青藏铁路为国家级重点建设工程，具有重要的政治、经济及国防意义，作为其配套工程：110千伏架空送电线路工程是该工程正常施工运营的重要因素。我院作为设计单位，承担了该线路工程的西藏段，即当雄至安多段；该段架空送电线路南起于当雄县110千伏变电站,北止于安多县110千伏变电站, 全长约291.5km；整段线路分为三个队，其中三队所跨范围为安多县110千伏变电站至那曲县110千伏变电站以北约20km处，线路长度为86.31km，笔者即为三队的专业负责，因此本文主要围绕该段线路进行分析。 ?nN3K
2沿线地形地貌及气象特征 4Y2l]8 6
2.1 沿线地形地貌及高程 gB BS}HF
架空线路全线基本沿着青藏铁路行走，所跨区域位于藏北高原（唐古拉山至念青唐古拉山之间的广大地区）中部偏北至南部的范围内，由北向南主要有下列几个地貌区：安多红海盆地、两道河－聂荣高地、那曲盆地和念青唐古拉山山地。青藏高原为严寒的大陆性气候，年平均气温－3.6～6℃，气温年较差23～24℃，本区广泛发育多年冻土；由于由北向南随着地势的逐渐降低，气温逐渐增高，多年冻土的分布亦由北部的连续多年冻土区逐渐向南过渡到岛状多年冻土区和零星冻土岛分布。 cK6M8:KW
三队线路高程及地貌分布情况为：1）安多盆地地段高程为4650～4700m，地形地貌为山间盆地；2）申格里贡山～121道班地段高程为4900～4600m，地形地貌为中高山间隔山间沟谷；3）121道班前方6km地段高程为4580～4600m，地形地貌为山间盆地；4）121道班前方6km处～123道班（两道河兵站）后侧2km处（线路跨青藏公路处）地段高程为4600~4850m，地形地貌为中高山间隔山间沟谷；5）123道班（两道河兵站）前方4km及后方2km地范围内高程为4700m，地形地貌为山间谷地；6）123道班（两道河兵站）前方4km处～124道班地段高程为4700～4850m，地形地貌为中高山间隔山间沟谷；7）124道班～125道班前方6km（线路二次跨越青藏公路附近）范围内高程为4550～4700m, 地形地貌为山前冲洪积平原；8）125道班前方6km处（线路三次跨越青藏公路附近）～128道班线路结束处范围内高程为4550～4750m，地形地貌为中高山间隔山间宽缓沟谷。 BiI?eT +
2.2 沿线年平均气温分布 8#b>4 Dx
对于冻土发育情况来说，气温条件是控制冻土最大冻结深度（季节性冻土）以及季节融化深度（即上限，多年冻土）的决定因素，因此本次线路勘测过程中亦充分收集了沿线的年平均气温的分布情况资料。 $Pv;>fHu
根据中国科学院兰州冰川冻土研究所一九八一年十月编制的青藏公路沿线年平均气温等值线图可知：自当雄～安多，年平均气温由0℃至－3.6℃，其中当雄县年平均气温为0℃，那曲县年平均气温为－1.3℃，安多县年平均气温为－3.6℃，青藏公路124道班处年平均气温为－2.5℃。 7UM!<@9 \
3 沿线岩土组成及分布 [+dOgyK
根据本次野外勘测工作，结合线路所跨地段的区域地质资料，沿线岩土组成由上及下依次为：第四系覆盖层；下伏基岩。 t F^|,9_<
第四系覆盖层，包括中高山表面残坡积层、山间沟谷中部冲洪积层、山间盆地冲洪积层，岩土组成主要为碎石类土：粉土（粘性土）混碎（块）石及碎（块）石土，其间可能夹有粉土及砂透镜体。 a M I\gCB/
基岩层，包括侏罗系拉贡塘组沉积岩（包括砂岩、灰岩及泥岩）、燕山时期岩浆岩（包括花岗岩、花岗片麻岩、玄武岩） g|L" |Q
4 沿线冻土分类及分布 WB~
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调查表明：对应于青藏公路的116道班安多县北部白圣山南坡以北至唐古拉山之间的广大地区，最低海拔线在4780m以上、年平均气温低于－3.5℃、年平均地表温度在0℃及以下，该地区多年冻土呈连续分布。 \ @6P A
而在该区以南，直至喜马拉雅山之间的广阔区域，在公路沿线附近断断续续不同程度分布着各类岛状多年冻土，由北界可向南延伸90km。其中连续多年冻土南界至青藏公路的125道班之间的地区，最高海拔线在4950m左右，最低海拔线为4640m，年平均气温在－2.5℃～－3.5℃之间，部分地段年平均低温在0℃左右，岛状多年冻土分布较为集中，冻土面积占20％，属于较连续的岛状多年冻土分布区。 lt%bGjk
沿青藏公路的125道班以南的四道梁高地、念青唐古拉山地，由于海拔高度的影响，均有多年冻土的存在，而在河谷地带，因海拔较低，气候较温和，广泛发育着季节冻土。 TNs ;#Q
4.1 沿线多年冻土分布特征 ^wDZg`
对于本线路三队沿线，根据不同的地貌单元，可以把岛状冻土分为：山间盆地冻土岛、山间沟谷冻土岛、山前倾斜平原冻土岛、高山平坦顶部冻土岛等四种类型。 2@ 4^ 81
有关资料显示，岛状多年冻土在平面上都分布于地形易于积水的低洼平坦地段，以沼泽化湿地尤为发育。工作区内凡是多年冻土岛地段一般多呈沼泽化或半沼泽化湿地，上限埋藏浅，一般为1.1～1.5m，含冰量较大。 :y#KR\T1
调查表明：沿线的岛状多年冻土的下限都处在海拔4600m以上， }H2<w-,+
而且愈向南出现岛状多年冻土的海拔愈高，这些地段的年平均气温都低于－2℃～－2.5℃。另外，由于地表条件、岩性及含水量的不同也会造成冻土特征的明显差异。 jF4h/((|EU
根据上述岛状多年冻土的特征，结合下列地面特征，可以判别岛状多年冻土的存在： ,I# X[^/
（1）地形 岛状多年冻土一般分布在山间盆地、平缓山间沟谷地以及低洼的山前缓坡等部位。这些地形有利于积水，且土颗粒细，地表草皮发育，因而能保存（或发育）多年冻土。此外，在一些平缓山顶山脊上，海拔大都在4900m以上，由于年平均气温低，也存在多年冻土，如申格里贡山地段。 X$z@ *3=
（2）沼泽化湿地及冻胀草丘 多年冻土层与沼泽化湿地的形成是相辅相成。多年冻土层阻碍了地表水的向下渗透，使表层土层成为过湿饱和状态，使土壤的沼泽化产生和发育创造了条件；而沼泽化湿地的存在有利于多年冻土的保存（冻结时沼泽化土壤成为饱冰、富冰冻土，导热系数较大，利于散热降温，在融化季节，沼泽化土壤呈湿润或过湿状态，热容量较大，起了保温作用，保护了多年冻土的存在）。同时，沼泽化湿地较相邻地区最有利于首先形成多年冻土层，或在总的冻土退化的背景下冻土最容易残留下来。因此，工作区内凡是多年冻土岛地段一般呈沼泽化或半沼泽化湿地，地表沼泽化严重地段，多年冻土尤为发育，上限埋藏浅，一般为1.1～1.5m，含水量较大，上限处普遍发育较厚的冰层（厚约20cm）。 iX
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在多年冻土区的沼泽化湿地，还可以发现其中有星罗棋布的冻胀草丘。大小高矮不一，直径一般为50～70cm，高30～60cm，草丘间往往有垂向冻结裂缝，缝宽约1～10cm，这是由于冻土的存在阻碍了地表水的下渗，表层富水，冬季冻胀而形成。这种景观与非多年冻土区沼泽化湿地中平缓浑圆状草地，有着十分明显的差别。 g!%C_AI
（3）多年生冻胀丘 这是多年冻土岛存在的重要标志，由于在洪积扇前缘地段和山前缓坡下部低洼处，植被茂密，潜水丰富，地表导热性能差，冬季由于地表冻结和多年冻土的回冻作用，使土层中的水分和地下水承压而向薄弱处转移，并发生冻结，将地表隆起，形成具有冰核的冻胀丘。沿线在青藏公路120、123等道班附近的多年冻土岛中都分布着多年生冻胀丘。 a:nMW '!
4.2 沿线季节冻土分布特征 MW&ww14
根据调查及结合已收集的有关资料表明：本队线路所经区域由于海拔一般为4550 m~4900 m，且年平均气温较低0℃至－3.6℃，因此上部岩土除发育多年冻土的区段外，绝大部分地段发育季节性冻土。通过现场勘探及调查，根据各区段海拔高程、年平均气温以及覆盖层岩性的不同，其相应的最大季节冻结深度也相应有差异，一般与海拔高程成正比、与年平均气温成反比，具体见表一：沿线各区段冻土工程地质条件表。 9;,_Q q
5 岩土工程处理措施 Ip_S8
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通过以上的勘测工作，对该段线路所跨区域的冻土工程地质特征有了较为充分的认识，结合相关的资料文献，笔者针对冻土的岩土工程处理提供给设计专业如下措施： &Xw{%Rg
5.1 对勘测成品资料杆塔一览表中提出有建议的塔位，设计应予以特别重视。 =pH WqGOD
5.2由于沿线冻土发育，随季节变化会形成季节冻结和融化现象，冬季，塔位周围岩土中的地下水在冻结过程中会对基础侧壁产生切向冻胀力（季节性冻土最大季节冻结深度以上范围和多年冻土最大季节融化深度即上限以上范围），以及对基底的法向冻胀力（仅在多年冻土中的塔位基础），这两种力均对塔基的稳定造成严重影响。而决定地基土的冻胀作用强弱的主要因素，即为岩土中的含水量的多少，一般规律是含水量的大小与冻胀作用成正比，其次是岩土中粉粘粒（粒径小于0.074mm）的含量，其大小可决定岩土冻胀系数的大小，使冻结过程中的地下水能否容易向基础以外挤出，会间接地影响对基础冻胀作用的强弱。因此，为了削弱或消除冻胀作用对基础侧壁的上拔力，就应从以上两个方面着手： _h;#\ )%~
（1）消除地下水的作用：可在基础的侧壁涂敷一层润滑剂以使基础与地基土隔离开，润滑剂可采用沥青混5%废机油、工业凡士林、重油等憎水性物质。对于地基中地下水较为丰富、冻胀作用强烈的塔位，基础侧壁涂敷润滑剂后，还可在迎土一侧0.5m的范围采用渣油混粗砂（重量比1：6）加热拌和进行换填夯实（一览表中建议中未专门提出此建议的按碎石换填处理考虑）。另外，为防止地表水的重新进入，位于斜坡上的塔位可在迎坡侧2米处修筑排水沟进行阻挡，基坑回填夯实后可在基础表面涂抹一薄层（不应过厚，一般为5~10mm）水泥砂浆，以利散水和排水。 e]N?{s
（2）消除细粒土的作用：可在基础迎土面0.5m范围内以碎石进行换填夯实，但用于换填的碎石中的粉粘粒（粒径小于0.074 mm）含量必须小于12%。对于持力层为基岩的塔位，基础外侧涂敷润滑剂后，可不按上述要求进行碎石换填，但必须严格控制基坑回填料的组成：以碎石为主，其中的粉粘粒（粒径小于0.074 mm）含量必须小于12%，且必须进行夯实处理。 ~b L^&o(W
对于冻胀作用对基础底部产生向上的法向冻胀力，可采用深埋基础的方法对其进行削弱或消除，一般来讲，对于季节性冻土只要将基础深埋至最大季节冻结深度以下即可；而对于多年冻土可将基础深埋至最大季节融化深度（即上限）以下结合基底以下0.3~0.5m采用碎石换填夯实处理即可。 7/^` y')
5.2.1 对于地基岩土发育季节性冻土的塔位，一般处理为：基础埋深 -UgD
必须至最大冻结深度以下；在基础的侧壁涂敷一层润滑剂以使基础与 v"x{oD$R
地基土隔离开，润滑剂可采用沥青混5%废机油、工业凡士林、重油 1~X~"M
等憎水性物质；在基础迎土面0.5m范围内以碎石进行换填夯实，但 ODE9@]a
用于换填的碎石中的粉粘粒（粒径小于0.074 mm）含量必须小于12%； -?)` OHc^
对于持力层为基岩的塔位，基础外侧涂敷润滑剂后，可不按上述要求 r2,AZ+4FP
进行碎石换填，但必须严格控制基坑回填料的组成：以碎石为主，其 T^'NC8v
中的粉粘粒（粒径小于0.074 mm）含量必须小于12%，且必须进行 GMLDmT V
夯实处理；另外，为防止地表水的重新进入，位于斜坡上的塔位可在 XHq8p[F
迎坡侧2米处修筑排水沟进行阻挡，基坑回填夯实后可在表面涂抹一 %*4Gx +b
薄层（不应过厚，一般为5~10mm）水泥砂浆，塔位地表平坦的可于 f?xc-lX5R
基坑回填夯实后在表面涂抹一薄层（厚度同上）水泥砂浆，中心略高， d 3
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以利散水和排水。 }M%U}k]+@
对于地基中地下水较为丰富、冻胀作用强烈的塔位，应进行特殊 ) {=2td$=$
处理：在基础侧壁涂敷润滑剂后，再于迎土一侧0.5m的范围采用渣油混粗砂（重量比1：6）加热拌和进行换填夯实（不再进行碎石土换填），其余处理措施与一般处理的一致。 ;-Bi~XD
5.2.2 对于地基岩土发育多年冻土的塔位，基础在上限以上部分的岩 jTjGbC]X
土会随季节变化而往复冻融，同样会对基础产生切向冻胀力，因此对 =l%"Om*A
其处理应与季节性冻土处理一致，可参照5.2.1条中所列方法，同样 SVvR]T&_
分为一般处理和特殊处理（与季节性冻土分别对应，基础埋深应为上 :m|%=@]`
限以下）。考虑到基础施工过程中以及基础浇筑后均会升高基底以下 f#9DU}2m
恒冻层的温度，导致其融化，且冻土层较薄，一般为20~60m；所以， "f'pa&oHi
为安全起见，基础设计时地基承载力建议采用岩土未冻结时的强度， n|,kL!++.
并且采用允许融化的原则进行设计；为了尽可能减少地基的变形、防 8!e1T,:b
止结构破坏，可采用加大基础的埋深以减少变形量、在基底下0.5m 3)SO-Bz\
采用碎石换填夯实处理、加强结构的整体性与空间刚度等措施；另外， 5tyr$P! N
施工过程中，基坑开挖后应及时进行基础浇筑，以尽量保持恒冻层的 h9Zf4@w
温度，基底下若为厚层地下冰应予以挖除。 'MEO?]Tf.^
5.3 为防止因塔位施工而促使冲沟形成，故对存在汇水面的塔位，应 Iz; hje4JL
考虑在塔位迎坡侧2 m处修建排水沟。施工弃土应堆放在线路前后方 j\t"4=,n
向远离塔位的地方，施工完毕后，应尽量及时恢复原始地貌；另外， [;5?=X,LD
施工时应尽量保护好塔位四周的植被。 # f~,8<K
5.4 线路中部分塔位位于山前冲洪积地貌单元及河边阶地上，地势较 !wl3 }]q
低，地下水位较高，且水量丰富，因此在施工开挖过程中应有有效的 C`|'+
降排水措施。 ((Bu Bu>
5.5对于N4022~N4027、N4055、N4095~N4099等塔位下部存在细砂及粘粒含量较少的粉土，且地下水丰富，基坑开挖过程中可能会出现涌砂现象，建议施工时应及时进行支挡，并辅以有效的抽排水措施。 wr\d5j
5.6由于我院在冻土地区进行线路勘测本线路为首次，工作经验积累不足，加之，本次勘测外业工作期间气候变化异常对工作影响较大，而且工期较为紧张，因此，应在施工过程中加强工代的现场验槽工作，发现问题及时处理，以弥补施工图勘测工作中的不足。 ;dq AmBG{8
6 结语 q#W7.8 Z@
通过本次工程的实践，使笔者对冻土的工程地质特征及岩土工程处理有了一定的认识，并积累了相关的工程经验，为今后的类似工程提供了借鉴；但是为使认识进一步提高还需更多的研究。 RU`m|<
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参考文献： Umwd <o
1、《冻土工程地质勘察规范》 GB50324-2001 建设部 ]@@ 3]
2、《青藏公路沿线年平均气温等值线图》中国科学院兰州冰川冻土研究所一九八一年十月编制 4qw &G
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表一 沿线各区段冻土工程地质条件表 ^%|(dMo4
杆塔编号分段 地段名称 年平均气温(Cº) 海拔高程 -:txmM T
(m) 地形 冻土类型 主要岩性 最大冻结深度或融化深度(m) 不良地质现象 冻土工程 =\IcUY,4
分类 冻胀性（季节冻土） #^IEQZgH
融沉性（多年冻土） R!7emc0T
N4001~N4029 安多 -3.6 4650~4850 山间盆地 季节性冻土 碎块石及花岗岩 4.0~4.2 / S~D型 弱冻胀~强冻胀 L|D SEth
$ohg?B ;
N4030~N4039 申格里贡山 -3.5 4900~4980 中高山 岛状多年冻土 花岗岩及碎块石 3.8~4.2 热融滑塌及沼泽化湿地 S~D型 上限以上冻胀，以下不融沉~弱融沉 (0%0+vY
N4040~N4071 119道班~120道班 -3.0~ Y4PU~ l
-3.5 4750~4870 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 花岗岩及碎块石 4.0~4.2 石海、沼泽化湿地 D型 弱冻胀~冻胀，低洼地段为强冻胀 'WH@Zk/l
N4072~N4075 120道班 -3.0~ oL' :07_
-3.5 4700~4750 山梁间隔宽缓沟谷 季节性冻土 花岗岩及碎块石 4.0~4.2 沼泽化湿地 S型，低洼处为D型 弱冻胀，低洼地段为冻胀 oh{!u!L`]
N4076~N4077 120道班 -3.0~ G:qkk(6_#
-3.5 4680 宽缓沟谷 零星岛状多年冻土 碎块石 3.8~4.0 沼泽化湿地、斑状草皮 D型 上限以上为冻胀，以下为融沉 maANxSzi
N4078~N4085 120道班 -3.0~ F*WW v&\X
-3.5 4650~4750 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及花岗岩 3.8~4.0 石海、沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 冻胀~强冻胀 wzAp`Zs2Dm
N4086 120道班 -3.0~ a.F6!?
-3.5 4680 冲洪积平原 零星岛状多年冻土 碎块石 4.0 沼泽化湿地 D型 上限以上为冻胀，以下为融沉 ye U4,K o
N4087~N4094 120道班~121道班 -3.0~ IQK__)
-3.5 4680~4600 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及花岗岩 3.8~4.0 石海、沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 冻胀，低洼地段为强冻胀 H9)$ #r6i
N4095~N4096 121道班 -3.0~ X/,4hjg
-3.5 4600 山间盆地 零星岛状多年冻土 卵石 3.8~4.0 沼泽化湿地 D型 上限以上为冻胀，以下为融沉 %v++AcE
N4097~N4106 121道班 -3.0 4580~4650 山间盆地 季节性冻土 卵（碎）石 3.8 / S型，水位浅的为D型 弱冻胀，水位浅的为冻胀 ^=)? a;V
N4107~N4111 121道班 -3.0 4650~4750 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及花岗岩 3.8~4.0 沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 弱冻胀，低洼地段为冻胀 SZ}t_w `
N4112 121道班 -2.5~ -3.0 4600 中高山坡脚 零星岛状多年冻土 碎块石 4.0 沼泽化湿地 D型 上限以上为冻胀，以下为融沉 JnX@eBNV
N4113~N4135 121道班~两道河兵站 -2.5~ -3.0 4600~4800 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及灰岩 4.0 石海、沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 冻胀，低洼地段为强冻胀 6ju +#]T
N4136~N4138 两道河兵站 -2.5~ -3.0 4730 中高山缓坡上 零星岛状多年冻土 碎块石 4.0 泥流阶地、沼泽化湿地 S~F型 上限以上为~弱冻胀~强冻胀，以下为弱融沉~融沉 ZgO7W]Z4
N4139~N4143 两道河兵站 -2.5~ -3.0 4700~4780 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石 3.8~4.0 沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 冻胀，低洼地段为强冻胀 $jb3#Rj4
N4144~N4177 两道河兵站~124道班 -2.5~ -3.0 4700~4850 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及灰岩 3.8~4.0 沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 冻胀，低洼地段为强冻胀 tYt/m6h
N4178~N4187 124道班 -2.5 4700 冲洪积平原 季节性冻土 碎块石 3.5~3.8 沼泽化湿地 D型 冻胀~强冻胀 _96hw8
N4188 124道班 -2.5 4700 冲洪积平原 零星岛状多年冻土 碎块石 3.5 沼泽化湿地 D型 上限以上为强冻胀，以下为融沉 i3 k ',8
N4189~N4200 124道班~125道班 -2.5~ :SSlUl4sU$
-2.0 4580~4700 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及灰岩 3.5~4.0 / S~D型，低洼处为D型 冻胀，低洼地段为强冻胀 AR\1w'
N4201~N4203 125道班 -2.5~ (bo{v X
-2.0 4550~4580 河流阶地 季节性冻土 卵（碎）石 3.5~3.8 半沼泽化湿地 D型 冻胀 "42u0rH0J
N4204~N4231 125道班~128道班 -2.5~ g5TXs^g
-2.0 4550~4750 中高山间隔宽缓沟谷 季节性冻土 碎块石及灰岩 3.5~3.8 沼泽化湿地 S~D型，低洼处为D型 冻胀，低洼地段为强冻胀
