高寒和多年凍土地區(qū)路橋施工技術(shù)

1、.高寒和多年凍土地區(qū)路橋施工技術(shù)1 概況1.1 高寒地區(qū)和多年凍土的含義高寒地區(qū)是指：一般多指東北地區(qū)和西部高原地區(qū)，年平均氣溫在0以下，持續(xù)-20在15天以上。多年凍土，也稱永凍土，是指凡具有負溫或零溫，其中含有冰的各種土，并且凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)三年以上的土層。在我國主要分布在內(nèi)蒙古和黑龍江大、小興安嶺北部和青藏高原及西部高山等地區(qū)。多年凍土常見的不良凍土現(xiàn)象有：凍脹丘、冰椎、厚層地下冰、凍土沼澤等。1.2 在高寒和多年凍土地區(qū)給建筑物帶來的危害在高寒和多年凍土地區(qū)，由于季節(jié)融凍層的反復凍融，凍土或多年凍土層的消長變化，會產(chǎn)生各種不良物理地質(zhì)和工程地質(zhì)現(xiàn)象，特別是在該地區(qū)進行建筑施工破壞了原有土層

2、的天然狀態(tài)，使土體原有的各種平衡遭到了破壞，尤其是熱力學平衡在多年凍土地區(qū)帶來的影響，這些情況都會給鐵路（公路）路基與各種建筑物造成威脅和破壞。如涎流冰現(xiàn)象，是在寒冷的氣候條件下，地下水或地面水滿溢到路基面和道路上，從下而上逐層凍結(jié)而形成，會對路基基床造成凍脹影響行車安全，也給道路的行車道造成凹凸不平，形成冰坎、冰槽，從而危及行車安全，嚴重時中斷交通。2.高寒和多年凍土地區(qū)施工總體方案2.1 施工準備 在高寒和多年凍土地區(qū)進行工程施工，除進行正常的準備外，一定要注意其自身的特點：2.1.1 設(shè)計文件審核和地質(zhì)勘察對設(shè)計文件，審核有關(guān)多年凍土的類型、分布、屬性、構(gòu)造、成因、地溫、多年凍土的上下限

3、以及冰椎、凍脹丘、熱融湖（塘）、凍土沼澤等內(nèi)容。施工階段工程地質(zhì)工作的重點是凍土現(xiàn)象發(fā)育地段、凍土條件復雜地段和重點工程。對于重點工程，需進一步做好凍土工程勘察。2.1.2現(xiàn)場調(diào)查詳細了解當?shù)氐臍夂驐l件、自然環(huán)境和施工條件（如水、電、路等）,并與當?shù)氐臍庀?、水文部門取得經(jīng)常性聯(lián)系。2.1.3做好冬季施工準備 做好冬季施工的準備，除隊伍、人員、機械設(shè)備保暖外，要根據(jù)設(shè)計文件詳盡制定冬季施工的具體工程項目和施工措施；做好冬儲冬運工作，尤其是在取暖和地產(chǎn)料方面，為春融后快速施工打好基礎(chǔ)；做好保溫材料的調(diào)查并應(yīng)在冬季到來之前進行大量的有計劃的采購。2.1.3做好防排水系統(tǒng)做好施工中的防排水系統(tǒng)和水源準

4、備，特別是在夏季的防排水和冬季施工時的水源問題。2.2 施工技術(shù)措施2.2.1橋梁工程 在高寒、多年凍土地區(qū)，對于橋梁工程要根據(jù)地區(qū)性特點，查明多年凍土的特性，測取氣溫、地溫及水文條件等資料，并調(diào)查已有的不良物理地質(zhì)和工程地質(zhì)現(xiàn)象，必要時進行工程地質(zhì)鉆探，以便于有針對性的施工。A、當采用保護多年凍土的原則設(shè)計時，橋涵的明挖基礎(chǔ)施工在冬季采用“凍結(jié)法”進行，集中兵力打殲滅戰(zhàn)；鉆孔打入樁和鉆孔插入樁基礎(chǔ)施工則不受季節(jié)的限制，而鉆孔灌注樁宜在冬季進行施工，采用低溫早強或負溫混凝土灌注而成。B、當采用容許融化的原則設(shè)計時，在冬季采用凍結(jié)法施工依然適合大、中橋基礎(chǔ)和埋深不大的小橋及涵洞基礎(chǔ)；條件允許的情

5、況下也可以在其他季節(jié)進行基礎(chǔ)施工。C、通過在高寒地區(qū)施工的技術(shù)總結(jié)，結(jié)構(gòu)物圬工冬季施工需注意以下幾方面內(nèi)容：必須進行必要的熱工計算；低溫早強砼、負溫砼和抗凍砂漿的配制；鋼筋冷拉可在室外溫度-20以內(nèi)進行，焊接工作則在室內(nèi)完成；原材料加熱：水溫宜控制在60以內(nèi)；粗、細骨料宜控制在40以內(nèi)；混凝土拌和時先將加熱的骨料和水拌和一定的時間，在溫度為40時再加入水泥攪拌。水泥不加熱，但存放需放入暖棚內(nèi)；拌和時間要求是常溫施工時的1.5倍；混凝土運輸距離要短，并有保溫措施；當圬工養(yǎng)護采用蓄熱法達不到要求時，采用蒸汽、暖棚或電熱性均可，但必須經(jīng)熱工計算后控制好溫度，防止升降溫速度過快。我局在引松入長馬家泵站

6、取水戽頭工程中，取水戽頭水下部分冬季施工，在暖棚內(nèi)進行，蒸汽法養(yǎng)生，施工效果良好，為后續(xù)工程施工創(chuàng)造了良好的條件。2.2.2路基工程 路基工程施工以前，在熟悉設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，要對全線所處的工程地質(zhì)環(huán)境進行調(diào)查，掌握取、棄土場的情況，研究土石方調(diào)配情況，了解多年凍土不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布情況，總結(jié)多年凍土地區(qū)路基的病害情況，如凍害；基底融化下沉；路塹邊坡熱融滑塌；路堤邊坡滑坍；冰椎，冰丘；寒帶風化等，便于選擇和確定防止多年凍土路基特殊病害方案的原則以及合理選擇施工季節(jié)，便于采取有效的環(huán)境保護措施，制定切實可行的路基施工方案。A、采用保護多年凍土的設(shè)計原則。線路一般以路堤方式通過，路堤基底處理是不破

7、壞地表覆蓋層和植被，然后采取綜合保溫措施并使路堤填高大于最小臨界高度（經(jīng)驗值視不同的多年凍土地區(qū)而定，如興安嶺多年凍土地區(qū)公路白色路面，路基最小填土高度為1.0m），使填筑土方后的路堤基底人為上限控制在一定深度內(nèi)，路基兩側(cè)設(shè)排水溝可以順利排出積水，從而保護路基下多年凍土不融化。另從青藏鐵路的設(shè)計了解到，保護多年凍土的路堤采用了通風路堤和土工格柵路堤的形式，并已經(jīng)試驗確定。B、破壞多年凍土的方案。一般多在多年凍土不穩(wěn)定地段采用；在零填、低填（填高小于最小臨界高度）、淺挖路塹、個別深路塹等地段，當?shù)乇砼潘щy，積水無法排出的平坦低洼地段，考慮通車后，兩側(cè)地表植被易受破壞的地段等也采用。一般情況下為

8、了保護地溫換填細粒土，既利于保溫又利于排水則換填滲水料（滲水料上需加蓋保溫材料）。在破壞多年凍土的施工中，給施工帶來最大困難的是凍土的融化。我局在修建嫩漠公路時曾遇到此情況，時值春季，根本無法進行施工。C、重要的防、排水系統(tǒng)。無論是在路堤還是在路塹施工的同時，一項非常重要的工作是必須提前做好防、排水系統(tǒng)，并按要求設(shè)置保溫護道和進行必要的邊坡防護措施。例如在青藏公路改建工程中，路基兩側(cè)由于取土原因造成積水，從而引起路基下沉破壞，這樣的實例在青藏公路多年凍土區(qū)路段是很多的。因此施工中做好防、排水也利于運營過程中的維修保養(yǎng)。防、排水系統(tǒng)必須根據(jù)地形、地貌情況設(shè)置，這是一項十分必要的工作。一般為排水溝

9、、側(cè)溝和滲溝，個別地段易形成積水現(xiàn)象可設(shè)置匯水坑，施工中用抽水設(shè)備排出。另外防、排水系統(tǒng)的設(shè)置要與季節(jié)相適應(yīng)，充分利用氣候條件，如在冬季加深邊溝，使其深度大于永凍土上限，利用溝底的凍結(jié)使季節(jié)活動層與永凍土層在冬季形成一體，從而形成封閉的截水墻，使凍脹丘、冰椎在邊溝上方發(fā)展2.3 勞動力組織和機械配置 在高寒地區(qū)和多年凍土地區(qū)進行施工,必須考慮季節(jié)性因素和多年凍土地區(qū)施工的特殊性對勞動力和機械配置的影響。除按正常施工計算的數(shù)量外，還應(yīng)充分考慮多年凍土地區(qū)施工的機械配置，夏、冬季節(jié)的物資運輸工具，冬季施工時必要的清雪工具和打殲滅戰(zhàn)時的人力高峰等。只有通過周密細致的分析，才能打有把握之仗。2.4 環(huán)境保護問題施工中的環(huán)境保護問題是一項十分重要的工作。施工中除按設(shè)計嚴格施工外，尚應(yīng)遵從以下幾個方面：A、多年凍土地區(qū)工程施工前，要對建后凍土工程地質(zhì)環(huán)境變化做出預測和評價；B、凍土工程的的環(huán)境保