冻土工程地质勘察规范 [附条文说明] GB50324-2014 建标库

9.4  初测阶段勘察

9.4.4  多年冻土的温度状况和变化特性是多年冻土稳定与否的判断标志。地温年变化深度是一般工程建筑的热力影响深度。因此,了解和掌握年变化深度内多年冻土的温度状况和变化规律,对于评价多年冻土的稳定性是极其重要的。地温观测孔的深度不小于地温年变化深度的规定就是基于上述理由提出的。15m~20m的规定是根据东北和青藏高原多年冻土区地温年变化带深度值而提出的,必要时应在现场实测地温年变化深度。

    在专门的地温观测孔钻探时,钻具旋转切削所做的功有相当部分转变为热能,从而使多年冻土的温度状况破坏。当钻孔达到预定深度后,建议立即进行首次地温观测,以了解地温逐渐恢复平衡的全过程和评价冻土的稳定性。

9.4.5  电法勘探、地震勘探和电磁波法勘探等具有速度快、精度高、使用操作方便等特点。例如:地质雷达的探测深度可达20m~30m,分辨率达0.1m~0.2m。用它在最大融化季节探测多年冻土上限是十分理想的。与钻探配合可查清多年冻土成分、构造以及多年冻土上限在平面和剖面上的分布。大地电磁法探测深度大,可用来探测多年冻土上限和下限。

    多年冻土的工程性质除取决于其岩性成分外,更重要的还取决于其含冰率、冷生构造和温度。因此,从工程角度看,多年冻土在平面和剖面上的变化较非多年冻土要复杂得多。为了查明多年冻土条件及其对工程的影响,其勘探孔(点)的数量和深度较之一般地区要大。路基勘探孔、地温观测孔以及房屋工程钻孔的数量和深度便是基于上述理由和多年来的实践提出的。

    冻土地温的变化,直接影响着冻土工程性质,为此在代表性的典型和重点工程地段布设冻土地温长期观测孔,监测冻土地温变化,取得冻土地温变化资料,预测冻土地温变化趋势,及时采取工程安全措施,预防冻土工程事故发生,保障生命财产安全。

9.4.6  多年冻土地区的一般路基是指不需作特殊处理的路基,或仅设保温护道处理的路堤,及路堤地面以下、路堑路基面以下的冻土即使融化,对其稳定也不会产生很大影响的路基。这里提出的2倍天然上限深度是为了给路基工程勘察和地基处理确定一个范围。青藏公路多年冻土区的工程实践表明:公路路基工程对多年冻土的热影响深度一般在1.0倍~3.0倍上限深度范围内。考虑有砟轨道铁路路基上部有0.5m的碎石道砟,具有良好的通风散热性能,所以本规范提出铁路路基工程调查勘探深度为路基基底下2倍上限深度范围也是合适的。

    多年冻土区地面覆盖的完整性是保证多年冻土稳定的重要条件。在多年冻土上限附近,常常有高含冰量冻土和厚层地下冰层存在。地面覆盖的破坏,导致多年冻土融化,产生地面下沉、塌陷,形成热融洼地、热融湖塘等。因此,在多年冻土地区应严禁铲取草皮作保温材料。取土和弃土应从保护冻土环境出发,合理布置,严格控制。

9.4.7  多年冻土区的大河,一般均有融区存在。融区按贯通多年冻土层的情况和形态可分为贯通融区和非贯通融区。贯通融区是指融区已贯通多年冻土层,与多年冻土层下的融土连在一起。非贯通融区是指融区下仍有多年冻土存在。若为贯通融区或融区厚度很大的非贯通融区,桥梁的设计可按季节冻土区或一般地区考虑。但桥头引线设计应注意冻土向融土地段的过渡。若为一般非贯通融区,则应根据融区的厚度和其下多年冻土的特性确定桥梁基础的类型、结构以及埋置深度,并采取措施确保地基基础的稳定。

9.4.8  隧道通过地段的多年冻土及其水文地质条件是隧道工程地质调查与测绘的重点,据多年冻土地区已有隧道工程建筑的经验,处理好地下水是保证多年冻土区隧道工程稳定的关键。从大兴安岭已通车的隧道病害情况看,地下水危害是主要的。由于地下水浸入隧道,造成衬砌开裂、掉落、洞顶挂冰、轨面积冰等。如牙林线(牙克石-满归)岭顶隧道,由于修建时未注意对地下水的处理,致使衬砌大量开裂,洞内积水挂冰无法通车。在查明地下水情况后,在隧道下方修建了泄水洞,消除了病害。又如嫩林线(嫩江-西林吉)西罗奇2号隧道和呼中支线翠岭2号隧道,都是由于地下水未处理好,致使洞内积水,衬砌开裂,严重妨碍行车。与此相反,在没有地下水时,多年冻土区隧道一般都没有病害。所以,在进行隧道工程地质调查时,应着重查明多年冻土及其水文地质条件,以便考虑是否改移线路位置或采取相应的防水措施。

9.4.10  沿线工程地质分段说明是对详细冻土工程地质图(比例尺为1:2000~1:5000)的说明,是为了不需编制单独工点资料的地段,提供设计所需的工程地质资料。同时,也是进行方案局部改动的依据。所以应按初测里程,根据地形地貌或不同冻土工程地质条件分段认真编写。