3多年冻土地区基坑开挖基本原则 ⑴按保持冻结原则设计的基础，摸清规律掌握好开挖的时机与时间，在人工开挖的条件下，对厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在天气较为寒冷的季节施工；若在暖季施工时采取遮阳、防晒措施，选择在气温较低的时段内快速施工。在饱冰冻土、含土冰层地段施工时，可在暖寒季交替期施工，视天气情况采取遮阳和防晒措施，能够保持冻土的稳定。 ⑵按容许融化原则设计的基础，设计要求进行基底换填的按设计进行换填，设计未要求的，铺设厚不小于30cm的碎石垫层。对于在暖季施工融化地下水比较多的基坑，需要采取抽水排水措施，为防止坑壁坍塌应采取挡土板、钢筒或混凝土护壁措施。 ⑶基坑一般采用爆破方式进行开挖（可可西里保护区视时间而定，要避开动物迁徙的季节），爆破作业采用松动爆破或预裂爆破（药量按冻土爆破设计原则控制）。基坑从开挖到下桩（浇制）要连续，必须突出“快”字。 ⑷桩基础开挖视地质情况采取人工掏挖和机械旋挖相结合的方式。 2多年冻土地区基坑开挖技术措施 2.1各类基础基坑开挖主要施工方法见表2－1
攻克青藏铁路的瓶颈——冻土 冻土，是指温度在0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。一般可分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土(数年至数万年以上)。冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。正是由于这些特性,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。其中起重要作用的是水的存在形态,当水变成冰时体积增大,使土体膨胀,地表因此而拱起升高,这就是冻胀；当土中的冰转变为水时,体积收缩,地表便发生融化下沉,简称融沉。在这两种现象的反复作用下,道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷。 世界上多年冻土区的大量工程实践也证明：发生病害或破坏的工程建筑多数属高温冻土。而青藏高原是全球气候变化的“启动器”和“放大器”,其升温将高于全球平均值。如果以青藏高原未来50年气温升高2℃来预测,多年冻土将会退化乃至消失,从而引起路基塌陷、桥基失稳。因此,高温冻土加温室效应,使青藏铁路的修筑面临着双重挑战。 青藏铁路沿线的冻土现象主要有：冻胀丘、热融滑塌、热融洼地、石海、冻胀草丘、冰锥、冻拔、热融冲沟、石环、斑土等。青藏高原纷繁复杂的冻土环境，成为制约青藏铁路建设的瓶颈。 1961年，为了攻克青藏高原多年冻土区筑路技术难关，中国惟一的青藏高原冻土观测站在海拔4900多米的风火山诞生。几代科技工作者与高原冻土展开了艰苦卓绝的斗争。 *中国高原冻土筑路科学研究城 40多年来，风火山观测站开展了气象观测、太阳辐射比观测、地中热流观测、不同地表热对比观测、冻土力学观测、深孔地温观测、23个试验路基观测等工作。每一项观测内容，每一个基础数据，都直接关连着青藏高原生态环境的稳定，关连着青藏铁路的成败。西北院科技人员共测取了1200多万个涵盖高原冻土地区各种气象条件和地温变化的数据，积累了极为宝贵的第一手资料，为突破高原冻土筑路技术难关奠定了坚实的科技基础。 如今，风火山上已修筑厚层地下冰地段试验路基523米，包括路堑、半路堑、零断面、低路堤、高路堤和涵洞；建立气象观测达12个项目，地温观测建立80余孔，其中，在1960年钻成的35米深的冻土地温观测孔，已由人工观测变成自动观测系统；建立工程变形观测点10多个；建立公路黑色路面温度观测、桥涵变形、下沉地温观测和桩基试验观测10多个。这里被誉为“中国高原冻土筑路科学研究城”。 *解决冻土问题的三类方法 目前，青藏铁路现有的冻土工程措施可分为三类。一调控辐射，即在路基顶部和路基边坡铺设遮阳棚、遮阳板，减少到达地面的太阳辐射。二调控对流，即通过路基结构形式强制土体产生对流效应，有效利用自然冷能资源来保护多年冻土，如片石通风路基。三调控传导，路基铺设保温材料、热棒（桩）、加高路基高度等措施，改变土体热传导过程。在青藏铁路，有一种特殊的铁路路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的片石层通
多年冻土（permafrost），又称永久冻土，指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层。其表层冬冻夏融，称季节融化层。多年冻土层顶面距地表的深度，称冻土上限，是多年冻土地区道路设计的重要数据。多年冻土分为两层：上部是夏融冬冻的活动层；下部是终年不融的多年冻结层。多年冻土是寒冷气候（年均气温<—2℃）区的产物。 多年冻土分布面积约占地球陆地面积的25%，包括苏联和加拿大近一半的领土，中国22%的领土，美国阿拉斯加85%的土地；在南极和格陵兰的无冰盖地段和被冰盖边缘覆盖的地下；南美和中亚的高山地区也有分布。除澳大利亚大陆外，地球上所有的大陆均有多年冻土分布，甚至地处赤道附近的非洲乞力马扎罗峰顶也发现有多年冻土。 围绕极地的多年冻土为高纬度多年冻土。其分布有明显的纬度地带性，在北半球自北而南多年冻土分布的连
续性逐渐减小。北部为连续多年冻土带，通常以-5℃年平均地温等值线作为分布的南界。往南形成断续或广布多年冻土带，其南界大致与-4℃年平均气温等值线相符。再往南为高纬度多年冻土区的南部边缘地区，形成岛状或散布多年冻土带，其南部界线即为多年冻土南界。 多年冻土南界以南、一定海拔高度上出现的多年冻土称为高海拔多年冻土。分布有明显的垂直带性，其厚度一般自多年冻土出现的最低界线(即多年冻土下界)往上，随高度的递增而增加。 多年冻土南界以南还分布有岛状多年冻土。它们是更新世寒冷期形成的多年冻土退化残存的结果。如在西西伯利亚,多年冻土南界为北纬66°,而在63°N地下200米深处发现岛状多年冻土。岛状多年冻土有时出现在多年冻土区南缘的地下深处，与现代多年冻土一起构成双层多年冻土。
高原冻土区路基施工技术措施 多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物，是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。 特点一：在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下，多年冻土是稳定的，但如果多年冻土被破坏，地基多年冻土将产生衰退，甚至融化，路基地基将受到严重影响。 特点二：多年冻土区路基受施工季节影响较大，应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。 特点三：水对路基地基影响较普通地区大。水携带的热量较空气要大得多，水在路基工程附近的聚集，对路基地基多年冻土的热干扰很大，甚至引起多年冻土大量融化。 特点四：多年冻土工程地质条件十分复杂，在不大的范围内，各种工程类型的多年冻土可能均有分布。 特点五：本工程地处青藏高原，冻结期较长，最长达七个月。特点六：多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。 高原多年冻土区路基施工技术措施： 根据高原多年冻土区路基的特点，总结相关工程施工的经验和教训，对多年冻土路基必须采取相应技术措施。 技术措施一：路基施工中，为减小路基热融下沉，应注意减少填料蓄热对地基多年冻土的影响；路堤较高时，宜分两次填筑；高温多年冻土地段路堤宜在暖季时期填筑。路堑开挖后，基底换填层下的卵碎石土工作
垫层对减少路基冻胀和融沉有重要作用，所以在施工中应认真作好工作垫层。基于多年冻土区路基工程的特殊性，多年冻土区路基工程必须满足在抗冻胀、抗融沉方面的特殊要求。 技术措施二：多年冻土区路基施工应充分重视多年冻土环境保护和环境保护工程的施工，严格按环保要求组织施工。为满足环境和路基稳定要求，防止因周围环境的冻土被破坏，致使热融发生扩散而危及铁路路基稳定，要求青藏铁路取土场应离开路基500m以上，且必须由环保部门指定。施工时尽量采用移挖作填的办法解决填料，充分利用弃碴和路堑挖方。 技术措施三：针对路基不同的施工部位，宜选择合适的施工季节。高含冰量多年冻土分布地区，路堑开挖将高含冰量多年冻土直接暴露在大气中和阳光下，多年冻土的热状态受到严重干扰，高含冰量冻土的融化，甚至可使施工无法进行，所以高含冰量多年冻土路堑的开挖选择在寒冷季节，暴露的多年冻土不会融化，相反，多年冻土的温度还会下降，有利于多年冻土的稳定。 基底和边坡的换填应在暖季初期完成，这时填料的畜热较少，对边坡和基底多年冻土的热干扰较小。 高温高含冰量多年冻土地段路堤的填筑宜在暖季早期进行，这时多年冻土上的活动层尚未完全融化，而填料的蓄热又较少，地基高温高含冰量多年冻土可得到有效的保护，对路堤的稳定是十分有利的。 技术措施四：由于水对路基地基多年冻土的热干扰很大，甚至引起多年冻土大量融化。防止地表水、地下水与地基多年冻土接触是维护地基多