青藏铁路多年冻土区拼装式涵洞施工技术

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1、青藏铁路多年冻土区拼装式涵洞施工技术吴建松（中铁十五局集团第一工程公司新疆乌鲁木齐830011）我公司负责施工的青藏铁路格拉段3标段位于青藏高原多年冻土腹地，不良地质主要为多年冻土，并广泛分布有含土冰层及高含冰量冻土。在多年冻土区修建涵洞，由于周期性的冻胀和融沉作用，经常使涵洞丧失稳定性或产生破坏。而拼装式涵洞具有结构整体性好，安装快，工期短，对多年的热扰动小等特点。由于多年冻土区构筑物设计原则主要是保护多年冻土，青藏铁路多年冻土区大部分涵洞采用拼装式基础。1、涵洞施工原则（1）做到快速施工，开挖时宜分台阶、分段开挖，减少基坑暴露时间。（2）加强遮阳措施，搭设

2、遮阳防雨棚，减少太阳辐射对基底冻土的热扰动。（3）防止地表水流入基坑，减小地表水对基底冻土的扰动。（4）施工时间宜选择寒季末暖季初或暖季末寒季初，尽量降低周围环境热量对基底冻土的影响。2、涵洞基础主要病害涵洞基础病害主要为冻胀或融沉。冻土地基具有2层结构，即以多年冻土上限为界：以上土层为季节融化层，每年随季节更替出现冻融循环，以下土层为多年冻土层，常年处于冻结状态。季节融化层中水分在冬季冻结过程中结冰，引起地基土体积膨胀，即出现冻胀；暖季期间。又出现融化，体积缩小，即出现融沉。根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向的不同，可将冻胀力分为3种：切向冻胀力、水平冻胀

3、力、法向冻胀力。作用于基础底面的法向冻胀力较之切向冻胀力要大得多，据有关实验资料，黏性土地基作用于基础底面的法向冻胀力可达430KN/cm2这么大的力无法用基础重量来平衡，所以在多年冻土区涵洞基础施工中，应设法消除基底法向冻胀力的作用。3、拼装式涵洞施工3.1涵节、基础预制涵节预制在预制场统一生产，这样便于标准化、工厂化作业，有利于提高劳动生产率及保证涵节预制质量。基础块则采用就地预制的原则，减少运输费用。3.2基础施工3.2.1基坑开挖多年冻土区桥涵构筑物基坑开挖的重要原则是“快速开挖、快速施工、快速回填”，主要是保护多年冻土的原始状态，不破坏基底冻土结构。

4、具体做法是：基础预块预制完成达到吊装强度后，基坑开挖，先用挖掘机清理冻土上限以上的土层，再爆破开挖到设计高程，用挖掘机清理出土，然后人工清理基底。3.2.2基底处理因为粗颗粒土较一般细粒土具有孔隙率大，冻胀融沉系数小的优点，同时可增加基底承载力，所以基底采用粗颗粒土换填。然后在其上铺厚5cm聚胺脂保温板，聚胺脂保温板是一种轻质、半硬性工业材料、具有导热系数小、吸水率低、耐老化等特点，从而保护多年冻土免受干扰。为了减少对冻土的热扰动，基坑开挖及处理的关键体现一个“快”字,要求各工序紧密衔接，科学组织，快速施工。3.2.3基底吊装（1）在基底划出涵洞中心线，以保证

5、基础安装时不偏移。（2）吊装时在基础块中心划出中点。（3）吊装时一定要控制好沉降缝间距，沉降缝用沥青木板填塞。（4）吊装完成后，要在基础块之间用温砂浆填满。3.2.3基坑回填基坑回填前必须在涵洞四周涂上1cm防冻胀沥青油渣层。回填材料一般采用粗粒土，每20cm一层，分层夯填，确保密实度。3.3涵节安装用负温砂浆在基础面上铺垫层（厚2cm）,起到与涵节密贴，确保受力均匀的作用。在涵节吊装前，先在基础上定出中心线并在每一块基础上划出涵节及沉降缝的位置，在再涵节的前，后面上划出中点。吊装时把涵节的2个中点对齐基础上的中心线，这样就可以保证涵节拼装顺直。3.4防水层施

6、工多年冻土区涵洞主要病害为冻胀和融沉，涵洞的防水层在预防着一病害的作用不可忽视。防水层的好坏，直接影响涵洞的质量。防水层施工时，严格按施工工艺进行，沥青熬制时确保柴油参加比例符合要求，沥青麻筋要填塞密实，以确保填塞深度。4预制拼装式涵洞施工优缺点（1）优点提前散发水化热，降低了对冻土的热扰动。可以实行工厂化生产降低高原作业人员的劳动强度。适用范围广。（2）缺点拼装过程中，预制块精确对位难度大，不易控制。预制块须在白天安装，因而带入基坑热量的。预制块之间水泥沙浆连接，基础整体性差。5.体会多年冻土拼装式涵洞施工，为防止动胀，融沉破坏，必须注意做到以下几点：（1）

7、换填地基土。因为粗颗粒冻胀小，而细粒土一般冻胀较大。所以应按要求对基底换填粗颗粒土，以削弱冻胀影响。（2）设置保温层。设置保温层可有效阻止混泥土预制块带入的热量对基低冻土产生热扰动。（3）做好防水防渗措施。防止涵洞进出口积水。因为土体含水量大，则冻胀严重。（4）选择合理的施工季节。选择寒末暖初或暖末寒初施工，可大大降低环境对基底冻土的热扰动。（5）基础施工时除做到快速施工外，同时应采取遮阳措施。（6）基础侧面涂刷1cm沥青渣油，以减少切向冻胀力影响。