多年冻土公路隧道设计与施工

韩常领，教授级高级工程师，现任中交D一公路勘察设计研究院有限公司副总工程师、中国公路学会隧道分会副理事长、陕西省公路学会地质与隧道分会副主任委员。长期从事复杂地质环境下隧道工程基础理论及建设技术研究，主持和参与国家和省部级科技项目10 余项、国内外重大公路隧道勘察设计项目40 余项。获中国公路学会百名优秀工程师等称号。主编、参编标准规范5 部，获省部级科技进步奖及优秀设计奖15 项。

夏才初 ，同济大学土木工程学院教授，中国岩石力学与工程学会理事、地下工程分会副理事长和测试专业委员会副主任委员。长期从事隧道与地下工程的研究和教学工作。主持国家自然科学基金项目9 项，主持和参与其他省部级及以上纵向项目20 余项，主持和参与重大工程的科研项目100 余项；获省部级技术发明奖、科技进步奖一等奖各1 项，省部级科技进步二等奖2 项、三等奖6 项。获发明专利10 余项，出版专著3 部、编著5 部，发表EI 源刊论文200 多篇，SCI 源刊论文30 余篇。

纳启财，高级工程师, 现任青海地方铁路建设投资有限公司董事长、青海省委省政府联系专家、青海省科技思想库专家、青海省公路学会专家委员会委员、青海省公路学会理事。先后获青海省优秀专业技术人才、青海省“ 西部之光” 访问学者、青海省交通运输厅优秀科技工作者称号。长期致力于青藏地区高寒高海拔多年冻土区公路工程设计、建设管理和研究。主持国家（省）重大公路项目设计、咨询审查20 余项，获省部级优秀设计、优秀咨询奖5 项。主要参与编制了4 个青海省地方标准，填补了我国在高海拔高寒地区公路生态防护方面相关规范的空白。2100433B

本书以多项国家和省部级科技项目成果为依托，围绕多年冻土区公路隧道温度场、冻胀力与围岩荷载、隔热保温与防排水、支护结构及洞口工程、长期服役性能等多个方面开展系统论述，并吸收了国内外在冻土工程方面的先进思想和成果。

《多年冻土与铁路工程》全书分两篇十二章，上篇讲述多年冻土工程地质，对多年冻土地区铁路修筑中町能遇到的工程地质问题进行了讨论；下篇讲述多年冻土上的铁路工程，详细讨论了多年冻土上路基、桥梁、涵洞、房屋、隧道等工程地基基础特殊结构的热设计方法，并对铁路施工和运营中的环境工程地质问题进行了分析，提出了多年冻土环境保护要求。《多年冻土与铁路工程》对多年冻土地区的铁路设计、施工和运营有重要参考价值。《多年冻土与铁路工程》可供冻土工程技术人员和有关大专院校师生参考。

主要特点

多年冻土的表层，暖季融化，冷季冻结，称为季节冻融层。多年冻层的上部界限称为冻土上限，下部界限称为冻土下限。在天然条件下形成的上限称为天然上限，经过人为活动形成的新上限称为人为上限。多年冻土按垂直构造情况可分为：多年冻土上限和季节冻融层衔接的多年冻土；多年冻土上限和季节冻融层不衔接的多年冻土。多年冻土按平面分布情况可分为连续多年冻土和岛状多年冻土。多年冻土从工程角度分类，可按道路融沉等级划分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土及含土冰层五类。冻土分类如下表，表中粗颗粒土是指碎卵石类土、砂砾、粗砂、中砂；粘性土包括亚砂土、亚粘土和粘土。表中W为冻土层总含水量；Wp为粘土含水量。多年冻土在上限以下3米内，如有厚度大于0.1米的含土冰层，或有厚度大于0.3米的饱冰冻土,则称该地段为厚层地下冰地段。多年冻土地区的地下水可分为:①冻结层上水。以多年冻层为底板，埋藏于上限界面以上的地下水。②冻结层间水。多年冻层内局部融化夹层中的地下水。③冻结层下水。埋藏于多年冻层以下，通常是承压水。 　在多年冻土地区修建道路有许多特殊的工程地质问题。其中最常遇到的问题是冻胀，不仅路基、路面有冻胀病害，房屋、桥涵也有冻胀病害。最突出的问题是热融沉陷，凡是接近地表有厚层地下冰的地段，由于设计、施工、养护不当，无论路基、桥涵、房屋，都容易因冻土热融而发生沉陷。在有厚层地下冰的斜坡上，道路挖方极易导致土体热融，沿融冻界面一块块向下滑移，形成热融滑坍。在冬季，冻结层上水由于土层冻结而承压，可形成冰丘或冰椎。冰丘是承压的冻结层上水只使地表产生隆起，并未突破上覆土层。冰椎是承压的冻结层上水突破上覆土层，冻结堆积于地表。修筑路基，如不注意冻结层上水的排除，往往产生冰丘和冰椎危害。此外，多年冻层构成广泛的隔水层,使表土层过湿,在低地、缓坡等处大量形成沼泽，道路通过冻土沼泽容易产生冻胀、翻浆、热融沉陷等病害。

在多年冻土地区修建道路，根据冻土温度、冻土类型、道路等级、路面要求以及施工期限等情况，可以采用保护冻土或破坏冻土的不同措施。一般说来，路基应有足够的填土高度，以避免冻胀、翻浆和热融沉陷等病害。取土坑应远离路堤坡脚，并作好取土、排水的设计与施工，以避免路肩陷裂、热融滑坍和冰丘、冰椎等病害。在白色路面下稳定的路基，铺筑黑色路面会因黑色路面吸热而产生新的热融沉陷，也应采取必要的措施。在有厚层地下冰的地段，应尽量避免挖方、低填和不填不挖断面，否则应采取专门的隔热防融和基底换填等措施。2100433B

中国多年冻土区面积约215万平方公里,占全国面积的22.3%。主要分布在青藏高原，东北大、小兴安岭及西部高山等地。

50年代，中国修建了兴安岭林区的铁路，青藏公路及新疆天山公路，为多年冻土地区筑路积累了经验。21世纪初举世闻名的青藏铁路的修建是对我国冻土工程研究的挑战和考验，铁路的畅通运行说明我国冻土学研究已达世界水平。2100433B