鐵路施工中針對(duì)多年凍土地區(qū)的施工分析

摘 要：對(duì)于凍土地區(qū)由于地質(zhì)具有特殊之處，所以在路基以及橋涵的基礎(chǔ)施工上需要進(jìn)行特殊的技術(shù)處理。文章通過(guò)對(duì)其土質(zhì)特性以及技術(shù)原則進(jìn)行分析，指出選擇了正確的工藝才是基礎(chǔ)施工的重要關(guān)鍵。鐵路施工中橋涵的基礎(chǔ)施工是非常重要的，文章著重對(duì)此進(jìn)行了技術(shù)性的總結(jié)和研究，對(duì)于凍土區(qū)域混凝土方面的施工工藝同樣做了一些技術(shù)性的探討。

關(guān)鍵詞：鐵路施工；凍土；技術(shù)；基礎(chǔ)施工

對(duì)于常年氣候寒冷的區(qū)域，大多都存在著凍土區(qū)，近年來(lái)交通發(fā)展極為迅速，交通線路也開(kāi)始向著偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展。鐵路線路也在一些環(huán)境惡劣的地方開(kāi)始著手施工，對(duì)于凍土區(qū)域，世界范圍內(nèi)的鐵路修筑都有著成功以及失敗的教訓(xùn)，這些給予了鐵路發(fā)展極為寶貴的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也加深了施工技術(shù)人員對(duì)凍土的性質(zhì)的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)。我國(guó)存在有很多的凍土區(qū)域，尤其是近年來(lái)修筑的西藏鐵路所跨區(qū)域，西藏位于我國(guó)的西南部，占有我國(guó)的國(guó)土面的八分之一，青藏鐵路修筑線是唯一一個(gè)沒(méi)有鐵路的省區(qū)，青藏鐵路的修筑不但溝通了西南區(qū)域，同時(shí)也促進(jìn)了西藏民族同內(nèi)地的交往，一定程度上促進(jìn)了民族融洽、團(tuán)結(jié)以及加深了社會(huì)聯(lián)系。交通的發(fā)展也為西藏地區(qū)的人民帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新希望，既提高了生活水平，同時(shí)也促進(jìn)了祖國(guó)的統(tǒng)一和社會(huì)的穩(wěn)定，只有人民的生活有了本質(zhì)的提高，社會(huì)才能安定。另外這也是對(duì)于西部大開(kāi)發(fā)的政策支持，不但具有經(jīng)濟(jì)意義，同時(shí)在政治上也有著重要的地位。

文章通過(guò)對(duì)多年來(lái)分析的凍土特征以及這些區(qū)域所具有的共同點(diǎn)，著重對(duì)如何進(jìn)行基礎(chǔ)施工進(jìn)行了設(shè)計(jì)原則以及技術(shù)手段的分析。通過(guò)采取正確的技術(shù)手段對(duì)基礎(chǔ)施工進(jìn)行總結(jié)。

1 地質(zhì)特征以及對(duì)施工造成的影響

凍土本質(zhì)上也是一種土體，但是具有著其特殊的性質(zhì)，其特征就在于區(qū)別于其他的土體，其穩(wěn)定性和物理特征是緊密相連的，并且溫度的變化對(duì)于其穩(wěn)定性的影響是巨大的。此外，凍土的物理性質(zhì)其實(shí)是和土中的含冰量相關(guān)，而冰的形成又直接受到溫度的控制，溫度升高冰的含量就會(huì)減少，而溫度下降就會(huì)形成冰，這就是凍土的力學(xué)發(fā)生特性變化的原因所在。凍土的體積會(huì)隨著溫度的正負(fù)溫交叉變化產(chǎn)生明顯的相變，著是其中的水分變化的原因，而土體會(huì)隨之而變化，在工程建設(shè)中就會(huì)表現(xiàn)成融沉變形以及凍脹。而凍土的此類(lèi)流變性以及融沉和凍脹性都會(huì)在鐵路的建設(shè)上產(chǎn)生很大的不利影響。

多年的凍土地區(qū)在工程上體現(xiàn)的地質(zhì)問(wèn)題主要有凍脹以及融沉，冰錐以及熱融滑坍，沼澤以及冰錐等等一系列的不良地質(zhì)。融沉現(xiàn)象往往會(huì)出現(xiàn)在溫度較高的夏季，凍土中的冰會(huì)隨著溫度的升高而融化，造成地質(zhì)變形，從而會(huì)對(duì)凍土區(qū)的建筑造成破壞和變形，像是路基的下沉以及路基中向陽(yáng)的那一側(cè)會(huì)下滑開(kāi)裂或者嚴(yán)重的會(huì)造成坍塌。凍脹則是一種力學(xué)過(guò)程，主要出現(xiàn)在凍結(jié)的時(shí)候，眾所周知水在凝結(jié)成固體之后體積會(huì)變大，這種凍脹現(xiàn)象就是土體隨著水分的凝結(jié)而出現(xiàn)的膨脹現(xiàn)象，主要的表現(xiàn)就是地表出現(xiàn)的升高變形，而土中的水分分布是不均勻的，因此這種膨脹也是不均勻的。所以，建筑物的基礎(chǔ)就會(huì)在這種不均勻的凍脹力的作用下出現(xiàn)變形，嚴(yán)重的將會(huì)造成建筑的破壞。除了上述提到的那些現(xiàn)象之外，對(duì)于溫度最為敏感的要數(shù)厚層地下冰了，并且這種結(jié)構(gòu)也是對(duì)鐵路的路基影響和破壞最明顯的，而且也是不易避開(kāi)的，由于其結(jié)構(gòu)就是冰層因?yàn)槿诨霈F(xiàn)的，沉降量就會(huì)相當(dāng)?shù)拇螅瑢?duì)于工程的變形影響和破壞性也是最大的。

2 施工原則

對(duì)于凍土區(qū)域，施工主要會(huì)尊崇三大原則，首先是保護(hù)原則，其次是控制原則，最后則是破壞原則。

2.1 保護(hù)原則。這個(gè)原則的設(shè)計(jì)理念就是對(duì)凍土進(jìn)行保護(hù)，在施工以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的年限內(nèi)，對(duì)凍土進(jìn)行熱穩(wěn)定性的保護(hù)，人為的對(duì)制定深度的凍土結(jié)構(gòu)進(jìn)行凍結(jié)狀態(tài)的維持原則。

2.2 控制原則。是在使用的設(shè)計(jì)年限內(nèi)允許凍土融化，并將這個(gè)融化所造成的變形控制在一定的范圍內(nèi)。

2.3 破壞原則。這個(gè)原則是在一定的設(shè)計(jì)深度或者是基底中將凍土中的水分疏干以恢復(fù)土質(zhì)的特性。

3 多年凍土地區(qū)的橋涵基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

多年凍土地區(qū)橋涵地基的設(shè)計(jì)主要要注意保持凍結(jié)，允許融化兩大原則。橋涵基礎(chǔ)施工的重點(diǎn)是拼裝式基礎(chǔ)施工和現(xiàn)澆基礎(chǔ)施工，基礎(chǔ)拼裝是工序中的一項(xiàng)重點(diǎn)與難點(diǎn)。

高原多年凍土區(qū)現(xiàn)澆涵洞基礎(chǔ)施工與內(nèi)地普通涵洞的施工方法基本類(lèi)似，我項(xiàng)目隊(duì)施工時(shí)采用在攪拌站集中拌合，利用運(yùn)輸罐車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。

另外，在涵洞基礎(chǔ)沉降縫施工完成并檢查合格后進(jìn)行基坑回填，填料采用粗顆粒土，回填前對(duì)基礎(chǔ)四周側(cè)壁混凝土面按設(shè)計(jì)要求涂上防凍脹渣油，并采用平板振動(dòng)夯進(jìn)行分層夯實(shí)。

4 多年凍土地區(qū)混凝土施工技術(shù)研究。

多年凍土地區(qū)鐵路施工多是在一些高原地帶，這些地方的一些地段的河流中存在有害離子的侵蝕，部分路段還面臨著強(qiáng)烈的風(fēng)沙磨蝕。在這樣特殊的環(huán)境下，對(duì)混凝土的低溫硬化能力和耐久性能提出了更高的要求。低溫早強(qiáng)耐久混凝土就是在這種特殊的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的一種高性能混凝土。它具有低溫早強(qiáng)、耐腐蝕、高抗凍、高抗?jié)B等高耐久性能，另一特點(diǎn)是早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度不損失。負(fù)溫達(dá)到極限時(shí)，混凝土也基本凍結(jié)，強(qiáng)度停止增長(zhǎng)，但氣溫回升時(shí)，水泥顆粒繼續(xù)水化，混凝土強(qiáng)度繼續(xù)增長(zhǎng)。混凝土灌注后，采取適當(dāng)?shù)募訜岷捅馗采w措施，較適用于低溫環(huán)境下的施工。

4.1 原料的選用

拌制低溫早強(qiáng)耐久混凝土所用的原材料應(yīng)符合寒季施工的要求。水泥優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥。硫鋁酸鹽水泥不得與硅酸鹽水泥或石灰等堿性材料混和使用。拌制混凝土用骨料應(yīng)清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其它易凍裂物質(zhì)。

4.2 試配

對(duì)低溫早強(qiáng)耐久混凝土來(lái)說(shuō)，耐久性要求是其設(shè)計(jì)的依據(jù)。因而需要根據(jù)混凝土使用部位及地質(zhì)條件、原材料情況、最小膠凝材料用量、使用環(huán)境溫度、最大水膠比、拌合物和易性要求等具體情況選定。

4.3 拌制過(guò)程控制

耐久混凝土應(yīng)集中拌和、集中供應(yīng)，禁止分散拌和。試驗(yàn)室在每次開(kāi)盤(pán)前應(yīng)提供當(dāng)次的施工配合比，攪拌站工作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。拌制設(shè)備宜設(shè)在溫度不低于10℃的暖棚內(nèi)，拌制混凝土前及停止拌制后應(yīng)用熱水沖洗拌和機(jī)。

4.4 混凝土澆注

對(duì)基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行表面的清理工作，通過(guò)采取必要的措施，防排水，并對(duì)雜物以及油污進(jìn)行清理，將模板進(jìn)行固定，使得側(cè)壓力可以滿足要求。并且，對(duì)模板上的洞和孔進(jìn)行堵塞處理，以免出現(xiàn)漏漿。縫隙也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行填補(bǔ)。

澆注混凝土應(yīng)分層進(jìn)行。其分層厚度（指搗實(shí)后厚度）應(yīng)根據(jù)混凝土拌制能力、運(yùn)輸條件、澆注速度、振搗能力和結(jié)構(gòu)要求等條件決定。澆注對(duì)凍土層有直接影響的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土的入模溫度宜控制在2-5℃，澆注在低溫或負(fù)溫下養(yǎng)護(hù)且不與凍土層直接接觸的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土的入模溫度宜控制在5-10℃。

混凝土澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)因故間隔時(shí)，其間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、水泥性能、水灰比和外加劑類(lèi)型等條件通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)允許時(shí)間己超過(guò)時(shí)，應(yīng)按澆注中斷處理，同時(shí)應(yīng)留置施工縫，并作記錄。施工縫的平面與結(jié)構(gòu)的軸線相垂直，施工縫的處理應(yīng)滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

多年凍土地區(qū)修建鐵路工程技術(shù)難度大，意義深遠(yuǎn)。文章通過(guò)對(duì)其土質(zhì)特性以及技術(shù)原則進(jìn)行分析，指出選擇了正確的工藝才是基礎(chǔ)施工的重要關(guān)鍵。鐵路施工中橋涵的基礎(chǔ)施工是非常重要的，文章著重對(duì)此進(jìn)行了技術(shù)性的總結(jié)和研究，對(duì)于凍土區(qū)域混凝土方面的施工工藝同樣做了一些技術(shù)性的探討。另外也對(duì)多年凍土地區(qū)的混凝土的施工工藝作了詳細(xì)論述。凍土路基的穩(wěn)定問(wèn)題仍需要進(jìn)一步進(jìn)行研究和探討。