多年冻土区 热棒路基技术规范DB63／T 1489-2016.pdf

ICS 93.080.01 P 66 备案号：49754-2016 DB63 青 海 省 地 方 标 准 DB63/T 14892016 多年冻土区 热棒路基技术规范 2016-05-20发布 2016-06-01实施 青海省质量技术监督局 发 布 DB63/T 14892016 I 前 言 本规范规范按照GB/T 1.1-2009给出的规则编写。本规范由青海省交通运输标准化专业技术委员会提出并归口。本标准起草单位:青海省交通科学研究院、青海第三路桥建设有限公司、青海地方铁路建设投资有限公司、青海威远路桥有限责任公司、中科院寒区旱区环境与工程研究所、青海一达交通科技有限公司。本标准主要起草人：房建宏、纳启财、徐安花、刘磊、王新燕、韦安祥、柳金福、韩守勇、张学强、蔡相连、李东庆、明锋。DB63/T 14892016 1 多年冻土区 热棒路基技术规范 1 范围 本规范规定了多年冻土区热棒路基的适用范围、技术要求、参数设计、施工工艺和质量验收标准。本规范适用于多年冻土区热棒路基的设计、施工、检测。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 50324 冻土工程地质勘察规范 GB/T 27880 热棒 JTG B01 公路工程技术标准 JTG/T D31-04 多年冻土地区公路设计与施工技术细则 3 术语与定义 以下术语和定义适用于本规范。3.1 冻土 具有负温或零温度并含有冰的土（岩）。3.2 多年冻土 指持续冻结时间在两年或两年以上的土（岩）。3.3 直线度 任何直线水平或垂直方向的偏移量。3.4 直线度偏差 直线上各点跳动或偏移此直线的程度。3.5 DB63/T 14892016 2 多年冻土上限 多年冻土层的顶面。3.6 热棒 用于寒区工程，工作温度在200 K333 K（-73 60）之间，蒸发段在下方、冷凝段在上方、管内凝结液依靠重力而回流的传热管。3.7 热棒路基 通过热棒内工质的蒸发、冷凝循环，将路基及其下部多年冻土中的热量输送到大气，从而降低多年冻土温度，是防治多年冻土融化、长期维持路基稳定性的工程措施。4 基本规定 4.1 工作原理 在多年冻土区路基工程中安装热棒，利用热棒内工质蒸发、冷凝循环，将多年冻土热能散发在大气中，从而降低路基下多年冻土的温度。4.2 适用范围 4.2.1 热棒路基适用于高温高含冰量冻土区或冻土退化地段的新、改建路基工程，也用于防治融化盘偏移所引起的路基不均匀沉陷、纵向裂缝等病害。4.2.2 路基高度8 m时，不宜设置热棒。4.3 设计原则 4.3.1 热棒路基设计应在综合分析冻土工程地质勘察资料、冻土环境影响因素及工程成功经验的基础上，进行热棒参数指标和热棒路基设计方案的热工计算。4.3.2 热棒路基应根据GB/T 27880 中热棒质量的检测方法、JTG/T D31-04 中热棒安装的规定，确定设计原则。5 热棒选用 5.1 根据冻土路基使用要求和冻土工程地质条件进行热工计算，选用相应规格的热棒，且符合国家标准。热棒常用规格如表 1所示。DB63/T 14892016 3 表1 常用热棒规格和尺寸 标准外管直径 D（mm）长度（m）管壁厚度（mm）冷凝段长（m）绝热段长（m）翅片高度（mm）翅片厚度（mm）翅片节距（mm）开齿高（mm）齿宽（mm）额定功率 W 3045 6 2.53.5 2 1 25 2 520 520 28 200 4560 9 3.54.5 3 1 25 2 520 520 210 240 6080 12 4.05.5 4 2 30 2 525 1025 210 300 80100 20 5.06.5 5 2 40 2 525 1035 212 500 90110 30 5.07.5 6 3 40 2 525 1035 212 700 110130 40 6.08.5 8 4 50 2 530 2040 212 1000 5.2 热棒在寒季的产冷量和降温效果，与热棒蒸发段外直径和长度等有关，其热工性能应由试验确定。如无试验资料时，可参考表2 选用。表2 热棒产品性能 标准外管直径（mm）51 60 76 83 89 108 冷凝段长度（m）2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 冷凝（散热）面积（m2）20.7 2.43 3.08 3.36 3.61 4.38 蒸发段长度（m）6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 热流量（W）54.3 62.2 72.7 77.0 80.5 90.9 寒季产冷量（MJ）986.1 1128.5 1318.8 1397.5 1461.2 1648.6 最大平均降温（）5.5 6.3 7.4 7.8 8.2 9.2 融土冻结半径（m）0.89 0.95 1.02 1.05 1.08 1.12 注 1：平均风速 4.5 m/s，热传输半径 2.0 m；注 2：冻土导热系数 1.67 W/(m)，融土导热系数 0.79 W/(m)，融土体积潜热 56.27 MJ/m3；注 3：热棒热流量为冷凝段与蒸发段之间温差为 10 之值；注 4：寒季产冷量为寒季时间长 210 d，温差 10 之值；注 5：根据需要，可制作各种形状、管径、长度的热棒产品。5.3 热棒应符合GB/T 27880规范规定。6 热棒设计 6.1 埋设间距 热棒埋设间距宜为3.0 m4.0 m。热棒路基的两端应向外延伸10 m以上。6.2 合理埋深 多年冻土区路基工程的热棒埋置深度，应根据所在路段多年冻土上限确定，且应保证热棒蒸发段埋置在多年冻土上限以下不小于1.5 m3.0 m的深度。6.3 安装形式 6.3.1 斜插热棒一般用在高速公路路基工程中，斜插角度应视工程需要和环境因素、施工条件确定。DB63/T 14892016 4 6.3.2 在高温高含冰量冻土区和退化性冻土区，路基高度小于2.5 m时，宜设置双排热棒。6.3.3 高度在 5 m8 m或地面横坡陡于 15 及阴阳坡影响明显的路基，多年冻土人为上限出现偏移时，宜在阳坡安装热棒。7 施工技术 7.1 施工准备 7.1.1 施工设备准备应包括以下设备：施工设备准备包括钻孔机械、起吊机械、热棒防护、搬运、固定和回填等设备。7.1.2 施工材料准备应包括以下材料：a)回填料，中粗砂或泥浆足量准备；b)水，回填填料时的工程用水；c)工棚、便道、电源和照明、环境保护与恢复等用料；d)热棒，热棒吊装前，应在现场对热棒的防腐、保温、防水层处理等进行检查。7.1.3 施工准备完成后，应根据热棒设计位置进行放线，确定钻孔位置，搭建钻孔平台。7.1.4 成孔应满足下列要求：a)钻进方法，采用干钻；b)钻进角度，根据热棒埋置设计要求，确定钻进角度，钻孔直线度偏差不大于5 mm；c)钻孔直径，根据热棒的外径确定，钻孔直径应比热棒外管直径大50 mm100 mm；d)钻孔深度，终孔深度应大于设计埋置深度0.1 m0.2 m。7.2 热棒安装 7.2.1 钻孔完成后，应及时进行热棒安装。不能及时安装时，应采取临时措施保护钻孔。安装时，应遵循下列要求：a)利用热棒顶盖的环型槽作受力点进行系吊，要求吊车吊臂有效长度超过热棒总长 1.0 m；b)起吊过程中，应采取防护措施，不应损伤冷凝段翅片、蒸发段底部及防腐涂层；c)将热棒按设计要求将孔内热棒导正；d)热棒插入深度、垂直度或角度检查合格后，用支架等固定。7.2.2 热棒固定后，采用水中沉砂法灌入过筛后的中粗砂，回填热棒与孔壁间的空隙，确保回填密实。待回填砂冻结后方可拆除支架。7.2.3 热棒安装完成后，及时对施工现场进行清理和恢复。7.2.4 热棒安装完成后，应按设计要求验收热棒安装质量，并检查现场清理和恢复情况。7.2.5 两根热棒安装水平相对误差应小于 30 mm，埋深高程误差应小于 20 mm。_