高原高寒多年凍土區(qū)的橋梁施工技術(shù)

李力 王偉

摘 要：我國青藏高原地區(qū)由于地勢較高，所以氧氣稀薄并且氣候惡劣，常年處于高寒狀態(tài)，這里的土地因寒冷所致，異常堅(jiān)固不以挖掘，在該環(huán)境下進(jìn)行橋梁施工無疑對施工技術(shù)形成了艱巨的考驗(yàn)，本文結(jié)合高原高寒地區(qū)凍土實(shí)踐施工經(jīng)驗(yàn)在全文對橋梁在凍土情況下的施工技術(shù)進(jìn)行探討，主要以施工環(huán)境的溫度轉(zhuǎn)換為方式，并對加大該方式可行性的幾個(gè)條件作出定義，以保障橋梁施工技術(shù)在高原高寒地區(qū)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：高寒高原；凍土地區(qū)；橋梁施工技術(shù)

凍土并非高寒地區(qū)所特有的土地狀態(tài)，凍土在世界各地都有，只是由于某些局域性的地質(zhì)條件和環(huán)境在氣候轉(zhuǎn)換上相較其它地區(qū)緩慢很多，看上去有著百年如一日的特點(diǎn)，所以凍土?xí)艿江h(huán)境的影響，在堅(jiān)固性與凍結(jié)度上有所差異，青藏高原是世界上海拔最高的高原，且在高原中，其地質(zhì)擴(kuò)散面積也是最寬廣的，該地區(qū)常年氣溫維持在零下二十?dāng)z氏度左右，這對都土地凍結(jié)的程度有著直接的影響，而凍土對施工的影響只是一方面，高原特有高壓低氧嚴(yán)寒現(xiàn)象不僅促使了該地區(qū)生物對凍土依賴的敏感性，對施工人員的身體也造成了負(fù)面影響。所以本文對橋梁施工技術(shù)的探討除了要站在凍土的角度還要結(jié)合高原生態(tài)環(huán)境對施工的影響。

1 針對高原高寒凍土實(shí)施橋梁施工技術(shù)的對應(yīng)策略

（1）在對高原高寒地區(qū)實(shí)施橋梁施工前，首先要對橋梁施工的展開時(shí)間以及工期進(jìn)行有計(jì)劃的設(shè)計(jì)，橋梁施工時(shí)間的設(shè)計(jì)要以高原高寒地域的環(huán)境作為參造，也就是說認(rèn)知到高原高寒地域的環(huán)境溫度變化，以最嚴(yán)寒和嚴(yán)寒度最低兩點(diǎn)以及氣候轉(zhuǎn)換過程中的時(shí)間，避免橋梁建設(shè)施工在高原高寒地區(qū)氣候最為嚴(yán)冷的時(shí)期開工，這是降低高原高寒地區(qū)惡劣環(huán)境對施工造成影響的最直接有效的方式。但是不可否認(rèn)的是，盡管高原高寒地區(qū)會受到氣候的影響在溫度上有所降低，但畢竟處于嚴(yán)寒地區(qū)，橋梁施工方案要結(jié)合施工階段高原高寒地質(zhì)條件對施工設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。高原高寒地域由于地勢環(huán)境的特殊技，即便處于高溫使其，也不能保障其高溫的持續(xù)性，當(dāng)高溫?cái)?shù)據(jù)及其不穩(wěn)定的時(shí)候，應(yīng)采用容許融化原則進(jìn)行橋梁的設(shè)計(jì)，只有在位于融區(qū)的基礎(chǔ)上時(shí)，才可以將設(shè)計(jì)變換為常規(guī)地區(qū)設(shè)計(jì)。

（2）通常情況下鉆孔灌注樁是最常用的基礎(chǔ)形式，為了防止法向凍脹力的產(chǎn)生，在基礎(chǔ)嵌入深度上應(yīng)注意不能超過最大凍結(jié)深度和凍土的天然上限。護(hù)筒埋入的深度一旦超過凍土上限，在成樁后就不將其拆除，這樣能夠大幅度減少外表面的親水度，進(jìn)一步壓制凍土凍脹將埋入樁頂出。當(dāng)?shù)貏輧鼋Y(jié)程度過于嚴(yán)重，土內(nèi)寒冰量過高，地質(zhì)過于堅(jiān)硬時(shí)，就可以采用鉆孔擴(kuò)底樁，如果對橋建筑的安全質(zhì)量審核高于觀賞價(jià)值，可以適當(dāng)放棄一些美觀設(shè)計(jì)，使橋梁承臺底以高于地面0.3m的位置進(jìn)行安置，這樣雖然不能滿足美觀的要求，但是卻對質(zhì)量和安全有了更高的保障，大幅度降低凍脹力。

（3）為了適應(yīng)高原高寒地區(qū)的惡劣環(huán)境，保障橋梁建筑的安全質(zhì)量和使用壽命，必須從長遠(yuǎn)的角度出發(fā)，所以在混凝土的選擇上，必須滿足抗寒、耐久、早強(qiáng)的條件，同時(shí)對混凝土的防凍實(shí)施對應(yīng)策略，可以從保護(hù)鋼筋做起手點(diǎn)，這就需要承臺混凝土與墩臺身的調(diào)配比例做到要求，以滿足鋼筋的保護(hù)作用，預(yù)防混凝土出現(xiàn)凍裂剝離。

（4）橋梁建筑后必將常年處于高原高寒的嚴(yán)峻環(huán)境下，這不僅對橋梁的施工技術(shù)和施工質(zhì)量形成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，對橋梁的防護(hù)策略也同樣是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)，所以為了滿足橋梁處于高寒嚴(yán)峻環(huán)境下的持久度，必須從對抗高寒區(qū)惡劣環(huán)境因素做起，高寒地區(qū)對建筑最大的侵襲莫過于冰凍，建筑會隨著冰凍的膨脹力逐步崩潰瓦解甚至脫離基礎(chǔ)地基，所以在橋梁建筑大致竣工后，必須采取一定的抗冰凍措施，涂抹油渣是很好的防凍措施，但是由于高原高寒地區(qū)的嚴(yán)寒度易于普通嚴(yán)寒地區(qū)，油渣涂抹的位置以及厚度對橋梁建筑的抗旱能力有著直接的影響，針對高原高寒地區(qū)環(huán)境的特殊性，油渣的涂抹位置應(yīng)著重于承臺兩側(cè)以及整個(gè)橋墩與凍土接觸的位置，油渣涂抹的厚度可根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)使用周期而定，但是基本條件不能少于1厘米，如果想將橋梁建筑抗旱防護(hù)工作最大化發(fā)揮，可以在油渣涂抹后，對其表面進(jìn)行粗顆粒土的鋪加。

（5）為了響應(yīng)國家的綠色施工政策，即便在氣候條件嚴(yán)寒的高原高寒地區(qū)也不能摒棄環(huán)保理念，雖然施工會對凍土生態(tài)環(huán)境造成一定程度的影響，但是必須要在生態(tài)環(huán)境破壞最小的基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑施工，針對高原凍土的生態(tài)保護(hù)，可以將聚氨酯鋪設(shè)在橋臺的錐體到臺尾這段區(qū)域，聚氨酯雖然是一種保溫材料，但也有著隔絕溫度的功能，該功能同樣適用于寒度的維持，這樣就能保障在橋梁施工時(shí)，凍土偏離原本的生態(tài)基礎(chǔ)，融化變質(zhì)。

（6）高原地區(qū)雖然氣候嚴(yán)寒，但是卻依然有著各種野生動物和養(yǎng)殖的牧畜，尤其在牧區(qū)為了避免橋梁建筑對其造成困隔，必須在橋涵設(shè)置可以讓野生動物和牧畜出入的通道口。

2 高原高寒凍土橋梁施工的具體方法

施工前期準(zhǔn)備工作：

（1）對青藏高原地勢環(huán)境以及氣候環(huán)境有一個(gè)深度的認(rèn)知，可以通過多種途徑來完成該領(lǐng)域知識的充盈，建筑開發(fā)團(tuán)隊(duì)管理部門也可以針對這一問題，對團(tuán)隊(duì)員工進(jìn)行專業(yè)知識的強(qiáng)化，另外除了對施工環(huán)境的了解，也要結(jié)合當(dāng)?shù)仫L(fēng)土人情及習(xí)俗以及法律政策，做到和諧施工。

（2）施工前對施工方案進(jìn)行認(rèn)真的審核工作，一旦發(fā)現(xiàn)施工設(shè)計(jì)與施工環(huán)境有所差池或者方案可行性不高等問題，一定要第一時(shí)間指出并立即整改，確保在實(shí)施施工前有一份可行性、合理性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性并存的施工方案，以保障施工在自己的計(jì)劃之內(nèi)進(jìn)行，這是保障施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的有效方式。

（3）在施工理念上除了需要保障施工質(zhì)量和施工生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，其最重要的一點(diǎn)就是要遵循安全第一的工作理念，這也是施工團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)發(fā)展人文關(guān)懷的好機(jī)遇，在施工前對施工人員進(jìn)行心理和精神上的疏導(dǎo)，避免因?yàn)閴毫υ斐刹槐匾穆闊隈側(cè)胧┕がF(xiàn)場時(shí)，應(yīng)調(diào)配醫(yī)療人員，隨時(shí)為施工員工進(jìn)行身體的檢查，畢竟除了環(huán)境的嚴(yán)寒，其高原反應(yīng)對施工人員的身心健康會造成直接的影響，必須依靠醫(yī)療人員的輔助來進(jìn)行有健康保障的施工。

（4）在進(jìn)行施工前，對施工流程有一個(gè)合理的分化，根據(jù)施工環(huán)境條件和施工團(tuán)隊(duì)自身綜合條件和能力制定出符合實(shí)際的施工方案，一點(diǎn)制定就立即落實(shí)，在橋梁建筑施工時(shí)，最大限度的減少對地面植被的挖掘和破壞，甚至是凍土也要最大限度的保障其自身生態(tài)狀態(tài)，尊重生態(tài)環(huán)境，不以人類作無益處的更改。

（5）為了是測量控制樁的設(shè)置更為穩(wěn)固，應(yīng)選取地質(zhì)土層較為穩(wěn)固的地段進(jìn)行防止，巖層也可以利用，放置后采用混凝土對其進(jìn)行覆蓋防護(hù)，為了避免交通對施工帶來不便的影響，應(yīng)以醒目色的油漆對其進(jìn)行標(biāo)注，以警示車輛的繞行。

（6）在進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)的開挖工作時(shí)，必須結(jié)合防水排水理念對其進(jìn)行施工開挖，避免橋梁開挖基層流入地表與凍結(jié)層的水。

（7）橋梁建筑設(shè)計(jì)原理必須建立在保護(hù)多年凍土的基礎(chǔ)上進(jìn)行定制，為了保障高寒冰量地質(zhì)不被破壞且不給橋梁建筑施工帶來難度，在橋梁建筑時(shí)間上應(yīng)進(jìn)行有針對性的選擇，其中4月至5月和9月至11月施工最適用于橋梁建筑施工滿足生態(tài)保護(hù)的施工理念。

（8）高寒地區(qū)施工除了人力還需要機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，這就需要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的安排與防護(hù)，因?yàn)楹芏嗍┕C(jī)械設(shè)備也會受到高寒氣候的影響，造成一定程度的失常甚至損壞，雖然不能保障施工設(shè)備在無損壞的條件下進(jìn)行施工，但是可以從數(shù)量上進(jìn)行替代補(bǔ)給，確保施工進(jìn)程的持續(xù)性。

3 結(jié)束語

為了滿足社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑開展必要性是毋庸置疑的，但是建筑理念庇佑有一個(gè)清晰的認(rèn)識，這一點(diǎn)也是最主要的，從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度上分析高原高寒地區(qū)橋梁建設(shè)，可以從施工時(shí)節(jié)的靈活選取上避免施工給凍土環(huán)境帶來的影響，目前我國針對高原高寒地區(qū)實(shí)施橋梁建筑已有先見，其施工質(zhì)量至今滿足規(guī)范要求，本文也正是結(jié)合這些成功的案例對高原高寒地區(qū)橋梁建筑技術(shù)進(jìn)行了探究和分析，為我國建筑施工領(lǐng)域提供一份參考。

參考文獻(xiàn)

[1]李志榮.青藏鐵路高原高寒多年凍土區(qū)橋梁施工技術(shù)[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2004，12（z1）：361～367.

[2]于居洲.高原高寒多年凍土區(qū)的橋梁施工技術(shù)[J].冰川凍土，2006，28（4）：596～601.

[3]陳衛(wèi)東.淺談高原鐵路橋梁樁基旋挖鉆千法成孔施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，（15）：107～108.