多年冻土区土建工程设计的主要原则

后勤部长

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。
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。
    （6）建立完善的排水设施，防止地下冰融化导致的路基下沉。
北京至拉萨，列车以每小时120公里的速度飞驰。在平均海拔超过4000米的雪域高原上建铁路，攻克的第一大技术难题是冻土
片石气冷措施。片石气冷路基是在路基垫层之上，设置一定厚度和空隙度的片石层，因片石层上下界面间存在温度梯度，引起片石层内空气的对流，热交换作用以对流为主导，利用高原冻土区负积温量值大于正积温量值的气候特点，加快了路基基底地层的散热，取得降低地温、保护冻土的效果。
——碎石(片石)护坡或护道措施。在路基一侧或两侧堆填碎石或片石，形成护坡或护道。碎石(片石)护坡空隙内的空气在一定温度梯度作用下产生对流，寒季碎石(片石)内空气对流换热作用强烈，有利于地层散热；暖季碎石(片石)内空气对流作用减弱，对热量的传入产生屏蔽作用，减少了暖季的传热，达到了降低地温、保护冻土的效果。
——通风管措施。在路基内横向埋设水平通风管，冬季冷空气在管内对流，加强了路基填土的散热，有利于降低基底地温，提高冻土的稳定性。

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。

我们物理老师说是用：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。

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