PIT檢測儀在高原多年凍土區(qū)混凝土基樁檢測中應(yīng)用

簡要介紹了青藏鐵路清水河試驗段拼裝式鋼筋混凝土矩形涵洞、圓形涵洞的施工過程,以及一個凍融周期后的涵洞情況,對所存在的問題進(jìn)行了分析,并提出了高原多年凍土地區(qū)拼裝涵洞的一些施工方法。

青藏鐵路所經(jīng)過的海拔5010m的風(fēng)火山腹地為多年凍土區(qū),自然條件極為惡劣,地質(zhì)情況復(fù)雜,施工環(huán)境差、難度大,且施工工藝質(zhì)量要求高。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)預(yù)制樁施工已適應(yīng)不了青藏高原預(yù)制樁施工要求。為了針對該地區(qū)實際情況,找出一套切實可行的施工方案和技術(shù),以風(fēng)火山涵洞預(yù)制樁施工為例,總結(jié)了高原多年凍土區(qū)預(yù)制樁施工中有關(guān)鉆機(jī)選配,鉆機(jī)成孔方法步驟,鉆具臨界角速度的確定、預(yù)制樁插樁施工等技術(shù)。實踐證明,應(yīng)用該技術(shù)效果良好,為同類工程提供了經(jīng)驗。

在青藏鐵路昆侖山隧道成功使用濕噴混凝土作為臨時支護(hù)。通過試驗和經(jīng)濟(jì)比選確定選用a類防凍劑、d′類速凝劑和聚丙烯纖維材料,確定水泥與骨料的比為1∶34,水泥用量在470kg·m-3～480kg·m-3之間,砂率為60%;水灰比為042～047。在高原缺氧環(huán)境下使用適用于低溫環(huán)境的噴射機(jī)械,采取溫控措施,確保噴射時拌和物溫度不低于10℃,加強(qiáng)檢查,可以保證高原凍土隧道混凝土噴射質(zhì)量。

通過確定耐久性混凝土的配合比、選擇合理的施工工藝和養(yǎng)護(hù)制度,來提高青藏鐵路9標(biāo)、18標(biāo)混凝土的耐久性能,所施工的混凝土耐久性指標(biāo)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

瞬態(tài)激振基樁檢測儀研制和工程應(yīng)用——瞬態(tài)激振基樁檢測儀研制和工程應(yīng)用

本文闡述高原地區(qū)凍土的工程特性,介紹了在特殊的多年凍土施工環(huán)境中路基工程施工的一些加強(qiáng)措施,并就施工中需要注意的一些問題提出見解。

青藏公路由北向南縱貫青藏高原腹地,昆侖山唐古拉山間平均海拔4500m以上,在公路沿線700多千米范圍內(nèi)廣泛分布有全球獨一無二的以高海拔高溫為主要特征的多年凍土.高原氣候變化無常,一日間可經(jīng)歷四季,遭遇雨、雪、冰雹;公路沿線環(huán)境惡劣,年平均氣溫-2℃~-7℃,空氣中含氧量不足海平面的50%,太陽輻射量平均高達(dá)3600kj/m2.多年凍土、高寒缺氧、生態(tài)脆弱是高原環(huán)境的基本特征.在當(dāng)今全球氣候升溫大背景下,高原下伏多年凍土響應(yīng)進(jìn)程加快,近20年間凍土平均升溫0.2~0.3℃,島狀多年凍土加速消失,高溫多年凍土加劇退化,低溫多年凍土升溫明顯,并由此導(dǎo)致凍土區(qū)公路工程病害不斷發(fā)生發(fā)展.青藏公路歷經(jīng)50年建設(shè)和34年連續(xù)科研,通車50年來,歷經(jīng)數(shù)次整治改建,并開展長達(dá)30多年的連續(xù)跟蹤觀測研究,其作為中國高原凍土區(qū)大規(guī)模工程建設(shè)的開山之作,無疑也成為中國凍土工程研究最大的試驗工程.2002年交通部在西部交通建設(shè)科技項目中安排開展《多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究》,積極迎對全球氣候升溫變暖對多年凍土區(qū)工程影響的挑戰(zhàn),從凍土工程理論、勘察設(shè)計方法、工程穩(wěn)定措施、凍土工程病害預(yù)防養(yǎng)護(hù)與工程壽命保障,到高寒缺氧惡劣環(huán)境下的生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面開展系統(tǒng)研究,創(chuàng)新、集成了針對中國實際的多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù),推動了中國凍土工程領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,進(jìn)一步提升了中國公路凍土工程研究的世界領(lǐng)先水平.

在我國的高原地區(qū),由于自然環(huán)境相對較為惡劣,在建設(shè)橋涵時,如果要穿越凍土區(qū)時,又要保證橋涵的施工安全,就必須在對其進(jìn)行設(shè)計以及施工當(dāng)中做一些特殊的處理,從而才能達(dá)到理想的效果。在施工橋涵時,它的材料、結(jié)構(gòu)以及在工藝方面都是較為便利的,但是必須要不斷的提高它的結(jié)構(gòu)特點,就要從它的結(jié)構(gòu)以及材料、工藝技術(shù)、基礎(chǔ)類型等多個方面更為深入的分析研究.本文主要根據(jù)凍土區(qū)較為特殊氣候環(huán)境以及地理位置在進(jìn)行橋涵設(shè)計時應(yīng)注意的方法及施工措施做了詳細(xì)的分析,希望對公路建設(shè)的長期發(fā)展起到一定的作用。

介紹了青藏鐵路格拉段的概況、沿線的自然特征、路基工程設(shè)計和施工特點,在總結(jié)既有設(shè)計、科研成果以及試驗段階段成果的基礎(chǔ)上,針對建設(shè)青藏鐵路格拉段所存在的主要問題,提出了主要解決措施、設(shè)計原則和施工特點。

青藏路穿越約560km(西大灘—安多)高原多年凍土地區(qū)和210km(安多以南)零星分布的島狀多年凍土地區(qū)。該地區(qū)普遍分布有厚度較大的水平冰層,體積含冰量大于80%,最厚達(dá)5m,其頂面一般即為多年凍土上限。由于埋藏較淺,極易受地表條件和氣候變化的影響,凍融滑塌是高原凍土的突出現(xiàn)象,亦是造成路基病害的主要原因之一。根據(jù)工程實踐介紹了路基的部分設(shè)計思路及施工方法。

介紹了青藏鐵路格拉段多年凍土區(qū)路基的施工特點及工藝,多年凍土“區(qū)凍土”問題是修建青藏鐵路的關(guān)鍵技術(shù)難題,高原凍土環(huán)境條件的特殊性決定了必須要在了解掌握高原凍土的特征、特性的基礎(chǔ)上,充分領(lǐng)會設(shè)計意圖、設(shè)計思想、緊密依托科研指導(dǎo),以科學(xué)合理的施工,保證凍土條件下的工程質(zhì)量。

中國科學(xué)e輯:技術(shù)科學(xué)2009年第39卷第1期:8~15 www.***.***tech.scichina.com 8 《中國科學(xué)》雜志社 scienceinchinapress 青藏高原多年凍土區(qū)公路修筑技術(shù)之進(jìn)展 汪雙杰 ①*,陳建兵 ①② ,章金釗 ① ,李祝龍 ① ①中交第一公路勘察設(shè)計研究院,寒區(qū)道路工程交通行業(yè)重點實驗室,西安710075; ②中國科學(xué)院凍土工程國家重點實驗室,蘭州730000 *e-mail:wangshj@ccroad.com.cn 收稿日期:2007-12-18;接受日期:2008-09-26 國家西部交通重大科技資助項目(批準(zhǔn)號:2002318000) 摘要青藏公路由北向南縱貫青藏高原腹地,昆侖山唐古拉山間平均海拔4

高原多年凍土區(qū)鐵路橋梁工程,由于受地基土凍融作用、不良地質(zhì)等影響,橋梁容易產(chǎn)生各種病害,如何克服高原多年凍土地區(qū)對樁基礎(chǔ)施工產(chǎn)生的不利影響,降低和減少病害,本文通過在青海省柴木鐵路\"江倉曲大橋\"的施工實踐,對以上問題及施工方法進(jìn)行了探索和總結(jié)。

針對高原多年凍土區(qū)公路對瀝青混合料性能的高要求,從礦料級配角度出發(fā),試驗選取多碎石瀝青混合料(sac)和瀝青瑪蹄脂混合料(sma)作為高原多年凍土區(qū)瀝青路面的路用性能試驗用料,用密級配ac-13進(jìn)行對比。試驗結(jié)果表明:sac-13與ac-13破壞彎拉應(yīng)變差異并不明顯,而sma-13的破壞彎拉應(yīng)變較ac-13降低20.7%。三種級配瀝青混合料動穩(wěn)定度由高到底依次為sac-13,sma-13和ac-13,選用的兩種抗滑表層較密級配ac-13動穩(wěn)定度提高了一倍左右；三種級配瀝青混合料的水穩(wěn)定性基本相當(dāng)。高原多年凍土區(qū)瀝青路面病害主要以低溫病害為主,因此sac-13級配瀝青混合料在高原多年凍土區(qū)公路瀝青路面應(yīng)用更具合理性。

從多年凍土及不良地質(zhì)的劃分入手,結(jié)合青藏高原曲麻萊—不凍泉公路的施工,對多年凍土地區(qū)路基及不良地質(zhì)施工的注意事項進(jìn)行了介紹,同時給出了多年凍土地區(qū)路基施工采取的工程措施,為同類工程施工提供了寶貴經(jīng)驗。

介紹了青藏鐵路第五標(biāo)段的工程概況,以dk972+850～dk972+950段路堤為例介紹高原凍土路基施工的基底處理和路基填筑方法及注意事項。

針對青藏高原多年凍土的特點,提出了青藏鐵路多年凍土區(qū)橋梁設(shè)計主要原則,并對不同的基礎(chǔ)類型在凍土區(qū)適應(yīng)情況進(jìn)行分析,提出了適應(yīng)高原凍土性質(zhì)的基礎(chǔ)應(yīng)用,最后對鉆孔灌注樁的承載力,切向凍脹力和基礎(chǔ)沉降量的計算進(jìn)行介紹。

該工程處于高原凍土施工環(huán)境,采用現(xiàn)澆混凝土井不能滿足質(zhì)量要求,為保證施工工期要求,最終確定將現(xiàn)澆混凝土井優(yōu)化為成品混凝土井,進(jìn)而保證了施工質(zhì)量及進(jìn)度要求.

針對青藏高原高寒、缺氧等特點,以及青藏鐵路多年凍土的特殊性與復(fù)雜性,通過實踐與理論討論,詳細(xì)地制訂出了在高原高寒多年凍土區(qū)橋梁工程施工中的技術(shù)措施和施工工藝.在青藏高原的多年凍土區(qū),由于橋梁及工程建筑物的修建,將改變原有的溫度場、應(yīng)力場、以及凍土層的水熱交換.因此,選擇合理的施工季節(jié)、施工方法和采取必要的施工措施,是減少施工對多年凍土熱擾動的必要措施.

本文以青藏鐵路路基施工實例,對凍土區(qū)路基施工處理進(jìn)行了經(jīng)驗總結(jié),其施工技術(shù)方法與措施可供借鑒。

青藏鐵路是世界上海拔最高的鐵路。通過沿線青海及西藏的地震情況和西大灘斷裂帶、昆侖山埡口斷裂以及不凍泉斷裂帶的多年觀測數(shù)據(jù)和青藏鐵路線路的實際穿越段的地質(zhì)特點,可以看出,青藏鐵路格爾木—拉薩段沿線地震活動頻繁、斷裂大量發(fā)育,不同性質(zhì)、不同類型、不同特點的活動斷裂給青藏鐵路的工程安全帶來不同程度的影響,并產(chǎn)生和誘發(fā)不同類型的地質(zhì)災(zāi)害。一旦在鐵路下方沿活動斷層形成移動冰丘,將導(dǎo)致鐵路路基隆起和鐵軌變形。斷裂運(yùn)動不僅孕育了地震,還誘發(fā)了不均勻凍脹、構(gòu)造裂縫、移動冰丘等地質(zhì)災(zāi)害,影響線路工程的安全,增加維護(hù)費用。筆者著重4方面分析地震斷裂活動對青藏鐵路的危害性:斷裂活動導(dǎo)致路面變形和工程破壞;斷裂活動與非均勻凍脹造成路基強(qiáng)烈變形;構(gòu)造裂縫帶及其工程危害;凍土地區(qū)的地震和斷裂與保護(hù)凍土的工程措施產(chǎn)生矛盾,給出了設(shè)計和施工中應(yīng)該考慮的問題并提出從鐵路的勘察設(shè)計、施工組織、施工過程中采用各種措施將地震以及斷裂活動對鐵路的損害程度降低到最小。

研究目的:通風(fēng)管路基作為一種新型的路基結(jié)構(gòu),具有降低多年凍土地溫抬升路基人為上限的性能,對多年凍土區(qū)鐵路的建設(shè)及運(yùn)營提供安全保證。本文結(jié)合青藏高原多年凍土區(qū)特殊的氣候條件及空氣流通特征,對通風(fēng)管內(nèi)空氣對流形式進(jìn)行分析,并通過傳熱學(xué)基本理論對多年凍土區(qū)通風(fēng)管路基體的傳熱規(guī)律進(jìn)行研究。研究結(jié)果:文章經(jīng)過系統(tǒng)分析和研究,提出了青藏高原多年凍土區(qū)通風(fēng)管路基的傳熱理論。認(rèn)為青藏高原多年凍土區(qū)通風(fēng)管路基的傳熱方式主要為空氣的強(qiáng)迫對流、自然對流及熱傳導(dǎo)3種,并通過理論計算及試驗得出使通風(fēng)管路基達(dá)到最大功效的合理的長徑比。