青藏铁路多年冻土区路基防排水设施技术探讨

调查青藏铁路运营后多年冻土区的路基防排水设施。青藏铁路多年冻土区路基防排水设施存在并急需解决的问题是部分地段排水沟变形或破损、路基坡脚积水和防排水设施不够完善。分析防排水设施病害产生的原因和危害,对青藏铁路多年冻土区路基防排水技术措施进行探讨,建议研究开发具有刚性和柔性特点的新型结构的排水沟,对填土垫高路基坡脚的技术措施进一步优化研究。     

青藏铁路多年冻土工程特性与冻土工程

半个多世纪来,以中铁西北院为代表铁路系统科研人员,紧紧围绕多年冻土区土冻结和融化过程特性研究、多年冻土工程地质勘察和冻土地基与路基、重要构筑物的设计计算方法等铁路工程勘察、设计的有关问题开展工作.所取得的成果均已纳入我国多年冻土区铁路勘察、设计和施工的有关规程规范中,成为我国多年冻土区已有铁路维修、养护和新线设计、施工的依据,为我国多年冻土区铁路建设作出了贡献.本篇是这项工作的总结.     

青藏铁路多年冻土区拼装涵快速施工技术

介绍多年冻土区拼装式钢筋混凝土矩形涵洞快速施工技术,按照保护多年冻土的原则,选择寒季施工。基坑开挖前涵节预制并按序运至工点摆放。基坑一次开挖成型并设置遮阳防雨棚。采用合理的拼装方法,同时介绍了基底换填以及拼装完毕后采取的防冻胀处理等施工技术措施。     

青藏铁路多年冻土区桥头路基变形原因及对策研究

桥头路基的变形问题是普遍存在的影响冻土区道路工程稳定的技术难题,结合青藏铁路多年冻土区桥头路基的变形问题,采用资料调研、现场调查、理论分析和总结等研究手段,对运营后多年冻土区桥头路基变形的特征及沉降原因进行分析研究,提出了通过改善地基多年冻土环境和优化桥头路基防排水系统等措施对桥头路基病害进行治理的方法。     

多年冻土区路基的结构设计分析

研究目的:本文从分析冻土区路基表层的冻胀特征和底层的融沉特征入手,提出路基结构设计中冻土区路基表层的防冻胀措施以及低含冰量冻土和高含冰量冻土路基的防热融措施。研究结论:认为按地质和地温条件处理冻土,保持多年冻土上限不下降后,路基结构按“封闭系统”冻结条件进行设计,表层冻融层内用不冻胀的粗粒料填筑,其它部分按常规路基设计,即可满足多年冻土区路基结构功能的要求。     

建立青藏铁路多年冻土区工程的监测体系的必要性

青藏高原多年冻土对环境热状态变化的敏感性大。为确保铁路安全稳定运行，就要求及早对多年冻土地基状态及建筑在其上的铁路构筑物进行长期监测，深入、及时地发展和预测铁路沿冻土工程地质条件变化及其演变规律，系统地控制它的动态变化及其对线路各构筑物产生不良作用，同时验证相关设计方案、结构形式、施工处理措施等在实际工程中的应用效果，对冻融变形病害段的预测及工程措施分析评估，建立相应病害条件下的防治对策，以便在青藏铁路投入运营后，多年冻土路基的稳定性能得到及时、主动和有效控制。     

沙拉陇仁大桥钻孔灌注桩施工

以青藏铁路沙拉陇仁大桥钻孔灌注桩施工为实例,介绍高海拔高寒多年冻土区桩基防冻胀措施及钻孔灌注桩施工方法.     

青藏铁路多年冻土的分布特点

青藏铁路是世界上最长的高原冻土铁路,穿越连续多年冻土地区长度达546.43 km.多年冻土是青藏铁路建设面临的主要难题之一.阐述了青藏铁路沿线多年冻土分布的基本特征以及影响多年冻土分布的主要因素,主要影响因素包括:海拔高度和纬度、地形、地表水体、植被、岩性以及地质构造等.阐述了多年冻土区不良冻土现象及融区的分布特征,指出了多年冻土的勘察设计特点,为多年冻土区工程地质勘察和设计工作提供了依据.     

青藏铁路多年冻土区桥梁设计特点

简要介绍了青藏高原多年冻土区的特点，青藏铁路多年冻土区桥梁“少维护，高耐久”的设计要求和桥梁结构形式，墩台基础类型选择以及提高混凝土结构耐久性的措施。     

青藏铁路桥涵基础混凝土表面沥青油渣防冻胀层施工技术

桥涵混凝土基础表面涂刷沥青油渣防冻胀层,是青藏高原铁路多年冻土区线下结构物施工中的特殊要求。在缺乏类似的工程施工经验情况下,如何施工好桥涵基础混凝土表面沥青油渣防冻胀层,从而满足设计对防冻胀的要求,提高结构物抗御恶劣环境条件的性能显得十分重要。对此,在青藏铁路线下施工中,通过对沥青油渣防冻胀层使用材料的合理选取、防冻胀技术指标测定、配合比对比试验确定、施工工艺技术等方面的反复探索研究,较好地解决了青藏高原铁路多年冻土区桥涵基础混凝土表面沥青油渣防冻胀层施工中的技术难题,取得了较好的结构物基础防冻胀效果。     

青藏铁路多年冻土区涵洞病害机理分析

为了防治青藏铁路多年冻土区涵洞病害,通过对4座涵洞的现场变形以及温度场监测,利用现场调查与监测数据分析,查明涵洞病害形成的7种不同原因。结果表明:青藏铁路的施工以及水热侵蚀引起地基多年冻土升温融化下沉以及冻土蠕变下沉是造成青藏铁路多年冻土区涵洞病害的主要原因。可通过减少和杜绝涵洞地基周围的水热侵蚀以及采取埋设热棒等工程措施进而达到防治涵洞病害的目的。     

青藏铁路多年冻土区路堑边坡病害特征及防治措施分析

青藏铁路格拉段多年冻土区共有路堑边坡78处,长约15.6 km,其稳定性直接关系到线路安全运营。根据现场调查,分析其稳定性状况、病害形式、影响因素及机理,讨论防治措施的合理性。结果表明:先后有15处出现病害,其中4处失稳,病害问题值得重视;病害形式包括坡面冲刷、纵向裂缝、防护结构破坏、滑塌、坡脚鼓胀等;病害位置以边坡上侧为主,而非阳坡侧,堑顶是最薄弱的部位,发育过程表现为周期性和波动性的恶化;地表水和冻结层上水的热侵蚀及活动层冻融作用是病害的主要原因,病害机理包括地表水冲刷、滞水冻胀和冻融循环;经过运营期检验,无防护的坡面容易冲刷变形,封闭式锚喷混凝土面容易滞水冻胀破裂,轻型、柔性的骨架护坡和L型挡墙防护效果较好。     

青藏铁路冻土路基沉降变形预测

青藏铁路试验工程北麓河试验段冻土路基沉降变形现场试验研究表明:即使路基下冻土人为上限有所上升,冻土路基仍会产生较大的沉降变形。这种变形主要来自原天然上限以下高温—高含冰量冻土升温引起的压缩变形。路基下多年冻土的升温幅度、高含冰量冻土层厚度和路堤高度越大,路基的沉降变形量就越大。数值计算结果表明:在路堤填土满足临界高度,且考虑青藏高原年平均气温逐年上升的条件下,青藏铁路北麓河试验段冻土路基在未来50年内的总沉降量可能达到30 cm。因此,要控制冻土路基的沉降变形,必须采取主动降低多年冻土温度的工程措施,单纯靠增加路堤高度的传统方法不能解决问题,甚至适得其反。     

石灰桩对冻土地基预融效果模型试验研究

在高纬度冻土区修建基础工程,如何处理冻土地基使其满足承载力要求,是冻土工程施工技术的关键。为了研究石灰桩对冻土地基的预融和挤密效果,提出以破坏冻土为出发点的石灰桩放热预融方案。采用石灰桩预融冻土地基,通过群桩和单桩模型试验,测试桩周不同位置土的温度、含水率和密度的变化,确定石灰桩对冻土地基的预融和挤密影响半径。试验结果表明,所选用的桩体材料配合比,能够使桩间一定范围内冻土全部融化,提高桩间土的密度。     

冻土区病害桩基容许承载力的数值模拟分析

研究发现温度场的变化会对高原冻土区桩基承载力产生影响,针对某铁路桥梁桩基出现的承载力下降现象,考虑桩土所处的复杂温度条件,采用ANSYS有限元软件建立桩基温度场模型,分析冻土温度场变化对该桩基承载力的影响。结果表明:承压水、太阳辐射和气候变暖等因素的作用使桩土界面温度升高,导致桩基础容许承载力下降,温度场对冻土区桩基稳定性的影响不可忽视,桩基础施工应尽量减少热量带入到冻土地区中,减小对冻土的热扰动。     

青藏铁路多年冻土工程的探索与实践

研究目的：青藏铁路格尔木一拉萨段全长1142km，是世界上海拔最高、跨越高原多年冻土地段里程最长的铁路，沿线自然环境恶劣，地质条件复杂，工程技术难度大，环境保护要求高，建设过程中面临着许多技术难题。文章从青藏高原多年冻土区特点及主要工程问题，科技攻关工作与采取的措施，所取得的主要阶段性成就等几个方面，对如何更好解决在高海拔多年冻土区修建铁路这一难题，把青藏铁路建设成为“世界一流高原铁路”，进行了深入的阐述，同时提出了需要进一步深化研究的问题。 研究结论：文章经过系统分析和研究，查清了线路通过地区多年冻土的热稳定性、含冰量和不良冻土现象的分布和变化规律，为攻克冻土难题提供了可靠的基础工作保证。对路基工程提出了“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计思想、治理原则和具体工程结构类型。     

青藏线冻土地区接地问题探讨

在冻土地区，由于土壤电阻率的增大，电力设备的安全接地变得困难起来。介绍了在低温条件下对几种典型土壤以及各类降阻剂的电阻率特性进行实验研究的结果。给出了土壤电阻率随温度变化的规律。讨论了低温条件下降阻剂的使用方法和降阻效果。总结了国内外冻土地区接地设计的实验。对改善冻土地区接地安全性的方法提出了建议。     

青藏铁路楚玛尔河地区复合路基地温状况分析

青藏铁路楚玛尔河地区广泛应用了片石气冷及碎石护坡复合路基结构,根据该地区复合路基与一般路基实测地温资料,对比分析了复合路基与一般路基的地温状况,研究2种路基结构保护多年冻土的效果。结果表明:(1)一般路基地温场整体向不利于冻土路基稳定的趋势发展,难以起到全面保护多年冻土的作用;(2)复合路基在降低地温和维护地温场对称性方面都具有显著效果,能主动冷却冻土路基,很好地保护多年冻土。