高寒和多年冻土地区路桥施工技术姜忠泉 (中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰442000) 【摘 要】由于社会和经济的发展，需要在多年冻土地区进行铁路和桥梁建设。但是，多年冻土的不良地质属性，在很大程度上影响了铁路的建设和运营。在寒冷地区，容易出现混凝土霜冻、冻融破坏和砂磨问题，从而对桥梁结构的稳定性和铁路的正常运营造成影响。论文分析了高寒地区多年冻土区及桥墩桩基混凝土施工质量控制技术，希望能在同行业中提供借鉴。 【关键词】高寒；冻土；路桥施工 【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.03.166 1 引言在我国，基础项目的大规模开发，使冻土地区的桥梁建设项目数量也越来越多，由于缺乏对冻土地质的认识，给路桥建设单位造成了相当大的困难。本文就路桥建设工程冻土区国际工作经验、特点进行一些总结，并介绍相关施工技术。 2 冻土的定义冻土被定义为温度臆0益，并且含有冰的岩石和土壤。自然环境中冻土的连续状态超过3年以上为多年冻土。不良冻土地质现象主要包括冻胀丘和冰锥，还包括厚层地下冰以及冻土沼泽等[1]。 3 高寒和多年冻土地带施工总体方案3.1 施工前的准备 3.1.1 设计文件审核和相应地质调查 文件的审核涉及冻土的各个方面，如冻土的类型属性及冻土的上下限等。冻土地区工程施工阶段，工程地质工作的重点是冻土的复杂情况的勘察与关键冻土工程的调察，勘察要点如表1所示。 表1 多年冻土地质勘察要点  冻土类型 岩性 含水率w/% 状态 钻进回次进尺/m少冰冻土w臆14半坚硬-硬塑0.3多冰冻土14约w臆19硬塑-软塑0.5富冰冻土饱水冰土含水冰层碎石土、砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉黏粒含量跃15%的粗粒土粉黏粒含量跃15%的粗粒土粉黏粒含量跃15%的粗粒土粉黏粒含量跃15%的粗粒土19约w臆25软塑-流塑0.8 25约w臆44流塑-流动1.0 在施工前有必要对冻土施工现场进行调查。在确定好施工便道后，需要组织专业人员到现场进行实地考察，详细了解冻土构造的属性，低温的分布情况，以确保现场施工的顺利进行。 3.1.2 准备冬季施工 冬季施工时，首先要制定冬季施工的具体方案及施工措施，必须重视取暖和材料的运输，以此满足来年春天的施工需求；入冬前，必须对保温材料进行认真调查，并制定相应的采购计划[2]。 3.1.3 做好防排水 施工期间，防排水系统和水源十分重要，尤其是夏季和冬季施工，其防排水问题更是重中之重。 冻土层中不冻胀极限含水量表示极限水分状态，当W跃Wu（T）时，不考虑原状土中水分的迁移，可以用式（1）表明：  式中，Rs为土颗粒密度；Rd为土干容重；Wu（T）为极限含水量；W为总含水量。 3.2 施工技术措施 3.2.1 路桥工程 冻土地区的公路桥梁施工采用冻土保护设计原理，进行基坑开挖和基础施工冻结法，当采用保护多年冻土的设计原则时，桥涵的明挖基础施工在冬季采用“冻结法”进行，钻孔打入桩和钻孔插入桩基础施工则不受季节的限制，而钻孔灌注桩宜在冬季进行施工，采用低温早强或负温混凝土灌注而成。 3.2.2 路基工程 在熟悉设计意图的基础上，对路基工程地质环境进行研究，并了解多年冻土路基特殊病害处理原则及施工季节的合理选择，采取有效可行的措施保护环境，制定具有可行性的方案。 1）采取相应措施，保护多年冻土地带。处理未破坏的地表植被，然后采取综合保温措施并使路堤填筑高度大于最小临界高度，使填筑后的路堤基底人为地将上限控制在一定深度内，并在路基两侧设排水沟，从而顺利排出积水,从而保证路基下多年冻土不融化。 2）针对不稳定冻土地段的措施。一般多在多年冻土不稳定地段采零填、低填(填高小于最小临界高度)、浅挖路堑的路基型式，个别深路堑等地段地表排水困难，以及积水无法排出的平坦低洼地段考虑通车后两侧地表植被易受破坏的地段等也可以采用这些形式。 3）防水排水系统。无论是路堤还是路堑，施工时必须提前做好防水、排水系统，并按要求设置保温护道和边坡防护措施。防、排水系统必须根据地形地貌情况设置，并且要与季节相适应[3]。另外，冬季应加深边沟，使其深度大于永冻土上限，用沟底的冻结使季节活动层与永冻土层在冬季形成一体，从而形成封闭的截水墙,使冻胀丘、冰推在边沟上方发展。 4 桥台桩基施工技术4.1 施工前准备工作 施工前，应对该地区的地质条件进行调查，并与施工设计进行对比。另外，道路施工的时间应根据地形来计划。修建人行道时，需要填补原土，以减少对冻土的干扰。此外，开挖前应做好防排水措施，如果冻土带含冰量高，桥梁施工应安排在4耀5月或者9耀11月进行。 4.2 灌注桩施工 在灌注桩施工过程中，应采取填充和挖掘模式，以减少开挖的面积，从而减少热扰动现象，保持原状土。其中，钢防护管道直径应大于设计直径20cm，需要使用多个部分连接。并根据实际情况考虑是否设置褥垫层。 4.3 拆卸和维修 在拆除过程中，刚性模具不必拆除，主要是为了避免冻融侵蚀混凝土。混凝土浇筑后，一定要及时包裹表面结构，这样不仅可以避免模板被强紫外线照射，同时，能有效减少混凝土水分的蒸发。 5 结语从以上分析可以看出，在冻土底层上施工需要进行缜密的勘探和计算，并采用先进的施工技术以及有效的措施。结合青海铁路冻土地区施工的实例，对高寒和多年冻土地区路桥施工技术提出了一些建议，从而提高我国冻土地区工程项目的施工质量。 【参考文献】 【1】刘思奇.多年冻土地区铁路路基施工技术探讨[J].信息化建设,2015（11）:299. 【2】石宝全.高原高寒多年冻土区桥墩及桩基混凝土施工质量控制技术研究[J].科技创新与应用,2016（23）:253. 【3】许晶玲.高寒和多年冻土地区路桥施工技术[J].青海交通科技,2016（3）:79-80. Construction Technology of Road and Bridge in Alpine and Permafrost Regions JIANG Zhong-quan 【Abstract】Due to social and economic development, the construction of railwayin permafrost region and the bridge is an unavoidable problem. The bad geological properties of permafrost, has greatly influence the construction and operation of railway. In cold regions, concrete frost, freeze-thaw damage and sanding problems easily to appear that will affect the stability of bridge structure and railway normal operation. This paper analyzes the bridge pile foundation concrete construction quality control technology in the alpine and permafrost region, hoping to provide reference to similar engineering. 【Keywords】alpine; permafrost; road and bridge construction 【中图分类号】U445.4；U416.1 【文献标志码】A 【文章编号】1007-9467（2017）03-0148-02 【收稿日期】2016-12-28 【作者简介】姜忠泉（1979～），男，甘肃天水人，工程师，从事铁路、道路与桥梁施工技术研究。 |
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