高原高寒地区冻土路基施工技术一直是道路工程领域的重要研究方向之一。文章旨在探讨高原高寒地区冻土条件下路基施工的关键技术，以提高道路施工质量。首先，详细概述了该项目的工程情况。其次，对高原高寒地区的冻土特点进行了系统分析，包括冻土的力学性质、水热特性及变形规律等方面。然后，提出了高原高寒冻土区路基施工技术，包括路基设计、原材料选择和施工工艺设计。最后，提出了冻土路基风险管理可行性措施。结果表明，所提出的路基施工技术可以显著提高路基的承载能力和抗冲击性能。
水源涵养修复与保护一直是露天矿从开采到闭坑后全生命周期治理和生态环境保护中的薄弱环节，涉及高寒冻土区复杂背景下多学科、多圈层环境下更为错综复杂的水问题，其中相互联动水文过程的分析研究更是巨大挑战。在分析自然环境及高寒冻土环境下水传输涵养的影响因素和矿山开采活动对水传输涵养影响的基础上，从不同形式和环境圈层中水的相互交织传输过程，重点分析在自然环境、露天矿生产活动破坏影响和人工修复保护3种情形下的水传输涵养机理。基于全面联系分析查找问题的思路和综合系统治理的原则，提出了水传输涵养系统的概念，并从3个基本构架提出了露天矿水传输涵养系统模式构建：(1)从治理区到与自然水系联通的20余种组合模式及不同类型对象基本适用条件，提出了地表水系联通搭接顶层系统构建；(2)按照近似原位涵养、汇水传输、过水传输、输排通道等功能单元定位，从生态截排水沟、不同截排水沟空间展布样式和输排水骨干网、汇水支网、功能单元分区提出生态截排水网络构建；(3)从微地貌整形、地表毛细沟网络和垂向上多元生态地质层重构理念支撑原位水源涵养系统重构的底层设计。基于以上研究，以5号井为例将其规划建造成10个功能单元分区，实现分区引导...
对于高寒冻土区域林草业而言,科学技术的发展提供了较大助力,不仅提高了林草业生产的机械化水平,还有效促进了高寒冻土区域林草科技的现代化发展。在全球气候变暖推动下,我国不少高寒冻土区域可种植水平有所提高,一些地区的常年冻土变为季节性冻土,可在这些冻土地区适当开展林草生产种植,从而提高当地冻土资源利用率,加快传统林草业生产变革。简述了高寒冻土区域林草业现状,机械化应用于高寒冻土区域可行性分析,提出了推动高寒冻土区域林草业机械化发展的基本策略。
生物结皮是高寒地区地被层的重要组分之一。其作为地表特殊的结构层,能够改变地表结构及土壤理化属性,从而影响冻土环境。迄今为止,关于青藏高原高寒生态系统中生物结皮对土壤理化属性的影响尚不清楚。以青藏高原高寒冻土区生物结皮为研究对象,初步研究了生物结皮的特征及其对土壤理化属性的影响。结果表明:生物结皮在高寒草甸退化过程中广泛发育,主要以藻结皮为主,其盖度可达37.3%～51.7%,结皮层平均厚度为12.6mm。由于生物结皮的发育,高寒地区5～20cm土层粉粒含量有所增加,但差异不显著,而结皮层土壤田间持水量相比于裸地表层(2cm)增加了10%～40%,结皮层容重较裸地降低了30%;两种类型藻结皮均显著增加了结皮层及其下0～20cm土层土壤有机质,而深色藻结皮增加了结皮层及其下0～20cm土层土壤全氮含量,浅色藻结皮仅增加了结皮层土壤全氮含量,对其下0～20cm土层土壤全氮含量没有显著影响;生物结皮对土壤pH没有显著影响;生物结皮是高寒生态系统植被退化过程中的关键环节。研究结果为揭示生物结皮在高寒生态系统中发挥重要生态功能提供依据。
中俄原油管道是我国第一条位于高寒冻土区的大型管道工程。中俄原油管道沿线多为岛状不连续、不稳定冻土,冻胀和融沉风险高。冻土灾害关键致因因素是温度、土壤类型和含水率。文章阐述了中俄原油管道的冻胀、融沉和热熔滑坡三种典型地质灾害的致因因素和失效形式。根据中俄管道冻土区的特性,提出了管道运行中位移和温度场监测的实施方法,以及应用的回填、保温、疏水和支撑等综合性防护措施。
中俄原油管道是我国第一条穿越高寒冻土区的管道,对于保障我国能源战略安全具有重要意义。目前,国内尚缺少高寒冻土区管道运行管理经验,而美国、加拿大、俄罗斯在多年冻土区建设运行了多条油气管道,具有借鉴意义。国外高寒冻土区管道运行管理技术的先进性包括实施冻土融沉监测、管道位移监测和管道内检测准确掌握管道运行状况,管沟分层回填控制施工质量,管道线路管理应用飞机巡线方式、阴极保护系统与管道同步建设运行以及重视管道伴行路维护,同时,研制开发了适用于冻土区管道维抢修的开挖机、破冰工具和履带型机车等。借鉴国外高寒冻土区管道的先进经验,对于保障中俄原油管道的安全运行具有重要意义。
高原地区由于地势较高,氧气浓度低、环境极为恶劣,加上环境温度通常较低,所以进行桥梁的施工工作难度较大,由于长期寒冷而形成的冻土层,硬度较大,不易挖掘,在这种恶劣的条件下开展施工工作,对施工工艺和技术是一个极大的考验。施工人员在这种条件下施工,要结合当地的实际环境条件和地质状况,合理选择施工方法,制定与之相匹配的施工工艺,以保证桥梁施工的顺利开展。
以青海祁连山煤炭基地为例,从含水层敏感性、含水层功能和煤炭开采影响力三方面建立评价指标体系,进行高寒冻土区含水层保护评价。评价结果表明:研究区含水层亟需重点保护的区域面积较小,并且不存在某一种含水层类型普遍处于亟需保护的状态;含水层一级重点保护区零星分布,仅为弧山矿区、江仓煤矿二井田和四井田、冬库矿区的冻结层上含水层以及研究区内主要大泉的补给区;研究区内超过50%的面积为含水层五级保护区,其中绝大多数地区为高山基岩区,虽然保护等级低,但也应加强含水层结构稳定性等方面的监测;木里盆地、江仓盆地与默勒盆地相比较,前者含水层敏感性较强,后者含水层功能较强,虽然保护等级均为二级,但是含水层保护的侧重点不同。
为进一步研究高寒冻土区路基变形破坏演化过程,以漠北公路K6+200断面处的高温高含冰量冻土区路基和K8+200断面处的低温高含冰量冻土区路基为研究对象,在路基不同部位和路基下不同深度处土体埋设温度传感器和变形传感器,研究了高纬度、高寒冻土区不同冻土条件下路基实测温度和变形演化过程及其特征。研究结果表明:在高温高含冰量冻土区,在公路建成2年后,路基下出现了明显的融化盘偏移现象,新建宽幅路基呈现出明显的横向不均匀变形特性,路基下形成了2个融化盘,其中一个明显向路基坡脚处偏移,左坡脚和路中冻土上限明显下降了3～4m,路基下原天然地表处沉降达4～9cm,而路肩处冻土上限基本保持稳定;在低温高含冰量冻土区,在保证一定路基高度的条件下,除了建成初期路基土体存在一定的变形(工后沉陷)外,由路基下多年冻土不均匀融化导致的变形很小,因此,在低温冻土区公路路基稳定性相对较好。可见,研究结论进一步阐释了高温冻土区路基、路面变形严重的成因,为高纬度、高寒冻土区路面结构抗融沉破坏设计和病害防治提供了参考,揭示了高温多年冻土区路基纵裂、沉陷等不均匀变形破坏的特征和成因,相比高温多年冻土区,在保证一定路基高度下低温...