特殊環(huán)境下公路修筑技術探究范文

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《城鄉(xiāng)建設雜志》2014年第十期

一、高原公路施工中常遇到的問題

（一）山谷縱橫施工難度大高原公路多沿江河而建，仲登公路則是沿雅魯藏布江而設置，根據該公路施工說明書可知該公路擴建前為砂石路面，平、縱面指標較差。排水灌溉設施嚴重不足，路面坑槽沖溝較多，無防護設施，道路抗災防洪能力差。本次擴建在盡量利用舊路的前提下對局部路段平面指標不滿足規(guī)范要求段進行調整，裁彎取直、優(yōu)化線形，并增設沿線灌溉設施，使之滿足四級公路標準要求。需要新修建很多防護坡，導流槽，挖填方量大，且沿途多地質條件差路段，需要進行路基加固。公路旁陡峭的山壁需要進行處理，鋪設落石網，噴漿加固等。

（二）凍土問題凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土。由于獨特的地質構造和氣候變遷歷史，多年凍土占據著青藏高原一半以上的疆土面積。受全球氣候變化和放牧等活動的影響，多年凍土表現出地溫升高、面積縮減等變化，水分遷移和凍結會引起凍脹，冰的融化和變形會形成沉陷，進而影響到道路地基的穩(wěn)定性，使工程建筑物受到不同程度的破壞。1.凍脹凍土形成過程中水分的遷移和相變而膨脹使工程建筑發(fā)生位移稱為凍脹，公路工程中表現為凍融翻漿，一般發(fā)生在凍土地區(qū)早期修建的公路。2.沉融多年凍土中地下冰的融化使地基下沉稱為融沉，一般發(fā)生在低路堤地段。由于融沉是島狀凍土地區(qū)路基的主要病害，地下冰層較淺，在施工及運營過程中各種因素的影響下，凍土局部融化使上覆土層在自重的作用下發(fā)生沉陷，造成路基下沉，青藏公路的破壞路段中80%以上是由于這一原因所導致的。3.翻漿多年凍土在春融時的解凍過程緩慢、時間長，而且晝夜溫差大、氣溫冷暖異常，導致在某一解凍深度停滯的時間可達幾天，大量積雪融化后雪水下滲，這樣在解凍層和未解凍層可能形成類似于凍結層的自由水。土基與地表土含水量迅速增大而接近甚至超過液限含水量，使其失去承載能力，從而導致路基發(fā)生嚴重的翻漿。

（三）施工工期短公路是當地人民生產生活的必須通道，須盡快的完成工程施工，所以工期緊張，增加了施工組織的難度。然而為了保證車輛的通行，施工作業(yè)往往會臨時阻斷交通，但是由于不能不放行，所以只能加快施工，然后階段性的放行。這也導致了施工場地狹窄，施工面打不開，無法安排充裕的人員，交叉作業(yè)多，不能夠安排十分合理的施工程序和設備影響工效。考慮到青藏高原漫長的冬季尤其是海拔在4000米以上的地區(qū)，零度以下天數占全年的50%以上，達不到工程養(yǎng)護的條件，所以高原施工可用工期基本集中在夏秋季。然而本次道路擴建地朗縣屬于高原溫帶半濕潤季風氣候區(qū)。干濕季分明，雨水集中，年降雨量約在600毫米左右，集中在5～9月，給工程施工帶來了不利影響，所以自然施工工期更短。

（四）和周圍群眾溝通困難青藏高原人口密度小，公路工程一般在較偏遠的鄉(xiāng)村，藏區(qū)方言結構復雜，而施工人員一般不懂藏語，在語言交流上有一定的困難。加劇了施工人員同當地藏民的沖突矛盾，影響工程的施工進度。

（五）太陽輻射大影響水泥路面的養(yǎng)護水泥混泥土是一種膠結復合材料，它的各組成成分具有熱脹冷縮的性質。路面溫度隨氣溫變化而發(fā)生周期性變化，通過熱的傳遞性影響基層溫度。由于混泥土材料的不可塑性，當溫度變化發(fā)生變化使混泥土板產生膨脹或收縮變形的趨勢，形成形變。如果膨脹在設計、施工與養(yǎng)護不夠全面仔細，當溫度變化較快時，板頂與板底縮脹變形大小不一致，產生邊緣角隅翹起，由于板的自重、地基反力和相鄰板的鉗制作用，使部分翹曲變形受阻，從而在板內產生翹曲應力，最終破壞路面。

二、特殊環(huán)境下的施工解決方案

（一）高原凍土路基、路面及排水設計原則路基設計貫徹因地制宜、就地取材的原則，兼顧當地農田與水利建設和自然環(huán)境。根據公路所在地的自然因素與地址條件，充分考慮路基的使用狀況和要求，并與路線、路面結構、橋涵構造物等相協調，以降低工程造價和保證道路的使用性能。路基設計高度主要受既有橋梁標高、交叉工程和路基最小填土高度控制，路基一般處于干燥或中濕狀態(tài)，路基防護與排水設計則結合沿線地形、地質、水文等條件以及橋涵設置等情況進行綜合考慮，注意各種排水設計、排水構造物之間的聯系，使全線形成完善的排水系統(tǒng)。

（二）路基結構與凍土工程措施高原公路路基縱向裂縫與路基走向和路基邊坡坡向之間的關系密切，在多年凍土地區(qū)筑路，需要采用路基陽面設置熱棒、遮陽板和碎石坡面以及增設防水保溫護道等等人工制冷的工程措施治理路基縱向裂縫。

（三）加強與周邊群眾的聯系道路工程施工面大，施工范圍內群眾素質參差不齊。尤其是在藏族同胞居住的村莊附近，由于各方利益的不同常會發(fā)生各種矛盾沖突。而緩解各方矛盾達到和諧工程施工目標就必須加強與周邊群眾的聯系。可以適當選擇當地的工程技術人員加入項目部參與項目管理，利用其對地形的了解和語言優(yōu)勢確保工程的施工進度。

（四）引入山區(qū)公路改擴建快速施工技術公路改擴建快速施工技術是指通過加強對山區(qū)公路改擴建項目的精細管理和項目執(zhí)行力，加強對交通的組織，采取新的結構來修建路基，達到在保證施工質量前提下，降低項目成本，提高工程進度的目的。主要內容包括以下三個方面：①建立適合快速施工的施工模式，采用P3項目管理軟件對項目進行規(guī)劃與控制，以提高施工管理效率，從而到達快速施工的目的。②通過優(yōu)化干擾項目施工的交通，降低交通和施工間的相互干擾，來加快項目的進度。③對施工面進行分段，采取優(yōu)化排序施工組織，加快路基的施工速度。

（五）人工植被恢復技術多年凍土地區(qū)的道路環(huán)保對策應遵循保護優(yōu)先的原則，保護凍土環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，也是保證工程安全穩(wěn)定的首要選擇。因此，在公路建設一定要遵循節(jié)能減排、生態(tài)保護原則，最大限度地降低對沿線天然植被的破壞。而對于那些不得不破壞的地段，要采取措施最大程度地恢復植被。在植物種類選擇時，一定要堅持因地制宜、適地適草、鄉(xiāng)土植物優(yōu)先和繁殖容易、種源易得、管養(yǎng)粗放等原則。因此，在林芝地區(qū)有分布的、繁殖容易的、種子產量高的植物種類，可作為多年凍土地區(qū)植被恢復的植物種類。

三、結語

由于高原環(huán)境下公路工程施工較復雜，不同的道路等級和道路結構對施工方式和方法有較大的影響，故應進一步依托工程和各種試驗進行項目管理和施工研究，不斷積累資料和總結經驗，科學合理地提出可行的修筑技術，為高原其他道路的建設設奠定技術基礎。

作者：李慶華蔣剛亮 單位：西藏大學