ICS 93.080.01 P 66 备案号：49754-2016 青 海 DB63 省 地 方 标 准 DB63/T 1489—2016 多年冻土区 热棒路基技术规范 2016 - 05 - 20 发布 青海省质量技术监督局 2016 - 06 - 01 实施 发 布 DB63/T 1489—2016 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。 I DB63/T 1489—2016 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 1 DB63/T 1489—2016 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 K～333 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。 2 DB63/T 1489—2016 表1 常用热棒规格和尺寸 标准外管 直径 D （mm） 长度 （m） 30～45 ≤6 2.5～3.5 ≤2 ≤1 ≤25 ≤2 45～60 ≤9 3.5～4.5 ≤3 ≤1 ≤25 60～80 ≤12 4.0～5.5 ≤4 ≤2 80～100 ≤20 5.0～6.5 ≤5 90～110 ≤30 5.0～7.5 110～130 ≤40 6.0～8.5 管壁厚度 冷凝段长 绝热段长 翅片高度 翅片厚度 翅片节距 （mm） （m） （m） （mm） （mm） （mm） 开齿高 （mm） 齿宽 （mm） 额定功率 W 5～20 5～20 2 ～8 200 ≤2 5～20 5～20 2～10 240 ≤30 ≤2 5～25 10～25 2～10 300 ≤2 ≤40 ≤2 5～25 10～35 2～12 500 ≤6 ≤3 ≤40 ≤2 5～25 10～35 2～12 700 ≤8 ≤4 ≤50 ≤2 5～30 20～40 2～12 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） Ф51 Ф60 Ф76 Ф83 Ф89 Ф108 冷凝段长度（m） 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 冷凝（散热）面积（m ） 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 2 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 m～4.0 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 m～3.0 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。 3 DB63/T 1489—2016 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 m～8 m 或地面横坡陡于 1﹕5 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 mm～100 mm； d) 钻孔深度，终孔深度应大于设计埋置深度 0.1 m～0.2 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。 _________________________________ 4