1）通风管路基的工作原理

通风管路基主要由路基土体、道渣和通风管构成，如图3—82 所示。通风管路基和片块石路基一样，也是通过调节大气与路基间的对流换热，利用天然冷源来实现路基自身及其下部地基土的冷却降温作用的“气冷路基”，是一种有效的主动保护措施。通风管路基是在路基一定高度的位置铺设贯通、垂直于路基走向的通风管道，用以增大路基与大气之间的对流换热强度，利用比路基温度低的空气的流通带走路基热量，达到冷却地基的目的。

2）通风管路基的适用条件

通风管路基对流降温效果显著，工程造价低，施工工艺简便，而且青藏高原上有着丰富的风能资源，非常适合修筑通风管路基，一般适用于路基高度大于2 m的高温高含冰量多年冻土区路段。

图3—82　通风管路基

3）通风管路基设计

通风管路基是一种新型的路基形式，在青藏公路、青藏铁路项目中也只是在部分试验段使用，在多年冻土区公路建设中还未大规模应用。因此，通风管路基在多年冻土区的作用机理、工作特点等需要得到进一步的揭示，设计理论和方法仍需深入研究。根据通风管路基工作机理和工程设计中的需要，基于数值模拟计算，对通风管路基的温度场进行分析，揭示管径、路基高度等对路基温度场的影响，提供一些设计参数。

图3—83是不同管径的通风管路基温度曲线。可以看出，管径为0.70 m的通风管路基降温效果与管径为0.30 m和0.50 m的通风管路基相似，在路基运营期内，通风管的降温效果一直比较稳定，路基下0℃基本保持在－2.5 m处左右。

图3—83　不同管径的通风管路基运行20年路中温度曲线

图3—84　不同填土厚度的通风管路基运行20年路中温度曲线

为了比较不同填土高度的通风管路基降温效果，选择管径为0.50 m的通风管路基，计算了填土厚度分别为0.80 m、1.30 m、1.80 m和2.30 m四种类型的路基运行20年的温度场。统计了在路基运行20年的各种类型路中位置的温度曲线，如图3—84所示。图中给出了填土厚度分别为0.80 m、1.30 m、1.80 m和2.30 m的路基在第二十年10月份路中的温度，在数据处理时已经除去路基的温度，图中温度曲线为路基下地基的温度曲线。可以看出，随填土厚度的增加，路基下人为上限的抬升差异不大，对于路基下多年冻土的温度影响也不大，因此在实际设计时可以根据具体情况确定路基填土高度。

本项目通风管路基按照以下参数设计：

①通风管路基的管材采用内径0.4 m、外径0.5 m的钢筋混凝土预制管，管长1 m。

②通风管的埋深应大于3～5倍管径，距路基顶面以下1 m，且通风管铺设应比原地面高0.7～1 m距离，一方面可以获得较高的风速，另一方面可以避免地表水流入通风管，影响通风管的效果。

③通风管纵向按照相邻两管壁间距2 m布置，通风管伸出路堤边坡长度应大于30 cm。

④在进行通风管路基的设计时，必须调查当地的主风向，尽量使通风管与当地主风向保持一致，否则会影响通风管路基的降温效果。

4）通风管路基施工工艺

（1）基本要求

①按照设计要求，对拟使用的通风管进行结构设计和定制，实验合格后定型生产，对于预制混凝土通风管，建议在气候条件和养生条件较好的地方集中预制，对自检合格的产品由检测机构对其进行检测，重点是通风管的混凝土配合比检测、抗压强度检测，通风管尺寸必须符合设计要求，外观平整光洁，承插口无开裂和碰撞损伤。该检测属于抽检检测，按照使用量要求对预制的每批次按照相应抽检频率抽检，检测合格的出具检验报告、第三方检测报告，防止不合格产品用于工程。通风管成品如图3—85所示。

图3—85　通风管成品

②施工前专门的技术交底。鉴于通风管路基尚没有可行的施工技术规范，施工人员不熟悉施工过程及质量控制注意事项，在所用材料、机械设备、人员准备充分，明确设计和施工意图，技术人员专门的技术交底后，方可进行施工。

③施工前基底处理和路基填筑。应本着“宁填勿挖”的原则，尽量减少对附近原地表的开挖。同时，按设计与施工技术细则要求，根据冻土分布地段路堤含冰量的不同分别进行处理，通风管以下路堤必须按设计要求压实处理。

④为保证边坡的压实度，路基填筑时路基两侧应比设计超宽30 cm以上。为保证通风管左右两侧通风顺畅，路拱横坡应适当放缓，横坡设置成为0.5%～1%。路基底面整平、碾压后，进行平整度和压实度检测，检测合格后方可进行通风管安放工序。

（2）施工工艺(www.daowen.com)

通风管路基施工按照：管底基础整修→管底基础验收→测量放线→通风管吊装→管位置精调→通风管固定→连接处M10砂浆勾缝→通风管管间砂砾料回填、压实→通风管上部填料填筑、压实的施工流程进行施工。

①管底基础处理、验收。通风管以下路堤必须按设计要求整平、压实，平整度和压实度应达到路基顶面交验标准，并设置0.5%～1%的双向人字横坡。

②测量放线。在路基面上恢复路中线，并根据通风管的设计位置和高程测量确定每道通风管吊装位置，并以白灰线标示。

③通风管吊装、位置精调、固定、勾缝，如图3—86所示。通风管采用装载机吊装、人工配合安装的方式进行。施工时，每段通风管小管口一端必须与相邻大管口一端搭接，搭接长度不小于5 cm。每吊装一段通风管后，都应对整道通风管的顺直度进行检查，并进行精调，然后吊装下一段通风管。每道通风管安装完毕后，应对通风管管道进行检查，确保沿路基横向，每道通风管都能从一端看到另一端。当通风管管壁设计有透壁孔时，透壁孔一侧应位于通风管的下部。通风管两端伸出路堤长度应满足设计要求，通风管两端必须取齐。

通风管位置精调并检查后，采用楔形混凝土块对通风管的位置进行固定，确保后续施工工序施工不会影响到通风管的顺直。

采用M10砂浆对通风管与通风管连接处进行勾缝处理，勾缝前通风管与通风管连接处应洒水处理。

④通风管管间回填、压实，如图3—87所示。对通风管顺直度、位置固定及砂浆勾缝检查后，进行管间回填。为保证纵向通风管之间能够回填、压实，回填材料必须采用砂砾，并采用液压高速夯实机进行压实。

⑤通风管上部填筑。填料应采用自卸汽车运输，使用推土机初平，平地机终平，平整面不得有明显的局部凹凸，非渗水填料平整面应做成向两侧横向排水的4%坡度。

路堤压实应采用重型振动压路机沿路线纵向由两侧向中间进行，各区段交接处应互相重叠压实，纵向搭接长度应不小于2.0 m，横向压实重叠应不小于0.4 m，并按照规范要求控制压实度和平整度。通风管两端伸出路堤长度应满足设计要求，为保证美观，通风管两端必须取齐，如图3—88所示。

图3—86　通风管吊装、精调、勾缝检查

图3—87　通风管管间回填、压实

图3—88　通风管两端取齐

（3）通风管路基质量控制关键点

①通风管检验。施工前应对通风管进行质量检验，通风管尺寸必须符合设计要求，外观平整光洁，承插口无开裂和碰撞损伤。

②通风管基础处理和路拱横坡。通风管底面压实度、弯沉和平整度应达到路基顶面交验标准，并设置0.5%～1%的路拱人字横坡。

③通风管搭接、精调、位置固定、砂浆勾缝。沿路基横向，相邻两段通风管搭接长度不小于5 cm。沿路基横向，每道通风管都能从一端看到另一端。管节横向连接处必须采用M10砂浆勾缝处理。

④通风管管间回填。纵向通风管管间回填材料必须采用砂砾，并采用液压高速夯实机进行压实。

⑤通风管上部回填。通风管两端伸出路堤长度应满足设计要求，为保证美观，通风管两端必须取齐。

5）通风管路基质量及检测要求

①通风管基本技术性能测试（满足设计指标要求）。

②通风管基础压实度、平整度、弯沉、路拱横坡检测（满足路基顶面交验标准，路拱横坡0.5%～1%）。

③通风管吊装、搭接、精调、位置固定、M10砂浆勾缝（满足过程控制要求）。

④通风管管间回填（满足过程控制要求）。