《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》是中鐵十六局集團有限公司完成的建築類施工工法,完成人是常彥博、苑仁增、呂秀華、楊俊,適用於高原多年凍土區鐵路或公路高含冰量凍土地段路塹施工。
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》主要的工法特點是注重施工時段;快速施工;采鄧換填、保溫板、複合土工膜、熱棒、擋水埝等綜合施工措施。
2008年1月31日,《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名:高含冰量多年凍土區路塹施工工法
- 工法編號: YJGF064-2006
- 完成單位:中鐵十六局集團有限公司
- 主要完成人:常彥博、苑仁增、呂秀華、楊俊
- 套用實例:青藏鐵路16標段工程範圍中DK1350+200~DK1350+870路塹地段
- 主要榮譽:國家一級工法(2005-2006年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
青藏鐵路是世界上線路最長的在高海拔多年凍土區修建的鐵路,穿越550千米的多年凍土地段,全線海拔大於4000米以上地段約965千米,線路最高海拔為5072米。中鐵十六局十六標段完成的高含冰量多年凍土區路塹基底穩定,經過3年惡劣氣修考驗,未出現開裂和不均勻下沉,路基穩定,質量優良,通過對高含冰量多年凍土區路塹的施工技術進行總結後形成《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》。
工法特點
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》與內地普通跑塹施工方法相比有下列特點:
1.注重施工時段,適合寒末暖初施工,儘量避開每天的日照強烈時間。
2.采鄧換填、保溫板、複合土工膜、熱棒、擋水埝等綜合施工措施。
3.快速施工,以減少熱侵蝕,防止路基熱融滑塌。
4.注重擋水、排水工程施工,減少對多年凍土環境熱侵蝕。
5.施工措施較多,效果好。
操作原理
適用範圍
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》適用高原多年凍土區鐵路或公路高含冰量凍土地段路塹施工。
工藝原理
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》的工藝原理敘述如下:
高含冰量多年凍土區路塹基底和邊坡採用換填,增加凍土保溫層,防止多年凍土路基不均勻凍脹和熱融下沉,消除不均勻凍脹,換填料選擇質地均勻,凍脹性比較好小的粗顆料土,在施工過程中做好不同凍脹性能填料的過渡,防止出現不均勻下沉;為減小換填厚度,增加路基邊坡、基底的熱穩定性和安全儲備。採用鋪設厚0.06米的聚氨酯板保溫板,基上下各設0.2厚中粗砂墊層,增大熱阻,減小大氣和人為熱源的熱量進入凍土層,防止地下冰融化和凍土上限下降;路基面下0.4米處採用鋪設750克/平方米的複合土工膜(與側溝溝底複合土工膜一同鋪設),膜上膜下各設0.1米厚的中粗砂墊層,塹頂進行保溫處理,採用包角形式高0.8米的擋土埝,路兩側設“U”形側溝,能夠阻止上部地表水滲入而使多年凍土融化;水溝兩側安裝熱棒將地層中的熱量傳送至大氣中,從而降低多年凍土地溫,防止多年凍土發生融化,保證地基的穩定性。總之,採用該工法施工使基底多年凍土不但不會融化,多年凍土的地溫還將有所下降,有利於多年凍土穩定。
高含冰量多年凍土區路塹示意圖見圖1。
![高含冰量多年凍土區路塹施工工法 高含冰量多年凍土區路塹施工工法](/img/0/63e/cDNkdTOwUmYmFjMmZDNkFTY5kjN3UzMjNjZjBTZwIzNyIDO5ITNwkzNmhDMvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
圖1 含冰量多年凍土區路暫示意圖
施工工藝
- 工藝流程
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》工藝流程圖如圖2。
![高含冰量多年凍土區路塹施工工法 高含冰量多年凍土區路塹施工工法](/img/e/2fd/MWN0UWNzEjYlNzYihDZlBjY1ITO1ITMxYmYjNGO1EDZygzY5UGZzIWOwADZvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
圖2 高含冰量凍土路塹施工工藝流程圖
- 操作要點
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》的操作要點如下:
一、施工準備
從保護凍土環境,維護生態平衡和路持自身穩定性需要出發,做如下準備:
1.選擇合適的施工季節和施工時段,將施工期儘量安排在寒末暖初。
2.選擇填料,做好土工試驗,為路塹換填作準備。
3.準備充路的機械車輛、物質材料,同時準備雨雪天所作蓋布和遮陽用布及臨時支架等,便於對暴露地區進行及時覆蓋。
4.編制高含冰量凍土路塹施工組織設計和作業指導書,進行技術交底。
5.施工前,先做好臨時排水和永久排水系統,以減少水對凍土的熱侵蝕,破壞路基。
二、排水系統施工
無論是地表水還是地下水,它的流動和侵入都會帶來大量的熱,使多年凍土融化,上限下降。因此,在多年凍土區尤其在高含冰量凍土區施工前首先做好臨時和永久排水系統施工,即塹頂擋水埝和臨時排水溝施工。
塹頂擋水埝底部設定SPRE隔水板,隔水板底部低於凍土上限,0.5米以上,頂部進擋水埝0.4米,使水在路基中不能流動,避免路基底多年凍土融化,上限下降,產生下沉。埝外設排水溝,擋水埝迎水面鋪築混凝土塊板。混凝土塊板背面鋪750克/平方米二布一膜的複合土工膜,其下設0.1米中粗砂墊層。
擋水埝採用專業隊伍施工,施工時不得破壞原地面和地表植被。擋水埝施工原則上安排在寒季末、暖季初進行,填料宜選黏性土,嚴禁採用凍土作填料,擋水埝按設計位置分段、分層開挖填築;採用撓鉤鬆土,挖掘機土,挖掘機倒行,一次開挖到位,施工時將凍土放至擋水埝範圍內,SPRE卷材可沿側壁安放,原土回填,夯填密實,一次施工段落不宜過長,一般不超過50米,採取快速施工方法。擋水埝土部填土按設計指定位置運輸、取土,採用汽車運土,人工攤平,攤鋪厚度不大於20厘米,小型壓路機或振動夯碾壓密實,其密實度可較路基本體密實度標準降低5%。迎水面鋪設的C15混凝土塊板和複合土工膜,可待路基施工完畢開始施工,以節約時間。擋水埝成型後,對迎水側流水面進行疏通,高低不平、排水不暢地段進行填平挖除,確保排水順暢。
三、路塹開挖
遵循“寧超勿欠”的原則,對路塹換填邊界精確測量放樣;路塹開挖前,首先按設計要求做好排水,移植剷除草皮,以備邊坡恢復用。
路塹採用全寬、分段、分層開挖方法,先挖陰坡,後挖陽坡,棄土採用機械運輸。
路塹凍土層優先採用鬆土機法開挖,下部凍土或岩層鬆土機法施工困難時,採用爆破法開挖。集中機械設備,快速施工,以開挖時暴露時間最短為原則,開挖一段、處理一段,儘快成型一段。一般200米以下路塹從兩端挖進,在連線埠下方設橫向排淤銷口;200米以上路塹也可從中部分段開挖,增設中部排淤鎖口。
鬆土機法開挖:採用鬆土機鬆土,挖掘機開挖,自卸汽車運輸。
爆破開挖:路塹必要時採用機械鑽孔,梯段爆破開挖,即分層分段爆破開挖,梯段高擬在4~6米間,視開挖厚度而定;梯段長20~30米,施工段落長50~80米。路塹邊坡使用預裂爆破。
無論開挖深淺,均應在基面一側或兩側拉出排水(泥)溝槽,以便於泥流、水流的排泄。
自天溫度較高時,採取對暴露的高含冰量凍十作臨時遮陽隔熱防護,利用高原晝夜溫差大的特點,晝蓋夜開,以利降溫。遮陽隔熱可採用鋼材加工的遮陽棚上部覆蓋淺色捲簾式簡易保溫材料(編織的厚草簾、粗廢毛加工的薄氈毯、油棉氈或用板材等)的方法,減少熱融影響,保證施工進度和質量。
將原地面表層黏性土開挖後堆放在塹頂用以做塹頂包角之用。
四、路塹基底、邊坡換填
換填作業在清方成形後應儘快一次完成,因此要保證換填料的及時供應。路塹開挖至換填底部,標高、寬度尺寸達到設計要求後,整平表面,而後按下列程式施工:
1.採用全斷面分層回填,分層碾壓。換填料(中粗砂)直接用自卸車運到填築區段,根據計算好的每車料的攤鋪面積,等距離成行堆放。攤鋪厚度要均勻,表面要平整,對不均勻及低洼處用人工進行整平。
2.採用重型振動壓路機進行碾壓,碾壓遵循“先輕後重,先慢後快,先兩側後中間”的原則,銜接處沿線路縱向搭接長度不小於2.0米,橫向重疊0.4米。每層碾壓完成後,檢測壓實質量。
3.填料送至基底後要及時整平夯(壓)實,將基底回填壓實至標高清出側溝平台,再刷坡調整坡率。路塹基床填築完成後,進行邊坡換填,邊坡換填先陽坡,後陰坡,將運至兩側頂的填料從邊坡順坡鋪散再逐層送至基底,以利於邊坡保溫。注意塹頂料堆與開挖線的距離和堆高,防止壓垮塹頂。採用塹頂送土,分層進行回填、碾壓,分層厚度和壓實標準滿足設計要求。邊坡換填至塹頂後作包角和擋水埝,包角、擋水埝填料和壓實標準符合設計檔案要求。
4.路塹全部換填完後,再進行邊坡修整,路基面平整及坡面處理,最後修建“U”形側溝。
五、聚氨酯板保溫層施工
聚氨酯板其作用原理是在路基工程的頂部通過設定聚胺酯板隔熱層,增大熱阻,以減少大氣和人為熱源進入到凍土層內,使路基避免受熱侵蝕作用,保護凍土上限不至下降增加路基穩定性。聚胺酯板的施工,原則上安排於每天9點前21點後時段施工,以減少對路堤的蓄熱。
施工程式:施工準備→鋪設下墊層→下墊層檢查→鋪設聚胺酯板標高→聚胺酯板檢查→鋪築上墊層→上墊層檢查→路堤填築層。
1.施工前對基頂面進行中線、高程、寬度、平整度、壓實度驗收,測量放出下墊層中、邊線,鋪設高度控制線。檢查保溫板質量、數量,符合質量要求的保溫板方可使用,同時應檢查其數量是否滿足應鋪地段的使用數量要求,必須備足材料方可開工鋪設。在正式展開保溫層鋪設前,先進行試驗段施工,通過試驗確定上墊層的上料、攤鋪、平整和碾壓工藝以及合理的機械配套,確保壓實滿足設計要求而保溫板不被破壞。
2.下墊層選用顆粒級配良好、質地堅硬的中粗砂。砂中不得含有雜草、垃圾及顆粒大於10毫米的石塊等雜質,其含泥量不得大於5%。下墊層施工,在路塹換填到至路基頂面1.0米時,將表面壓實、平整、清理乾淨,經檢測合格後填鋪下墊層。路基基床換填下墊層的鋪設厚度和墊層材料的含水量通過試驗確定,下墊層的壓實採用壓路機或平板振動器。
3.鋪設保溫板。在鋪設保溫層前,檢查所用保溫板的規格及性能是否符合設計要求,測量放樣標出鋪設範圍,採用掛線施工。施工時下墊層應平整,表面無雜物,保溫板用人工密貼排放,接縫交錯布置,然後用膠粘接,使保溫板形成一體,避免保溫板有空隙。保溫板鋪設完畢,檢查合格後及時鋪築上墊層,避免保溫板長時間暴露。
4.填鋪上墊層。上墊層材料及攤鋪方法與下墊層相同。嚴禁機械、車輛等直接駛入保溫板表面。上墊層碾壓採用輕型壓路機,嚴禁使用羊足碾碾壓,也不能使用重型振動壓路機碾壓。壓實採用靜壓,壓實順序先兩側,後中間,先慢後快,碾壓輪縱向碾壓重疊寬20~25厘米,碾壓不到之處,可用平板夯實機械配合夯實。
六、複合土工膜施工
高含冰量路塹頂面下0.4米處鋪設一層兩布一膜的複合土工膜,土工膜上下各平鋪一層0.1米厚中粗砂墊層。複合土工膜厚不小於0.35毫米,滲透係數不大於1×10厘米/秒,頂破強度不小於12千牛/米,零下45℃低溫下凍融循環200次抗拉強度及頂破強度不小於設計標準,具有長期的抗老化性能。
1.複合土工膜每批進場應抽檢,檢驗土工膜的單位面積質量、厚度、條帶拉伸是否符告設計要求。
2.路基施工至複合土工膜設計鋪設高程時,清除基面含有的尖銳雜物和碎石,將基面整平,並作成向路基外側不小於4%的排水坡。碾壓密實後進行質量檢測,質量要求同路基相同部位。質量合格後,鋪設0.1米厚砂墊層並夯拍密實,然後,進行測量放線,標出符合土工膜鋪設位置。
3.複合土工膜鋪設前按照設計尺寸剪裁,直接鋪在砂墊層上,坡面上鋪設應自上而下進行,採用搭接連線,連線處高端壓在低端上,搭接長度不小於30厘米,連線處的各項指標不低於設計要求,縫接的接縫強度不低於原材料的設計強度。鋪設複合土工膜時作業人員不得穿硬底鞋,複合土工膜應平整無褶皺,鬆緊適度,並與路基面密貼。
4.複合土工膜鋪設完後,施工質量進行檢測。複合土工膜鋪檢測完後,應及時按設計要求鋪設砂墊層覆蓋,並夯拍密實。嚴禁施工機械在複合土工膜上進行作業。施工中如發現複合土工膜被破壞,應及時修補,修補面積不小於破壞面積的4倍。
七、熱棒施工
熱棒又稱為熱虹吸管,是一種液汽兩相轉換循環的熱傳輸系統。它的作用原理是它由一根密封的金屬管與裡面充裝的工質組成,管上部散熱葉片(冷凝段)置於大氣中,下部(蒸發段)埋入地基多年凍土中,當蒸發段與冷凝段之間存在溫差(冷凝段溫度低於蒸發段溫度)時,蒸發段的液體工質吸熱蒸發成為蒸汽,在壓差作用下蒸汽沿管內空隙上升至冷凝段,與較冷的管壁接觸,放出汽化潛熱,冷凝成為液體,在重力作用下,冷凝液體工質沿管壁回流蒸發段再吸熱蒸發,如此往復循環,將地層中的熱量傳送至大氣中,從而降低了多年凍土的地溫,防止多年凍土發生融化,保證了地基的穩定性。
熱棒的優良特性為:無需外加動力;無噪聲;傳熱能力大,傳熱效率高;單向傳熱;啟動溫差小;適用溫度範圍廣,-60℃~+60℃;價格便宜;工作安全可靠,壽命30年以上;結構堅固,無需日常維修養護;無有害物質,環保等。它用於防止多年凍土融沉、凍脹變形原理已成熟可靠,廣泛套用於多年青藏鐵路、公路熱棒路基凍土工程中。
熱棒安裝在路塹水溝兩側,安裝熱棒採用鑽孔插入法。採用的施工鑽孔機械為ZL150螺旋鑽機、沙漠地質鑽機、潛孔鑽機等,熱棒的間距為3米,沿路塹兩側對稱布置。熱棒施工前應進行技術交底,做好熱棒施工準備工作:選擇的熱棒堆放場地應緊靠施工現場,儘量減少熱棒的搬運距離;選擇合適的熱棒起吊設備,製做合適的起吊輔助工具,搬運、起吊安裝不得損壞散熱器及防腐塗層;備好鑽孔回填材料:測量放線。熱棒施工工藝流程圖見圖3。
![高含冰量多年凍土區路塹施工工法 高含冰量多年凍土區路塹施工工法](/img/8/f7b/ImY3UDNygTZwMjZxgzMmNTO1UTMmVGN3Y2N3IjNkdDOihTMhFDM3gzYxIjYvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
圖3 熱棒施工工藝流程圖
熱棒施工用鑽機鑽垂直孔,鑽孔直徑一般為15厘米,深度應比設計深度大10~20厘米,必要時視地質情況適當加深;鑽孔完成後,進行孔徑和孔深檢查,並將鑽孔中泥漿清除乾淨;鑽孔符合要求後,將熱棒吊起插入鑽孔中定位,垂直度檢查合格後固定,及時按設計要求回填鑽孔間隙,回填密實,回填料充分凍結或達到設計規定的強度前,將熱棒支撐固定。支撐物應在熱棒周圍的填沙凍結後方可拆除,填砂回凍時間與多年凍土特性有關,一般5~7天。
八、高含冰量多年凍土區路堤與路塹過渡段施工
路堤與路塹結合部應按設計提前做好防排水工程,並與路基的防排水系統連線。
高含冰量凍土地段的填挖過渡段地基換填時,換填基底與挖方地段換填基底順接,順接長度符合設計要求。過渡段保溫層和複合土工膜防滲層應按設計要求及時鋪設。
路基與路塹過渡段換填壓實質量標準視回填土層位置而定。當回填土層位於基床以下時,按路基本體控制,回填土層位於基床範圍內時,按基床填土控制,其質量標準及檢測頻次同路基本體或基床。
九、擋、排水系統完善
路基成型後及時完善擋、排水系統,主要包括用堆放在塹頂的表層黏性土進行塹頂包角;擋水埝刷坡修整、埝外排水溝的修築、鋪設複合土工膜和C15混凝土塊板;U形側溝的拼裝,砌縫、沉降縫等。
十、路基沉降觀測
路基成型後,沿線路每100米做一個沉降觀測斷面,特殊部位適當加密,每個斷面6個點,分別設於路塹的左、右側路肩、塹頂、塹頂外側約5米地面處,在開挖成的30厘米×30厘米×40厘米(深度)坑內灌注混凝土,混凝土中預埋ф16圓鋼作為沉降觀測點,保證觀測點牢固可靠。沉降觀測自路基成型開始,數據積累至少3個凍融循環期,並將數據進行對比分析,發現異常及時分析原因及採取措施。
十一、施工注意事項
1.重視高原多年凍土區施工季節的安排,充分考慮人、機、工程對象三者和氣候條件的協調。既避開氣溫與氧分壓最低、人員和機械都難以適應的嚴寒月份(12~次年2月)施工,也儘可能地不在熱融作用最活躍的月份(7~8月)安排高冰凍土的開挖換填作業。最適宜的作業時間是寒末暖初的3~5月和暖末寒初的9~11月,此期間熱融活動弱,地表承載性能較好,但要重視防護,人員和機械也易適應。
2.採取對暴露的高含冰量凍土作臨時遮陽隔熱防護,利用高原晝夜溫差大的特點,晝蓋夜開,以利降溫。
3.無論開挖深淺,均應在基面一側或兩側拉出排水(泥)溝槽,以便於泥流、水流的排泄。
4.換填作業在清方成形後應儘快一次完成,因此要保證換填料的及時供應。塹頂料堆與開挖線的距離和堆高,防止壓垮塹頂。
- 勞動力組織
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》的勞動力組織見表1。
序號 | 單項人員 | 所需人數 | 備註 |
1 | 管理人員 | 2 | ╱ |
2 | 技術人員 | 1 | ╱ |
3 | 機械司機 | 8 | ╱ |
4 | 爆破工 | 2 | ╱ |
5 | 普工 | 10 | ╱ |
6 | 維修工 | 2 | ╱ |
7 | 調度員 | 1 | ╱ |
8 | 測量試驗人員 | 5 | ╱ |
材料設備
一、主要工程材料
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》採用的主要材料聚氨酯板、複合土工膜、熱棒等,其規格技術指標要求如下。
聚氨脂板:密度不小於55千克/立方米,導熱係數不大於0.021瓦/米℃,吸水率不大於4%,在壓縮變形量不大於5%時,抗壓強度不小於0.3兆帕。
複合土工膜:厚度不小於0.35毫米,滲透係數不大於1×10厘米/秒,頂破強度不小於12千牛/米,-45℃低溫下凍融循環200次抗拉強度及頂破強度不小於設計標準,具有長期的抗老化性能。
熱棒:直徑ф89毫米,冷凝段散熱器面積不小於5.8平方米;翅片厚度不小於1.9毫米;冷凝器採用螺旋翅片,翅片表面平整,無開口;外表面應嚴格處理,具有良好的反射、輻射及防腐性能;採用的熱棒型號應經過現場不少於一個凍融循環試驗檢驗,有效傳熱半徑不小於1.5米。力學強度:屈服強度σs>290牛/平方毫米;抗拉強度σ>480牛/平方毫米;伸長度σs>23%;抗彎截面模量>30441平方毫米。
二、機具設備
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》所用的機具設備明細見表2。
名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 作業項目 |
挖掘機 | PC300 | 台 | 1 | 開挖換填及擋水埝 |
挖掘機 | PC300 | 台 | 1 | 擋水埝(改裝帶撓鉤) |
裝載機 | ZL50C | 台 | 1 | 開挖換填 |
推土機 | TYG220 | 台 | 1 | 開挖換填 |
壓路機 | YZ18G | 台 | 1 | 開挖換填 |
平地機 | PT180 | 台 | 1 | 開挖換填 |
自卸汽車 | 賓士2631K | 台 | 3 | 開挖換填 |
灑水車 | 解放141 | 輛 | 1 | 換填 |
衝擊夯 | TV80NK | 台 | 2 | 擋水埝及墊層 |
螺旋鑽機 | ZL150 | 台 | 2 | 熱棒 |
發電機 | 200千瓦 | 組 | 1 | 發電設備 |
核子密度儀 | MC-3 | 台 | 1 | 檢測 |
K30荷載儀 | ╱ | 台 | 1 | 檢測 |
經緯儀 | ╱ | 台 | 1 | 測量放線 |
水平儀 | ╱ | 台 | 1 | 測量放線 |
質量控制
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》的質量控制要求如下:
一、嚴格控制質量標準
1.換填的壓實度按所處位置進行量標準控制,壓實度質量標準控制見表3。
本體(不浸水部分)本體(浸水部分及過渡段) 基床表層 基床底層 | |||||||||||
壓實 | 地基 | 相對 | 壓實 | 地基 | 相對 | 壓實 | 地基 | 相對 | 壓實 | 地基 | 相對 |
係數 | 係數 | 密度 | 係數 | 係數 | 密度 | 係數 | 係數 | 密度 | 係數 | 係數 | 密度 |
Kh | K30 | Dr | Kh | K30 | Dr | Kh | K30 | Dr | Kh | K30 | Dr |
0.86 | 0.8 | 0.65 | 0.89 | 1.0 | 0.7 | 0.91 | 1.2 | 0.75 | 0.89 | 1.0 | 0.7 |
2.下墊層質量標準見表4。
序號 | 檢查項目 | 規定或允許偏差 | 檢查方法和頻率 |
1 | 上/下墊層厚度 | ±10毫米/不小於設計值 | 每100米檢查3點,尺量 |
2 | 上/下墊層寬度 | 不小於設計值/±50毫米 | 每100米檢查3點,尺量 |
3 | 平整度 | 15毫米 | 每100米檢查10點,直尺量測 |
4 | 頂面高程 | ±50毫米 | 第100米檢查3點,水準儀 |
3.聚胺酯板
序號 | 檢查項目 | 規定或允許偏差 | 檢查方法和頻率 |
1 | 保溫層厚度 | ±5毫米 | 每100米檢查20點,鋼針 |
2 | 保溫層寬度 | 不小於設計 | 每100米檢查5點,尺量 |
3 | 中線至邊緣 | ±30毫米 | 每100米檢查5點,直尺量測 |
4 | 保溫層接縫 | 符合設計要求 | 每100米檢查20點,尺量目測 |
4.複合土工膜
序號 | 檢查項目 | 規定或允許偏差 | 檢查方法和頻率 |
1 | 下承基面平整度、拱度 | 符號設計要求 | 每100米或作業段檢查3處 |
2 | 搭接寬度(毫米) | ±50,0 | 每100米檢查3處 |
3 | 橫向鋪設寬度(毫米) | 不小於設計 | 每100米檢查3處 |
4 | 砂墊層厚度(毫米) | ±20,0 | 每100米墊層長檢查3處 |
二、質量控制措施
1.採取快速施工方法,以減少對多年凍土的擾動。
2.施工前做好臨時排水,施工完畢完善排水系統,以防止對多年凍土的熱侵蝕,造成多年凍土的破壞。
3.嚴格施工工藝,保護多年凍土。
4.路基換填和邊坡回填保證壓實度。
5.注意各工序之間的統籌考慮和銜接,充分考慮高原高寒多年凍土區路塹施工特點。
安全措施
採用《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.熱棒施工運輸吊裝注意安全。
2.爆破施工時,嚴格按爆破施工規程操作。
3.通信光纜、輸油管道進行標識和安全保護,嚴禁施工過程中破壞。
4.高原施工,人員勞動時間一般不超過6小時。
5.保溫板膠粘劑有毒,注意防護。
環保措施
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》的環保措施如下:
1.進行草皮移植,保護環境。
2.按設計土石調配施工,嚴禁隨意取棄土。
3.規劃施工便道、車輛及機械的行走路線。機械車輛沿便道行走,不得破壞沿線植被。
4.施工垃圾及時運走,保護凍土環境。
效益分析
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》機械化程度較高,加快施工進度,降低工程成本,節約資金40萬元。
在青藏鐵路施工中運用《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》,地解決了高原凍土路塹施工的難題,保證了工程質量,取得比較好的社會效益。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》在青藏鐵路16標段工程範圍中DK1350+20~DK1350+870路地段的套用情況如下:
1.工程概況
該段路塹位於布曲河左岸山前緩坡上,植被蓋率60%左右,年平均地溫大於-0.5℃,屬於高溫極不穩定區高含冰量凍土地段,凍土上限2.5米,上限以上有季節性融水。該段屬布曲河谷階地及溫泉斷陷盆地,海拔高程4700~4850米左右。冰雪型氣候,氣候乾燥,變化無常。氣溫氣壓低,春秋季節短暫,凍結期長,急風、暴雪、雷電等變化劇烈無常。年平均氣溫-4℃,極端最高氣溫24.7℃,極端最低氣溫-45.2℃。
2.施工情況
該段高含冰量多年凍土區路開挖最大深度19.1米,平均開挖斷面達190多平方米,路塹結構形式見圖1,於2002年9月開工,2003年11月完成主體工程,路基防護和熱棒於2004年5月完成。施工時因採用換填、保溫板、複合土工膜、熱棒、擋水埝等新的綜合施工措施,套用了新材料新工藝,故邀請了鐵一院西北研究院、蘭州大學等科研院所專家進行凍土施工知識培訓、現場指導和凍土路基變形監測,施工過程中嚴格按照設計意圖和原則按照該工法精細施工,解決了施工現場存在問題,路基變形控制在允許範圍內,保證了施工質量。
3.工程監測和結果評價
經過施工過程中和完工後的惡劣氣候考驗,通過三個凍融循環的路基沉降觀測,路基面和邊坡未出現大的變形沉降,通過該段7組數據的監測發現,路肩最大變形(+9,-34)毫米,塹頂(+12,-31)毫米,塹頂外側約5米地面處(+33,-46)毫米,路基施工過程中和施工剛完成時路肩和塹頂變形較大,6個月後逐步趨於穩定,塹頂外側地面受凍土凍漲融沉影響變形較大,也較有規律。路基沒有出現開裂、位移和不均勻下沉,符合規範要求。
施工全過程安全、快速、優質完成,屬可控狀態,工後經受惡劣氣候考驗後無病害,得到了各相關方的好評。說明此施工工法可靠,路基基底和邊坡換填料能減少多年凍土凍脹和融化,保溫層能保溫隔熱,熱棒將地層中的熱量傳送至大氣中,從而降低了多年凍土的地溫,防止了多年凍土發生融化,保證了地基的穩定性,複合土工膜隔斷了上部水的侵入,起到保護下部多年凍土的作用,保證了施工質量。
榮譽表彰
2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號,《高含冰量多年凍土區路塹施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。