为综合评价多年冻土区片石路基工程措施效果,以青海柴木铁路为例,通过分析筛选多年冻土区片石路基工程措施效果评价因子,给出各评价指标的层次结构,建立综合评价模型,确定工程效果评价分级标准与评价因子权重,采用模糊数学方法对柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果进行评价,评价结果显示:柴木铁路多年冻土地区片石路基工程效果评价结果为较好状态的占86.1%,处于一般状态的比例为7.5%,处于较差状态的为6.4%,没有处于良好状态的路段.结合试验断面测温资料,采用模糊方法的评价结果与野外实际观测结果基本相符,说明此方法可运用于多年冻土区片石路基工程措施效果评价中.
冻土沼泽湿地地区铁路路基形式广泛采用倾填片石结构,受全球气候变暖、局域环境变迁等自然因素的影响以及铁路路基的热扰动,铁路沿线的冻土沼泽湿地在加速萎缩,下部多年冻土在加速退化,修筑于其上部的铁路路基呈现出加速失稳的状态。为保证铁路运营安全,并为运营维护与设计提供技术指导,针对冻土沼泽湿地萎缩与倾填片石路基的结构特点,通过稳定性分析,提出采用主动防护的热棒、太阳能制冷技术,并提出了加强防排水、改善地表条件、帮宽、设置护肩及抬高道砟等防护措施。
柴达尔-木里铁路沿线高温沼泽化多年冻土广泛发育,约20 km的冻土路基采用了热管降温措施.借鉴青藏铁路的成功经验,热管的纵向和横向间距均设计为3 m,并针对铁路东南-西北的不利走向,在阳坡布设了双排热管.为验证热管措施在多年冻土湿地路段设计参数的合理性,2008年底在柴达尔-木里铁路中段布设了热管冷却半径观测试验场,该观测场热管的施工工艺、工程地质条件、气候条件与柴木铁路热管措施路段基本相同.结果表明,如果以降温-0.5℃作为热管有效冷却半径的界定标准,以热管蒸发段中部即3.5 m作为衡量深度,采用年平均温度和年最低温度作为划分依据的热管有效冷却半径分别为2.4 m和4.5 m,均大于达尔-木里铁路所采用的热管设计参数.
在多年冻土区,由于特殊的冻土工程地质条件带来的冻土问题,是铁路建设及维护面临的难题之一.为评价铁路沿线冻土工程地质条件,从分析影响冻土工程地质条件特征的两大因素冻土热稳定性和自然环境条件出发,结合现场勘探资料,采用突变级数法建立了可量化的冻土工程地质评价模型并划定评价等级,评价结果S分为5级:恶劣(S≤0.77)、较差(0.77
本文论述了新建铁路柴达尔至木里工程沿线多年冻土湿地的几种主要形式,并结合寒季对柴木铁路路基不良冻土现象调查结果,分析了多年冻土湿地路基稳定的特点及需采取的相关措施,供设计及施工部门参考。
柴达尔-木里铁路位于青藏高原东北部的祁连山南麓,沿线有超过75 km路基展布于大通河两岸的多年冻土湿地,其中,高温、高含冰量冻土路段超过35 km,冻土工程地质条件极差.出于冷却冻土、稳定路基的考虑,在沿线多处路段采用了热棒.柴木铁路沿线气象观测资料表明,冬季平均气温低,夏季有促进热棒工作的负温天气过程,再加上年平均风速较高,为提高热棒的冷却效果提供了有利的气候条件.根据在DK99+100、DK99+200和DK99+355三个热棒措施断面2007-2009年的地温监测结果,发现柴木铁路试验段的热棒可以有效地降低湿地型多年冻土的温度,提升冻土路基下的人为上限.