高原冻土区涵洞施工工法.doc

高原冻土区涵洞施工工法 一、前言 青藏铁路是实施西部大开发战略决策的标志性工程。它对加快青海、西藏的经济、社会等方面的发展具有十分重要意义。 青藏铁路经过的地区自然生态环境原始、独特，生物多样性、生态系统极其脆弱、敏感，破坏、扰动后很难恢复，在此区域进行铁路建设不仅工程任务艰巨，且技术难度大，而且可能对线路区域内的特殊生态环境及地理环境及水环境产生不同程度的影响。工程建设与环境保护举世瞩目。优化工程施工组织设计，强化施工环境保护理念，用先进的施工方法，科学管理，把工程建设对生态环境带来的影响降低到最低限度已经成为国内外许多人士关注的焦点。 在高原冻土地区修建涵洞工程，若施工方法不当，可引起对多年冻土地基热平衡的破坏，导致涵洞融沉塌腰等病害。本工法即是针对如何解决在高原冻土区修建涵洞工程问题而形成的。 本工法形成于青藏铁路N14标开心岭地段DK1250+460-DK1257+500区段中8座涵洞的施工。较平原地区涵洞施工，本工法成功解决了高原冻土地区涵洞施工技术难题，将涵洞施工对周围冻土环境的扰动减少到最低限度,并最大限度的确保了工程的安全性。本工法施工工艺先进，施工速度快，施工质量合格率100%，优良率95%以上。 二、工法特点 1、采用挖掘机配合爆破开挖基础，施工速度快，对地基的扰动小。 2、针对不同冻土地层及施工季节，采用搭设防护棚、遮阳棚等不同的防护措施及施工工艺，施工质量好。 3、选择每日气温较低时段施工，减少日照对地基开挖时的影响。 4、采用预制成品涵节、基础块安装施工方法。速度快，缩短了基坑开放时间，减少了现浇砼产生热量对地基土的影响。 三、适用范围 适用于高原冻土区涵洞施工，对平原地区冬期涵洞施工也有借鉴作用。 四、工艺原理 冻土是一种特殊土体，其成分、结构、热物理及物理力学性质均有着不同于一般土的许多特点。在多年冻土区施工会造成对地表的扰动、植被的破坏，将改变地表水热交换条件，使多年冻土地温场发生变化，季节融化层厚度加大，引起冻融交替转换，引发新的冻胀、融沉等，破坏原始冻土状态。多年冻土的冻融交替引起的融沉冻胀必然引起冻土区建筑物的变形和破坏。因此，在冻土区进行施工，重点在于严禁破坏冻土的热平衡，避免冻土的融化。针对高原冻土区地质与气候特点，选择适当的设备缩短施工周期，缩短对地基的扰动时间；日间施工时选择适当的遮阳材料搭设防护棚并在气温相对较低的时段进行施工，降低日照对已开挖地基土的热侵入，最大可能减少对地基冻土的扰动。遮阳材料选用蓬布、彩条布等。施工时间选择在上午10点以前，下午5点以后进行。通过采用预制涵洞基础及涵节现场安装，缩短基坑开放时间，减少砼凝固时热量对冻土造成冻害。对较长涵洞，开挖深度较高时，采用开挖部分、拼装部分、回填部分、封闭部分的施工方案，避免大面积基坑长时间开放。 五、施工工艺 1、基础开挖 为了减少对地基冻土的扰动，施工前，应准备好遮阳材料。遮阳材料选用蓬布、彩条布等。施工时间选择在上午10点以前，下午5点以后进行，以减少外界热量的侵入。 基坑开挖前，进行测量放线，确定出开挖边线和开挖高度。当涵洞涵身较长，开挖深度较高时，可采用开挖部分、拼装部分、回填部分、封闭部分的基坑开挖方案。开挖时严格按要求放坡。当挖掘机开挖至距基底设计标高约30 cm时，采用人工清底。为了方便拼装基础及防水层施工，基坑开挖时每侧至少加宽50cm.有超挖地方，按设计要求进行换填，整平夯实。在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟，以避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁稳定性。坑壁边缘设置护道，静荷载距边缘不小于0.5m，动荷载距坑边缘不小于1.0m，垂直坑壁边缘的护道还应适当增宽；水文条件欠佳时应有加固措施。施工时经常注意观察坑壁上有无裂缝、松散塌落现象发生，以确保安全施工。 基坑开挖完毕后由施工人员自检合格后填写地基检验表。检验的目的在于:确保地基的容许承载力大小、基坑位置、标高是否与设计相符，以确保基础的强度与稳定性，不致发生下沉等病害。基底检验的主要内容：1、基底平面尺寸，位置和基底标高；2、基底土质均匀性；3、地基稳定性和承载力大小；4、基底处理及排水情况。 2、基础块及涵节预制 涵基分块按照每块重量不超过10吨为宜，以满足施工现场起重设备的性能。涵节每节设计长度为1m，预制时按99cm预制，以减小施工时误差。为了保证砼的质量，涵基及涵节均在预制场集中预制。待预制件的强度达到75%后吊装，预制件出厂时各项指标应符合有关质量标准。施工时编号装运，防止错运。采用汽车运送，在构件底部铺上稻草或软质木块，并以木块楔紧，防止运输过程中将构件碰坏。运至工地后，人工配合吊车卸车，构件要求平稳卸下，严禁构件重叠。 3、基础块安装 基坑开挖完成后，按设计图纸进行测量放线，定出涵洞中心桩和涵洞横向方向桩以及涵基拼装边线桩和台阶桩。在有关桩定