阅读说明：本技术 一种永久冻土地区富冰路堑边坡防护方法 (Protection method for ice-rich cutting slope in permafrost region ) 是由 李林 蔡阳 路毅 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种永久冻土地区富冰路堑边坡防护方法,该方法通过以下步骤：路堑边坡的削坡、地下冰的定位、地下冰的移除、空洞的回填、积雪清理、生态防护、和坡面养护管理实现了永久冻土地区富冰路堑边坡防护。其中,地下冰的移除采用直接挖除和高温蒸汽相结合的方法,融化深度为当地的季节性冻土深度。该方法适用于坡度小于1/1.5的边坡,其主要优点在于：造价低、操作简单、防护效果好,解决了永久冻土地区富冰路堑边坡防护的难题。(The invention provides a method for protecting an ice-rich cutting slope in a permafrost region, which comprises the following steps: cutting slope of the cutting slope, positioning of underground ice, removing of the underground ice, backfilling of the cavity, snow cleaning, ecological protection and slope maintenance management realize the protection of the ice-rich cutting slope in the permafrost region. Wherein, the underground ice is removed by adopting a method of combining direct excavation and high-temperature steam, and the melting depth is the local seasonal frozen soil depth. The method is suitable for the side slope with the gradient less than 1/1.5, and has the main advantages that: the cost is low, easy operation, protecting effect is good, has solved the difficult problem of the rich ice cutting side slope protection in permafrost region.)

一种永久冻土地区富冰路堑边坡防护方法

技术领域

本发明属于公路土建工程安全技术领域，具体涉及一种永久冻土地区富冰路堑边坡防护方法。

背景技术

道路施工时，需根据地形来在不同的路段采用填方或挖方的方式达到要求的纵坡。在永久冻土地区，挖方路段所形成的路堑边坡会直接将地下冰暴露于空气中，如若不做任何处理或处理措施不当，地下冰会在春季到来的时候融化(即热侵蚀)，地下冰的融化会在坡体内部形成空洞，空洞会随着时间的推移不断加深加大；此外，地下冰融化后所形成的水会对坡面产生冲刷，空洞的发展和持续的冲刷会诱发边坡的滑塌进而影响道路的安全运营。

近年来，科研工作者正尝试不同的方法来对永久冻土地区富冰路堑边坡进行防护。胡田飞和杜升涛2015年在《铁道标准设计》59卷11期上分析总结了现有永久冻土地区路堑边坡的病害特征和防治措施。目前，常用的措施有挡土墙、加筋土护坡、锚喷混凝土、和预制混凝土拼装等。上述措施在均可以在短时间内有效维持边坡的稳定。然而，每种措施都存在工艺复杂且造价高的缺点；此外，由于热侵蚀所带来的坡面滞水和冻融循环的影响，上述各项措施的耐久性都较差。建立一种经济、简单、有效、且环保的永久冻土地区富冰路堑边坡防护方法是公路土建工程安全技术领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提出了一种热侵蚀防护方法，该方法能够解决永久冻土地区富冰路堑边坡的安全和稳定性问题。

1.为实现上述目的，本发明的技术方案采用以下步骤：路堑边坡的削坡、地下冰的定位、地下冰的移除、空洞的回填、积雪清理、生态防护、和坡面养护管理来实现永久冻土地区富冰路堑边坡防护。

2.本发明所涉及的路堑边坡的削坡是在永久冻土地区的初冬季节，平均气温达到0℃附近的天气条件下进行的，坡度(垂直高度/水平距离)不能大于1/1.5，削坡后需对作业面的杂物及碎石进行清理，使坡面基本平整。

3.本发明所涉及的地下冰的定位是通过人为观察和地质雷达探测削坡后的路堑边坡来综合实现的，人为观察用于粗略定位地下冰，地质雷达用于探测没有露头的地下冰，对已发现或疑存地下冰的地方需用地质雷达进行详细探测来确定地下冰的具体形状、大小、和深度。

4.本发明所涉及的地下冰的移除是通过直接开挖或喷射高温水蒸气于冰面实现的，直接开挖用于深度小于1.5米的浅层地下冰，高温高压水蒸气用于融化深度大于1.5米的地下冰，融化深度值需参考当地季节性冻土的厚度。

5.本发明所涉及的空洞的回填使用的是削坡产生的土方，回填过程需要根据空洞的具体深度来采用不同的压实方法，具体为深度小于1米的空洞采用一次性压实的方法，深度大于1米的空洞采用边回填边压实的逐层压实方法。

6.本发明所涉及的积雪清理是一般是在降雪完成后及时进行的，如果一次降雪后积雪厚度小于2厘米，可以不予清理，如果坡面累计降雪厚度大于2厘米，需在降雪后对坡面及时清理，清理积雪采用大功率鼓风机从上到下直接吹离坡面。

7.本发明所涉及的生态防护是在初春季节进行的，采用播种可在永久冻土地区生长的草籽(如：黑麦草、粗茎早熟禾等)或直接铺设耐寒的商品草皮来实现，播种草籽前需对坡面进行松土，松土的深度控制在5厘米以内，松土完成后撒草籽，随后喷洒营养液并铺设草帘，草帘的厚度需小于1厘米且具有一定的透光性，商品草皮需要在铺设完后喷洒营养液。

8.本发明所涉及的坡面养护管理需要定期给坡面进行洒水以及根据草皮的生长情况采取施肥和喷洒农药来保证表面草皮的正常生长。

本发明提出了一种永久冻土地区富冰路堑边坡防护方法，该方法主要优点在于：造价低、操作简单、环保、且防护效果持久。

具体实施方式

下面通过一个具体实施例来对本发明的技术方案进行说明。

实施例

本实施例为一个高纬度永久冻土地区某路堑段边坡防护过程。具体包括以下步骤：

1)该路段为南北走向，山***于道路东侧，沿道路方向长度约62米，最高处约12米，设计坡度为1/1.5，边坡开挖土方量约为1470立方米，开挖作业面约为730平方米，季节性冻土深度约为2米，2米以下为永久冻土层；

2)10月初，第一周的平均气温为-2.87℃时，移除了坡面植被并依据所设定的坡度对山体进行了开挖和平整；

3)开挖完成后，通过人为观察发现了地下冰，这些地下冰相对集中地分布在坡面右侧约67平方米范围内，共4个地下冰露头；

4)削坡结束后用地质雷达对有地下冰的位置进行了探测，探测结果表明这些地下冰在坡体内局部相连、深浅不一、形状也不规则，绝大部分深度大于1.5米，局部深度达5-6米；

5)根据探测和人为观察结果，对地下冰的位置和范围在坡面进行了标注；

6)直接采用挖掘的方法移除了边缘部分的浅层地下冰，对于较难挖除和埋藏较深的地下冰采用了喷射高温水蒸气来融化，融冰过程先从坡的上部开始作业，逐渐向坡脚方向进行，每次融化1米宽度的地下冰，融化深度值控制在2米左右，融冰时及时将融水排至坡脚的排水沟；

7)用削坡产生的土方回填移除地下冰后形成的空洞并进行逐层压实；

8)整个冬季共降雪14次，降雪总厚度约0.8米，每次降雪后均及时对坡面进行了积雪清理；

9)初春季节，对坡面进行松土并播种了黑麦草，随后喷洒营养液并铺设草帘，草帘用土钉固定于边坡；

10)定期给坡面进行洒水以及根据草皮的生长情况采取施肥和喷洒农药来保证表面草皮的正常生长；

11)施工完成后至今的2年内，边坡表面尚未发生明显的塌陷，由于草皮的存在，坡面也没有明显的冲刷。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。