高原冻土施工及环境保护讲座

青藏铁路高原冻土施工技术及环境保护

--- 辛卫（主讲）

为贯彻铁道部党组提出的“高起点、高标准、高质量”修好青藏铁路，保护好每个青藏铁路参建员工的身体健康，预防和减少高原病发生，真正体现“以人为本、科技先导、环境保护、机械化快速施工” 的施工组织原则,作为我们每个参建员工来说，都必须对青藏铁路施工技术及青环境保护进行学习，并运用于施工生产过程中去。

下面就对青藏铁路高原冻土施工技术及环境保护作概括讲述：一、青藏铁路高原冻土施工技术

1、青藏铁路格拉段概况

青藏铁路由青海省省会西宁至西藏自治区首府拉萨，全长1963 公里，其中西宁至格尔木段（长845 公里）已于1984 年交付临管运营。

格尔木〜拉萨简称格拉段，为新建单线I级铁路，全长1118公

里（青海省境内564 公里，西藏自治区境内554 公里），该段处在世界上海拔最高、气候条件恶劣的青藏高原腹地，线路北起青海省西部重镇格尔木市，基本沿青藏公路南行，途径纳赤台、五道梁、沱沱河沿、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内，经安多县、那曲地区、当雄县到拉萨市。沿线地质构造复杂，经过连续多年冻土地区553.758 公里（多年冻土北界位于西大滩断陷盆地，南界位于安多谷地），主要存在高原冻土、高地震烈度及活动断层等工程地质问题，在建设过程中将面临三大技术难题：高原缺氧、多年冻

土、环境保护。

2、冻土学基础理论

（ 1 ）基本概念

冻土是指处于o °c以下，并含有冰的岩石和土体。包括多年冻土（指冻结状态维持在二年或二年以上的冻土）和季节冻土（指冬季冻结，来年夏季融化，冻结状态维持在二年以下的土体）。

季节融化层是指每年暖季融化、寒季冻结的多年冻土上部覆盖层。

季节冻结层是指每年寒季冻结、暖季融化的土层。

多年冻土上限是指多年冻土顶面的埋藏深度。

多年冻土下限是指多年冻土底面的埋藏深度。

多年冻土人为上限是指工程建筑物修建和运营后，多年冻土新形成的上限。

（2）不良冻土地质现象：

A、冰椎：多年冻土区地下水或河流封冻后地下（河水）流出地表形成的椎状或盾状冰体。

B、冻胀丘；多年冻土区地下水在冻结土层下聚集冻结，形成透镜状厚层冰体，将地表隆起形成丘状的土丘。

C、热融湖塘：由人为作用或自然作用引起高含冰量多年冻土融化下沉所形成的积蓄水的洼地。

D 、热融滑坍：高含冰量冻土分布在平缓山坡，由于人为破坏坡

脚，高含冰量冻土暴露融化，上覆土层失去支撑而坍塌，与融化泥水混合顺坡向下滑动的坡面坍滑现象。

E、沼泽湿地：多年冻土区某些植被覆盖良好的山前平缓低地或洼地，由

于地下水的出露和多年冻土层的隔水作用，使之积水而成的潮湿地段。

F、厚层地下冰：指分布于多年冻土上限附近的一种含土冰层。冰中的土块似悬浮于冰中。

3、沿线冻土分布

青藏铁路多年冻土区北界位于西大滩断陷盆地，南界位于安多谷地，长553.758 公里，主要呈大片连续多年冻土和岛状多年冻土分布，全段广泛分布有高含冰量冻土，且地面水和冻结层上水发育。

安多至拉萨段为高原深季节性冻土区，其中局部地段分布有岛状多年冻土（设计采用桥梁方案通过），路基工程主要有深季节性冻土地基处理、湿地地基处理、路堑地下水处理、风沙路基、地震液化土地基处理、雪害防护路基等工程类型。那曲地区属重要的沼泽湿地，主要存在冻土湿地路基地基处理。

4、高原多年冻土区工程施工特点

青藏铁路高原多年冻土区的工程施工具有施工工期短、劳动效率低下、施工条件艰苦、生态环境十分脆弱和环保意识强等特点。

5、高原多年冻土区工程施工技术要求

（1）施工前做好多年冻土工程地质核查工作，如果与设计不符，及时通知业主申请变更。

（2）施工时重视多年冻土环境保护工作，严格按照设计进行土石方施工。

（3）路基工程施工采用“机械化为主，人工为辅”的施工方式。

（4）为减少施工对多年冻土的水状况影响，必须贯彻“先排水、后主体”的

施工原则。排水包括永久性排水和临时排水。

（5）路基防护工程根据路基成型情况及时安排施工，尽量缩短裸露时间，防止雨水冲刷边坡造成水土流失。

（6）高原多年冻土区桥涵基础施工技术关键：明挖基础施工采用“基坑爆破一次成型，机械化快速开挖”工艺，严禁拉槽式开挖，基坑开挖后及时进行施工和回填，缩短暴露时间，减少多余热量进入多年冻土从而影响其热稳定性；孔桩基坑主要采用旋挖钻机施工工艺，尽量减少施工热扰动；基础混凝土一般采用低温早强耐久性混凝

土，混凝土拌合物的入模温度宜控制在0〜5Co浇筑完成后，及时采取防风、防冻措施，采用蓄热法养护。

6、低温早强耐久混凝土施工要求：

6.1低温早强耐久砼拌制由工区混凝土拌合站统一集中拌制，混凝土罐车运至施工现场进行浇筑施工。

6.2低温早强耐久砼浇筑：

6.2.1低温早强耐久砼混凝土浇筑前应将模板及钢筋上的冰雪和污垢清理干净，不得将冰雪直接融化。

6.2.2低温早强耐久砼运至浇筑地点，应尽快浇筑，减少热损失；当混凝土因凝结或冻结而降低流动性后，不得二次加水拌合使用；

浇筑时的自倾落高度不得大于2米，当大于2米时，采用滑槽入模。

6.2.3低温早强耐久砼应分层连续浇筑，分层厚度不得大于

30cm 。当因故间歇时，不得超过0.5h ；当允许间歇已超过时，应按浇筑中断处理，同时应留置施工缝，并作出记录。施工缝处应埋入适量的接茬钢

筋，并使其体积露出前层混凝土外一半左右。

6.2.4混凝土采用插入式振捣器捣固，其移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土的深度宜为5〜10cm ;振

捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋部件；每一振点的振捣延续时间宜为20〜30s ，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度。但不得超振，避免降低混凝土的含气量。

7、低温早强耐久混凝土的养护及拆模

7.1两阶段养生方法：A :砼早期养生采用补水养生，即首先在砼结构物表面包裹一层蓄水物质，如麻袋片等，然后，再用塑料薄膜包裹封闭严实，在砼养生期内，需对蓄水物质定时注水保证持续湿润状态，养生时间不得少于

14天，并应经常检查；B:剥离塑

料薄膜，停止养生时，立即在砼结构物表面喷涂一层抗低温、抗紫外线辐射型砼保湿养护剂，以封闭砼内部残余水分不被蒸发，保证砼后期水化的持续进行。

7.2 采用蓄热法（低温条件施工）进行养护时，应符合下列规定：

7.2.1、凝土浇筑完毕后，应延长脱模时间,带模养护7 天以上，注意保温防寒，并用塑料薄膜覆盖。

7.2.2不得放水养护。

7.2.3脱模后迅速在混凝土表面喷涂一层抗低温、抗紫外线辐射型砼保湿养护剂，并用塑料膜（布）包裹。

7.2.4在混凝土与外界环境的温差极大情况下，采用棉被覆盖等保温保湿措施。