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1、铁路工程冻土生态系统的保护与恢复对策 冻土会随着温度的变化而变化：温度低时，土层由于冻结会膨胀，把钢轨顶起来；温度高时，冻土融化，体积缩小，轨面就会沉下来。青藏铁路要穿过550公里的冻土区，其中包括较不稳定和不稳定的多年冻土地区190公里，极不稳定的高温冻土地段100公里。根据不同的工程地质条件，青藏铁路，土建工程将采取不同的处理原则：在年平均地温较低的稳定型多年冻土区采取保持地基冻结状态；在年平均地温较高，含冰量较小，采用施工及运营期允许融化的原则；在极不稳定的冻土地段，可采用铺设保温层、通风路基、清除冰冻土、热桩、以桥代路等综合技术措施。在各类冻土区都必须加强对冻土的环境保护，对取弃土场、
2、路基填筑方式等均制定了严格的技术要求。1、人为活动对多年冻土环境可能产生的影响(1)影响因素 根据青藏公路及沿线民用建筑物的多年冻土环境调查分析，人类的活动对多年冻土环境的影响主要表现在以下几个方面：l 用地及土石方工程通过改变植被、水文及局部微地貌的环境与条件，对多年冻土的季节融化深度、地温等性状产生影响；l 土石方工程或其他工程构筑物直接破坏冻土的热稳定状态；l 用地及土石方工程直接改变多年冻土区的地表、地下水径流条件；l 工程建设行为等人为活动对多年冻土环境造成破坏。(2)影响分析 人为因素影响下的多年冻土环境的变化表现在以下几个方面：l 高温冻土区的冻土退化；l 高含冰量冻土地段，地表
3、状态的破坏导致热融沉陷(洼地和湖沼)的发生和发展；l 高含冰量、坡度较陡的地段，由于地表状态的破坏产生热融滑塌和融冻流；l 引起其他次生冻土环境问题，如冰椎、冻胀丘等。根据青藏公路及民用建筑物的冻土环境调查分析，人为活动作用下的多年冻土环境问题主要是热融侵蚀、沙化、地表植被及沼泽衰退、地表景观的破坏等，其中以热融侵蚀最为突出。(3)影响预测铁路工程建设对多年冻土环境的影响主要在施工期和运营期。 (1)路基填筑对多年冻土环境的影响 路基填筑对多年冻土环境的影响主要表观为对冻土上限的影响(主要为上限的下降和地表沉陷)，影响较大的地段主要为热稳定性较差的高温极不稳定区和高含冰量冻土地段，这些地段主要
4、分布在沿线的楚玛尔河、北麓河、尺曲、乌丽、沱沱河、不冻泉等盆地及布曲河谷地等。该类型的多年冻土在沿线累计长度只有约38km，对其余多年冻土区的影响程度属轻微。路堑挖方对多年冻土环境的影响在多年冻土区段，路堑挖方工程将破坏地表植被等天然保温层，使冻土冰层暴露，对多年冻土环境的影响主要表观在：l 在高含冰量冻土区，特别是地下冰层埋藏较浅时，可能引起热融滑塌等不良冻土现象；l 在地下水富积地段，对地下水通道的切割可能导致冻胀丘、冰椎的产生。 在路基施工期，如果选择的时节不合理(不是寒季)、或大面积的一次开挖、或在施工过程中保温隔热措施不当等，对多年冻土环境的破坏将是严重的，青藏公路和六、七十年代风火
5、山铁路试验路基工程开挖中已有沉痛的教训在先。 路基渗、排水工程对多年冻土环境的影响 在多年冻土区，路基工程的排水设施如果设置不当，可能会导致多年冻土地表径流的阻隔以及局部地段的积水而引起多年冻土的热融沉陷。隧道工程对多年冻土环境的影响 在多年冻土区，洞身衬砌背后的多年冻土自然形成融化圈。在施工中如不采取及时的措施，融化圈内的冰体融化不仅会导致隧道病害，而且也会引起隧道周边冻土环境退化。为防止隧道产生融化圈，必须对多年冻土区的隧道采取有效的、及时的防护措施。取土场及料场对多年冻土环境的影响 根据多年冻土地区工程设计的原则，铁路工程主要以路堤(填方)形式穿过多年冻土区。所以，铁路沿线数量多、面积大
6、的取土场必将对多年冻土环境产生一定的影响。特别是设计在植被良好的高寒草原、草甸斜坡地带的取弃土场，尽管该部分取弃土场的多年冻土为低含冰量冻土，但由于对覆盖良好的植被的破坏，对多年冻土环境及地表植被景观的影响将比较明显。大临工程对多年冻土环境的影响施工期大临工程主要包括施工场地(含施工营地)、运输便道等。 由于在多年冻土区施工工程具有如下特点：l 工程采取集中取土原则并适当远离线路；l 工期紧，施工标段多，施工人员在一定时期内集中；l 在部分地段，片石料紧缺，需远距离运输且多个开采面同时开工。如不合理选择和严格控制大临工程占地和施工行为将会引起大临工程所在地冻土环境的恶化，破坏高原冻土生态系统。
7、2、缓解铁路工程建设对多年冻土环境影响的措施建议l 在全球气候转暖的环境下，青藏铁路建设中应充分地考虑多年冻土对外界热干扰的敏感性，特别是在潜在的热融侵蚀发育地段（高温、高含冰两冻土地段），在预防基底多年冻土环境破坏的工程措施设计上，建议多采用积极的工程防治措施(如，通风管、倾填片石及热棒等)，增加基底的冷储或减少基底的蓄热。l 对于多年冻土区，由于人为活动和自然条件变化的影响，未来冻土环境的变化可能会出现潜在的环境问题，应加强铁路沿线冻土工程地质条件和冻土环境的监测、预报及相应工程防治对策的研究。3、施工期对冻土环境影响的缓解措施建议(1)路基工程 在修筑路基时尽量不要铲除地表植被，特别是在
8、植被发育的高寒草原和高寒草甸区，保存地表植被能起到保温作用，对保护冻土环境有利；l 在冻胀丘地段、冰椎地段或其它斜坡地段，由于筑路而产生水文地质条件的变化，往往可能在线路附近两侧诱发新的冻胀丘，应做好排水等工程处理措施。l 在部分路基挖方地带，应选择在寒季进行开挖施工并采取及时有效的保温隔热措施，避免因施工季节不当或防护措施不及时造成冻土环境的热融浸蚀；l 在多年冻土区的高寒草甸地带，对工程挖方段植被应采取分割划块铲起、移植于适当的地方培植，以备用来恢复裸露的多年冻土地表植被。(2)取土场及料场l 在河滩、河谷及河流融区取土、料后，应做好河道整理和疏通措施；l 对设计中植被覆盖良好的取土场，建
9、议尽可能重新选择其他更合适的取土场，否则，应采取有效的植被保护措施，如在取土前先行挖出地表植被，选址放置，适时洒水培植，取土完后进行植被回铺等；l 多年冻土区的取土场在取土完毕后，应及时采取平整、顺坡，条件具备时应利用弃土回填；l 个别弃土场的选择如果条件具备时，应优先选在就近的取土场中；l 根据沿线气候和当地条件，在技术经济许可的条件下，对取、弃土场可根据植被恢复措施试验结果，优先采用植物与工程措施的方法保护多年冻土环境。(3)大临工程l 施工场地应充分利用沿线已有公路现有的和现己废弃的道班、营地等，尽可能减少在未经扰动的多年冻土地段的场地设置施工营地；l 进出营地、场地的施工便道在条件具备
10、的情况下，纵向便道应尽可能利用沿线公路、铁路路基及公路废弃的便道，线路横向便道应以少布设、拉大间距为原则，并避开环境敏感地区，以减少对沿线冻土环境的扰动；l 在多年冻土区填筑各类施工便道时，应贯彻“适当远离、集中取土”的原则，并不得在设计之外随意增加取土场；l 在尽量利用拟建路基作便道的前提下，合理布设并尽量减少纵向便道数量；l 加强施工中相关人员的环保教育，施工组织中必须建立环境保护机构及相关管理体系，制定各工种的相应环保措施，以便在各项施工过程中确保相应环保措施得到落实。4、运营期对多年冻土环境影响的减缓措施建议站场地区及附近人员较集中的地方，废水应集中处理，不得随意排放。民用采暖房屋应大量采用架空、通风基础，减少对基底多年冻土的热干扰。青藏高原多年冻土区大多数的地温较高，对环境的变化的敏感性大。在这些地区修建的铁路工程及其它工程建筑物，其稳定性也将会产生变化。鉴于此，应该开展并加强对铁路沿线多年冻土环境的监测，研究和预测它们可能带来的后果，并制定相应的治理措施等，保证铁路的正常运行。
