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青藏鐵路施工快速法預制涵節技術

08-22 12:08:11  瀏覽次數:502次  欄目:鐵路工程
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青藏鐵路設計施工主要情況暨快速法預制涵節技術

郭建波   王鳳祥

1工程概況

青藏鐵路自西寧市至拉薩市,全長1956km,是我國第一條進藏鐵路,其中西寧至格爾木段西格段814 km已建成通車,目前新建為格爾木市至拉薩的格拉段,全長1142km,格爾木至南山口段30km已隨同西格段同時建成運營,自南山口至拉薩段長1112km為新建,是整個青藏鐵路中的重難點。

2001年6月29日,青藏線格拉段全線開工,并被譽為舉世矚目的國家“十五”四大工程之一。

我集團公司十分重視青藏線的建設進展情況,經過對設計及現場的周密調察研究,以優異的施工方案,合理的工程組織中標承攬青藏線第九標段、十八標段的建設施工任務,全標段均位于唐口拉山脈中,其中九標段位于青藏線海拔最高的唐古拉山口處,海拔5072m,成為全線施工中的重難點地段。

1.1青藏鐵路沿線情況 

青藏鐵路格拉段自格爾木市出發后經過昆侖山、唐古拉山、楚瑪爾河、長江上游沱沱河等世界著名的名山大川,全線自世界最高的高原——青藏高原腹地通過,總計海拔4000m以上路段950km,經過多年凍土地段550km,凍土區分布廣、類型復雜、沿線氣侯條件復雜,山河縱橫,許多地段終年白雪皚皚,成為世界上一次施工最長,海拔最高的高原凍土鐵路,無論對設計和施工都是一個很大的挑戰和考驗。

1.2青藏鐵路主要設計原則 

凍土區土建設計和施工與普通地區的施工有著較大的差異,凍土在凍結情況下具有極高的地基承載力,可做為良好的地基,而若因各種情況導致凍土吸熱而退化則可能變為塑態、軟塑態甚至液態,從而對構筑物的穩定造成極大的危害,因而在各種情況下都要十分重視溫度和熱量的影響。

凍土的分類是首要的問題。根據多年凍土多年長期穩定形成的多年平均地溫不同,在設計時主要將多年凍土分為三帶六區(如下表)

多年凍土按地溫的分類

帶   名

多年平均地溫Tcp(℃)

主要分布地帶

極穩定帶

<-5.0

高山地帶

穩定帶

-5.0 ~ -3.0

中高山地帶

亞穩定帶

-3.0 ~ -2.0

低山及沼澤泥炭中

過渡帶

-2.0 ~ -1.0

高平原、低山丘陵

不穩定帶

-1.0 ~ -0.5

及河谷地帶

極不穩定帶

> -0.5

河谷及島狀多年凍土地帶

各帶中多年平均地溫越低則說明凍土越穩定,冷儲量越大,外界因素相對影響越小,凍土的穩定性越好,而溫度越高則凍土相對越不穩定。

針對不同的凍土基礎,設計主要采用三種不同的設計原則和方法。(如下表)

多年凍土區主要的設計原則和方法

設計原則

適用地帶

設計指導思想

主要的基礎形式

保持凍結狀態

2.     年平均地溫< -5℃。

2.持力層土處于堅硬凍結狀態。

采取各種措施使持力層凍土保持凍結

1.     粗顆粒土換填及填筑。

2.     保溫隔熱板。

3.     架空或通風管基礎。

4.     樁基、熱樁、人工制冷等。

逐漸融化狀態

1.年平均地溫-0.5~-1.0℃間。

2.持力層土屬高含冰量凍土且處于塑性狀態。

采取措施控制凍土的退化,使之融化速率在人為控制范圍內,從而不致影響構筑物的正常使用。

1.     填土通風管基礎。

2.     墊樁基礎。

3.     碎石通風基礎。

4.     保溫隔熱板。

5.     架空通風基礎。

予先破壞狀態

1.年平均地溫> -0.5℃。

2.持力層土處塑性狀態。

3.凍結地基為不融沉或弱融沉土。

采取措施將瀕臨退化的凍土破壞,已免凍土融化造成構筑物的破壞。

1.     粗顆粒土置換細粒土。

2.     予加力壓密。

3.     加大基礎埋深。

4.     采取結構措施適應變形要求。

1.3青藏鐵路施工的主要原則和措施

凍土地區施工最為主要的不同是在施工的各個環節都要切實注意溫度的影響,采取合理的方法盡少對凍土的擾動,防止凍土退化,為此主要的原則和措施為:

(1)選擇合適的施工季節。如在氣溫較低時施工以減少帶入地基凍土中的熱量。

(2)組織快速施工。如開挖基坑采用聚能彈快速爆破一次成型工藝,縮短基坑暴露時間而吸熱退化。

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