一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法与流程

本发明涉及在冻结地基上形成的基础，特别是涉及一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法。

背景技术：

1、季节冻土，是指在一定时间内(通常是半年左右)，地面部分区域经历从冬季冻结到夏季完全解冻的过程的土层或岩层。这种冻土类型受到季节变化的直接影响，表现为显著的温度波动。在季节性冻土处于冻结状态时，上面的施工可以直接进行，不需要额外操作，一旦季节性冻土融化，就形成了烂泥，无法通行车辆及其他施工器械，需进行加固。

2、目前季节冻土的加固方式主要为换填法及保温法，换填法是把冻土活动层(冻土会完全融化的部分)替换成粗砂、砾石等材料，保温法是在土体表面设置保温层。当然除了换填法和保温法之外，还有一种做法是排水，但这种做法的适用场景非常有限。

3、但这些加固方式，对于临时道路这样的结构并不适用。临时道路是建筑施工过程中，为了临时运输物料的道路，比如公路/铁路/建筑的施工工地边上运输各种建材和渣土的土路。对临时道路而言，无论是换填法还是保温法，都显得成本过高(物料和人工成本都高)。同时，换填法还面临着无论何时施工都十分困难的问题，如果在冻结状态下施工，把冻土刨除十分困难，如果在融化状态下施工，又无法使用大型施工器械。保温法效果还存在效果差(只能短时间维持冻结)且不利于车辆通行(保温材料导致的)的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法。

2、解决的技术问题是：现有的季节冻土加固方式，对临时道路而言成本过高，且每种加固方式各自还存在不同的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，通过对季节性冻土表面进行硬化来形成临时道路的路基，所述临时道路为公路、铁路、以及建筑的施工工地附近运输建材和渣土的土路，所述硬化方法包括以下步骤：

4、步骤一：清除冻土表面影响车辆行进的杂物；

5、步骤二：在冻土的活动层开始融化前，沿道路延伸方向向冻土表层中加入可溶性钙盐，并与冻土接触；同时在冻土的活动层与注入可溶性钙盐的位置相邻的位置，沿道路延伸方向向冻土表层注入硅酸钠溶液，冻土的活动层与可溶性钙盐接触并融化，与硅酸钠溶液反应形成注浆结石体，完成对临时路面的硬化。

6、进一步，步骤二中，可溶性钙盐及硅酸钠均以饱和溶液的方式注入冻土，可溶性钙盐和溶液记作钙浆液，硅酸钠饱和溶液记作硅浆液，且若冻土表面存在草甸，则浆液注入位置低于草甸至少5厘米。

7、进一步，步骤二中，注入冻土的可溶性钙盐和硅酸钠满足如下条件：

8、条件1：注入冻土的可溶性钙盐的总摩尔数减去冻土活动层中土壤溶液中的碳酸根的摩尔数，剩余的可溶性钙盐溶于冻土活动层中含有的自由水、钙浆液中含有的水和硅浆液中含有的水的总和时，形成的溶液的凝固温度低于施工时的气温；

9、条件2：钙浆液和硅浆液的总体积为冻土活动层中总空隙体积的100-130％；

10、条件3：硅酸钠过量10-20％。

11、进一步，步骤二中，采用改造的播种机向冻土中注入两种浆液，改造的播种机中，排种器和开沟器替换为行进注浆单元，种肥箱替换为浆液储罐，所述行进注浆单元包括一排通过间距调节螺杆连为一体的破土角钢，所述破土角钢为棱向底部播种机行进方向前方倾斜的角钢，破土角钢的背面的槽中绑扎有与浆液储罐连通的注浆管，各注浆管汇入一根总管后，经注浆泵接入浆液储罐；间距调节螺杆上位于破土角钢左右两侧的位置分别设置有用于调节破土角钢间距的锁定螺母；

12、可溶性钙盐溶液及硅酸钠溶液分别存储与两个不同的浆液储罐，相邻两个破土角钢对应的注浆管分别与不同的浆液储罐连通。

13、进一步，所述破土角钢的棱上焊接有加劲肋，所述加劲肋为钢筋，并与破土角钢组合为三角形框架；所述破土角钢的底部沿水平方向切削为用于破土的尖头，并在每次施工完成后重新进行切削。

14、进一步，在使用状态下，相邻两个破土角钢的间距不大于浆液扩散半径。

15、进一步，步骤二在冻土的活动层处于冻结状态且气温不低于零下5摄氏度时进行。

16、进一步，所述可溶性钙盐为氯化钙或甲酸钙，在冻土为黏性冻土时，所述可溶性钙盐为甲酸钙。

17、本发明一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

18、本发明合理利用了临时道路不需要消除冻胀只需要消除融陷的特点(整个施工过程中不仅不能消除冻胀，反而使其更加严重了，但临时道路冻胀无影响)，借助移动注浆设备将可溶性钙盐与硅酸钠一同注入冻结的季节性冻土中，可溶性钙盐不仅能够像融雪盐那样在低温下将冻土融化，从而让冻土参与到后续的固化过程，而且还能与硅酸钠反应将融化的冻土固化为注浆结石体，从而以较低成本(人力成本及物料成本均低)快速地对季节性冻土进行固化，使其不再融陷。同时移动注浆设备的使用过程与冻土融化并固化的过程是分开的，需要使用大型施工器械的步骤全在冻土处于凝固状态下进行，不受冻土融化影响。

技术特征：

1.一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，通过对季节性冻土表面进行硬化来形成临时道路的路基，所述临时道路为公路、铁路、以及建筑的施工工地附近运输建材和渣土的土路，其特征在于：所述硬化方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：步骤二中，可溶性钙盐及硅酸钠均以饱和溶液的方式注入冻土，可溶性钙盐和溶液记作钙浆液，硅酸钠饱和溶液记作硅浆液，且若冻土表面存在草甸，则浆液注入位置低于草甸至少5厘米。

3.根据权利要求2所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：步骤二中，钙浆液和硅浆液满足如下条件：

4.根据权利要求2所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：步骤二中，采用改造的播种机向冻土中注入两种浆液，改造的播种机中，排种器和开沟器替换为行进注浆单元，种肥箱替换为浆液储罐，所述行进注浆单元包括一排通过间距调节螺杆连为一体的破土角钢，所述破土角钢为棱向底部播种机行进方向前方倾斜的角钢，破土角钢的背面的槽中绑扎有与浆液储罐连通的注浆管，各注浆管汇入一根总管后，经注浆泵接入浆液储罐；间距调节螺杆上位于破土角钢左右两侧的位置分别设置有用于调节破土角钢间距的锁定螺母；

5.根据权利要求4所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：所述破土角钢的棱上焊接有加劲肋，所述加劲肋为钢筋，并与破土角钢组合为三角形框架；所述破土角钢的底部沿水平方向切削为用于破土的尖头，并在每次施工完成后重新进行切削。

6.根据权利要求4所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：在使用状态下，相邻两个破土角钢的间距不大于浆液扩散半径。

7.根据权利要求1所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：步骤二在冻土的活动层处于冻结状态且气温不低于零下5摄氏度时进行。

8.根据权利要求1所述的一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，其特征在于：所述可溶性钙盐为氯化钙或甲酸钙，在冻土为黏性冻土时，所述可溶性钙盐为甲酸钙。

技术总结本发明涉及在冻结地基上形成的基础技术领域，公开了一种用于季节冻土的临时道路路基硬化方法，本发明合理利用了临时道路不需要消除冻胀只需要消除融陷的特点，借助移动注浆设备将可溶性钙盐与硅酸钠一同注入冻结的季节性冻土中，可溶性钙盐不仅能够像融雪盐那样在低温下将冻土融化，从而让冻土参与到后续的固化过程，而且还能与硅酸钠反应将融化的冻土固化为注浆结石体，从而以较低成本快速地对季节性冻土进行加固，使其不再融陷。同时移动注浆设备的使用过程与冻土融化并固化的过程是分开的，需要使用大型施工器械的步骤全在冻土处于凝固状态下进行，不受冻土融化影响。技术研发人员：冉光跃受保护的技术使用者：中交一公局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11