高寒地区铁路多年冻土路基综合施工工法

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1、高寒地区铁路多年冻土路基综合施工工法高寒地区铁路多年冻土路基综合施工工法1．前言随着我国铁路建设事业的快速发展，近年来高纬、高寒地区陆续开始新建铁路。在高寒多年冻土地区修建铁路经常会出现冻胀、融沉等不良路基病害，因此，如何在该地区新建铁路中采取行之有效的预防冻害病害措施，是目前在同类工程施工中急需解决的一个难题。中铁十三局集团第四工程公司承建的大兴安岭古洛铁路是我国目前修建的最北一条铁路线，项目地处祖国最北端，施工地域地质条件非常复杂，施工环境异常恶劣，平均气温在0℃以下的月份达8个月，年平均气候-5.5℃，极端最低温度-52.3℃

2、。为预防路基冻害病害的发生，在路基基底换填施工季节、填筑材料选择，冻土路堑开挖，路堤中加设土工格栅，路堑坡顶、路堤坡脚外设置挡水板，低填浅挖地段设置U型排水等综合防治措施，为确保路基稳定有效防治冻害的产生起到了很好的效果。经过古洛铁路两年多施工技术深入的研究与探讨，不断优化施工工艺总结出的《高寒地区铁路多年冻土路基综合施工技术》科技成果填补了国内高寒地区多年冻土客货共线铁路路基施工技术的空白。2．工法特点2.1路基全部实现机械化施工，全线分区段平行作业，区段内流水作业，可提高工程进度。2.2通过对关键技术的控制，较好地解决了地面横坡

3、较大的路基坡脚、路堑堑顶冻结层上水的防排问题；有效地将水源引离路基底，保证多年冻土路基及路堑不受地上、地下水的侵蚀，可有效防治多年冻土地区路基冻胀、融沉病害的产生。2.3多年冻土地区路基施工规范化、标准化，机械组织合理，通过分段平行作业，段内流水作业，提高工作效率、保证施工质量，其效益较突出。3．适用范围本工法适用于高寒多年冻土地区客货共线铁路路基施工。4．工艺原理多年冻土区路基病害主要是由于路基下多年冻土发生热融下沉，冻胀及不均匀冻胀引起的。而水是引起多年冻土变化和破坏的最活跃因素，水是最普遍的溶剂，而且具有其他物质难以比拟的比热

4、和相变潜热；而一旦水流渗透至路基基底，必然会使基底多年冻土发生热融产生病害。本工法通过路基基底冻胀土挖除换填弱冻胀土；路堤中加设土工格栅；冻结层上水较为发育地段设置挡水板、挡水埝及反压护道；设置U型排水沟；第17页共18页高寒地区铁路多年冻土路基综合施工工法路堤、路堑边坡设置片石护坡等综合施工技术加强多年冻土地区路基稳定，加强截排流入路基内地表水及冻结层上水的新技术、新结构的应用，在施工期很好地做到了预防多年冻土地区路基冻胀、融沉等病害的发生，效果非常明显。5．施工工艺流程及操作要点5.1冻土路堑开挖施工5.1.1冻土路堑开挖技术要

5、求冻土路堑采用路堤式路堑，路堤部分高度为64cm，路堤边坡坡率1:1.5；区间边坡高度小于6m且地面横坡较缓地段，站场两侧路堑边坡坡率1:3其余土质及全风化硬质岩路堑边坡坡率1:1.75，强～弱风化硬质岩地段路堑边坡坡率1:1.25。冻土路堑结构形式见5.1.1图：图5.1.1富冰冻土路堑标准断面图5.1.2冻土路堑开挖施工工艺流程冻土路堑开挖施工工艺流程见5.1.2图。施工准备挡水板（挡水埝）施工基槽验收路基填筑边坡防护、排水沟施工路基及附属工程验收冻土路堑开挖填料选择符合设计要求填料含水率及粒径检验合格临时排水沟开挖第17页共1

6、8页高寒地区铁路多年冻土路基综合施工工法图5.1.2冻土路堑开挖施工工艺流程图5.1.3冻土路堑开挖施工操作要点5.1.3.1富冰冻土路堑施工季节选择高纬度多年冻土区富冰冻土路堑施工季节的安排，要充分考虑人、机、工程三者和气候自然条件的协调。既要避开气温最低、人员和机械难以适应的严寒月份（11～1月）施工。也尽可能地不在冻土热融活动最活跃大月份（5～8月）施工。富冰冻土路堑堑顶挡水板的埋设选择在9月份施工，路堑开挖选择在9、10月和2、3、4月，在4月底前完成基底及边坡换填，其它附属工程可在暖季进行。5.1.3.2施作堑顶防排水设施

7、路堑开挖前正确标明开挖边界，为保证冻土路堑不受地上、地下水的侵蚀，在开挖前先行将堑顶迎水坡挡水板、挡水埝等截排水设施完成，并将堑顶永久排水沟与临时排水沟沟槽结合开挖出来，然后再组织路堑开挖施工。5.1.3.3富冰冻土路堑开挖施工原则富冰冻土路堑按设计宽分层分段方法施工，贯彻“宁超勿欠”的原则，根据多年冻土的工程地质条件，施工力量、气候等情况合理安排好各道施工工序衔接，尽可能减少多年冻土的暴露时间。5.1.3.4富冰冻土路堑机械开挖富冰冻土路堑能采用机械开挖的，首先采用机械开挖。土质路堑采用机械开挖，对地形较平缓的浅路堑采取全断面纵向

8、开挖方法；当路堑长度较短，挖深较大时，采取横向分台阶开挖方法；路堑较长且深度较大时，采取纵向分层分台阶开挖方法；地形起伏，且路堑长度大、开挖深，采取纵横向分台阶结合的开挖方法。由于低温条件，机械设备功率下降较为严重，而且故障较多，维护