高寒地区潜水型涎流冰路基施工与效益分析

肖 阳

(黑龙江省高速公路建设局)

高寒地区潜水型涎流冰路基施工与效益分析

肖 阳

(黑龙江省高速公路建设局)

通过对涎流冰病害形成原因的分析，多处层间潜水涎流冰病害的形成是因为路堑开挖后，切断潜水层，导致层间水外露，破坏原有自然疏水状况造成的，结合实际情况，制定导、蓄相结合的处理措施，完善地表排水系统，采用设置深层砂砾盲沟、蓄冰坑，使地表水、层间潜水远离到路基，避免形成涎流冰，导致路基破坏，保证冬季行车安全，确保道路畅通。

涎流冰;深层砂砾盲沟;蓄冰池;稳定;使用寿命;行车安全性和舒适性

1 前言

在高寒地区高速公路，因纵断设计需要，挖方路堑部分开挖造成层间潜流外露，因内外水压力的差异，造成潜水外流，冬季气温下降，地下潜水扇形溢处，漫流到路面上，从下而上逐层冻结，形成涎流冰，因层间潜流出水量的不同，形成体积不等的涎流冰冰体，对路基路面浸泡，严重影响路面的使用寿命，对冬季车辆通行构成严重安全威胁。

通过对涎流冰病害形成原因的分析，多处层间潜水涎流冰病害的形成是因为路堑开挖后，切断潜水层，导致层间水外露，破坏原有自然疏水状况造成的，结合实际情况，制定导、蓄相结合的处理措施，完善地表排水系统，采用设置深层砂砾盲沟、蓄冰坑，使地表水、层间潜水远离到路基，避免形成涎流冰，导致路基破坏，保证冬季行车安全，确保道路畅通。

自2000年以来，黑龙江省在小兴安岭北麓北安至黑河高速公路建设过程中，黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司在国道202线黑河至北安段路基第III标段吉黑高速公路北安至黑河段A7标段路堑施工中，相继采用设置深层砂砾盲沟、蓄冰池等施工方法，对潜水型路堑段路基边坡进行施工，结合实际情况，制定导、蓄相结合的处理措施，完善地表排水系统，采用设置深层砂砾盲沟、蓄冰坑，使地表水、层间潜水远离到路基，避免形成涎流冰，导致路基破坏，保证冬季行车安全，确保道路畅通，收到了良好的效果。

2 特点

(1)观测调查高寒地区潜水型涎流冰出现的成因，出现涎流冰路堑断面位置，涎流冰体积大小。

(2)通过对涎流冰病害形成原因的分析，多处层间潜水涎流冰病害的形成是因为路堑开挖后，切断潜水层，导致层间水外露，破坏原有自然疏水状况造成的，结合实际情况，制定导、蓄相结合的处理措施，完善地表排水系统，采用设置深层砂砾盲沟、蓄冰坑，使地表水、层间潜水远离到路基，避免形成涎流冰，导致路基破坏，保证冬季行车安全，确保道路畅通。

3 适用范围

适用于高寒地区各级公路潜水型挖方路基施工。

4 工艺原理

通过完善地表排水系统，采用深层砂砾盲沟、蓄冰坑，制定导、蓄相结合的处理措施，将潜水涎流冰引至远离路基范围外，保证路基稳定。

5 施工工艺及操作要点

(1)完善地表排水设施，排除路基左侧地势较高一侧坑洼地积水。

坑洼地积水是地下层间潜水补偿的主要来源之一，通过在地表挖设排水沟及截水沟，将汇水及时排放到远离路基的河流或洼地，减少地下层间潜水补给源，降低层间潜水的出口流量。

(2)在路堑上坡脚外侧设置较大尺寸截水沟，及时排除地表汇水。

在路堑上坡脚外5 m，根据汇水面积计算，设置纵坡较大，断面尺寸较大的截水沟，确保夏季地表水、春季融化冰雪水及时排放，最大限度减少潜水补给源。

(3)在路堑上坡脚外10～15 m设置深层砂砾盲沟，将层间潜水导到路基范围外。

①测定坡面潜水流出位置，确定盲沟沟底纵断高程。

根据坡面潜水流出位置，测定出水位置距离地表高度，设计盲沟沟底纵坡，一般不小于2%，盲沟沟底以低于出水位置50～100 cm为宜，(实际施工时，以保证沟底纵坡为准，根据纵坡需要确定)，开挖时严格按照设计的沟底高程开挖，保证汇集于盲沟内的潜水顺利排出。

②根据测定层间潜水流量，确定盲沟断面几何尺寸。

通过长期对不同断面观测，掌握层间潜水流量，根据层间潜水流量大小，查看当地气象部门历年降水量，兼顾安全原则，确定盲沟断面尺寸，宜比最大层间潜水流量大10% ～20%，保证层间潜水顺利排出。

③降低路堑地面高度

盲沟底部位于潜水出水面以下，挖掘机无法一次挖掘到沟底高度，因此采用降低路堑高度，然后进行盲沟基坑开挖。

④塌方段落处理

开挖盲沟基坑过程中，局部砂层较厚、潜水流量较大部位极易塌方，如遇这种情况，采用梯形断面，侧面坡度采用1∶1.5(根据实际情况而定)，采用砂砾回填。

⑤土工布、硬式透水管铺设及砂砾回填

盲沟基坑开挖完成后，人工清理基坑底部洒落土方，并整修沟底及边部，保证土工布与盲沟基坑边部平顺接触，先在沟底及靠近路基侧基坑侧面铺设隔渗土工布，两个部位土工布必须为一个整体，土工布与土工布相连接处搭接20 cm，采用专用胶连接，避免渗水;之后铺设硬式透水管，透水管铺设要顺直，间距一致，管与管间用管箍连接，然后铺设反滤土工布，方式与隔渗土工布铺设一致，最后回填砂砾，砂砾回填采用挖掘机回填，严禁采用装载机或自卸汽车直接倾倒，防止损坏透水管及土工布，回包反滤土工布于砂砾顶面上，防止回填土进入砂砾，影响潜水渗透效果。

⑥土方回填

在砂砾回填、反滤土工布回包完毕后，分层回填土方，采用履带式设备压实。

5.4 设置蓄冰坑

在盲沟出水口根据潜水流量，在沟槽及洼地设置蓄冰坑，蓄冰坑大小根据潜水流量确定。

6 材料与设备

6.1 材料

(1)砂砾

采用粒径大于4.75 mm砂砾，洁净，无杂物，含泥量不大于3%。

(2)土工布

盲沟底部及靠近路基边部一侧铺设长丝隔渗土工布，单位重量不小于500 g/m2，纵横向断裂强度不小于12 kN/m，CBR顶破强力不小于2.0 kN，纵横向撕破强力不小于0.4 kN，膜厚0.25 ～0.35 mm。

盲沟砂砾顶部及与潜水流出侧设置短丝反滤土工布，单位重量不小于300 g/m2，纵横向断裂强度不小于9.5 kN/m，CBR顶破强力不小于1.5 kN，纵横向撕破强力不小于0.24 kN，布厚不小于2.4 mm。

(3)硬式透水管

在盲沟底部，隔渗土工布上铺设两根硬式透水管，间距50～100 cm(根据盲沟宽度确定)，直径200 mm，上半部分2/3带有小孔，下半部分1/3为不带孔，集水部分:65% ～75%，排水部分:25% ～35%主孔径:＞ 3mm，主孔面积:＞ 7.5 mm2，开孔率:＞8 000 个/m2(展开)，环刚度:＞ 1.0 kPa。

6.2 主要机械设备配备(见表1)

表1 主要机械设备配备表

7 质量控制

(1)保证材料砂砾、土工布、硬式透水管符合质量要求。

(2)对潜水存在位置、潜水体积(流量)严格测定，保证深层砂砾盲沟尺寸准确、设置位置准确。

(3)专人负责沟底高程控制，保证沟底纵坡坡度，以便潜水顺利排除。

(4)专人负责保证硬式透水管布设位置准确。

(5)土工布铺设准确、满足搭接宽度，防止覆盖土进入，影响潜水排放效果。

8 安全措施

(1)应遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路工程施工安全技术规程》(JTJ－076－95)的要求执行。

(2)应遵照国家颁布的有关安全技术规程和安全操作规程办理。

9 环保措施

(1)挖除弃方运输至弃土场。

(2)盲沟完成后，重新覆盖腐殖土，恢复地表植被。

(3)盲沟出水口直接引至桥涵等原有构造物。

10 效益分析

10.1 经济效益

使用深层砂砾盲沟、蓄冰坑，将路堑涎流冰引至路基范围外，避免因涎流冰上路，浸泡路基，造成路基、路面使用性能下降，影响其使用寿命，保证行车安全。

每米涎流冰治理费用约900元左右，每年每米路基路面重新修复费用约需要7 200元，一次修复费用是治理涎流冰费用的8倍左右，修复次数越多费用越高，涎流冰每个冻融期出现一次，安全隐患、公路性能影响等因素考虑进来后，经济效益影响更大。

10.2 社会效益

有效解决了涎流冰对路基路面的破坏，行车安全、舒适，得到来社会各界的赞誉，社会信誉很高，因此社会效益显著。

［1］马磊.新疆公路涎流冰的成因分析与防治方法［J］.广东公路交通，2006.

［2］刘成志，周志祥.西藏公路涎流冰基本特征与危害分析［J］.公路交通科技，2006，(8).

［3］裴有鸿.浅谈高寒地区公路涎流冰的防治［J］.青海科技，2007，(6).

［4］毛爱民.新源至库尔勒段公路涎流冰成因分析及处治措施［J］.中国西部科技，2008，7(26).

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1008－3383(2011)12－0115－02

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