青藏铁路施工快速法预制涵节技术

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青藏铁路设计施工主要情况暨快速法预制涵节技术

郭建波   王凤祥

1工程概况

青藏铁路自西宁市至拉萨市，全长1956km，是我国第一条进藏铁路，其中西宁至格尔木段西格段814 km已建成通车，目前新建为格尔木市至拉萨的格拉段，全长1142km，格尔木至南山口段30km已随同西格段同时建成运营，自南山口至拉萨段长1112km为新建，是整个青藏铁路中的重难点。

2001年6月29日，青藏线格拉段全线开工，并被誉为举世瞩目的国家“十五”四大工程之一。

我集团公司十分重视青藏线的建设进展情况，经过对设计及现场的周密调察研究，以优异的施工方案，合理的工程组织中标承揽青藏线第九标段、十八标段的建设施工任务，全标段均位于唐口拉山脉中，其中九标段位于青藏线海拔最高的唐古拉山口处，海拔5072m，成为全线施工中的重难点地段。

1.1青藏铁路沿线情况 

青藏铁路格拉段自格尔木市出发后经过昆仑山、唐古拉山、楚玛尔河、长江上游沱沱河等世界著名的名山大川，全线自世界最高的高原——青藏高原腹地通过，总计海拔4000m以上路段950km，经过多年冻土地段550km，冻土区分布广、类型复杂、沿线气侯条件复杂，山河纵横，许多地段终年白雪皑皑，成为世界上一次施工最长，海拔最高的高原冻土铁路，无论对设计和施工都是一个很大的挑战和考验。

1.2青藏铁路主要设计原则 

冻土区土建设计和施工与普通地区的施工有着较大的差异，冻土在冻结情况下具有极高的地基承载力，可做为良好的地基，而若因各种情况导致冻土吸热而退化则可能变为塑态、软塑态甚至液态，从而对构筑物的稳定造成极大的危害，因而在各种情况下都要十分重视温度和热量的影响。

冻土的分类是首要的问题。根据多年冻土多年长期稳定形成的多年平均地温不同，在设计时主要将多年冻土分为三带六区（如下表）

多年冻土按地温的分类

带   名

多年平均地温Tcp(℃)

主要分布地带

Ⅰ

极稳定带

<-5.0

高山地带

稳定带

-5.0 ～ -3.0

中高山地带

Ⅱ

亚稳定带

-3.0 ～ -2.0

低山及沼泽泥炭中

过渡带

-2.0 ～ -1.0

高平原、低山丘陵

Ⅲ

不稳定带

-1.0 ～ -0.5

及河谷地带

极不稳定带

> -0.5

河谷及岛状多年冻土地带

各带中多年平均地温越低则说明冻土越稳定，冷储量越大，外界因素相对影响越小，冻土的稳定性越好，而温度越高则冻土相对越不稳定。

针对不同的冻土基础，设计主要采用三种不同的设计原则和方法。（如下表）

多年冻土区主要的设计原则和方法

设计原则

适用地带

设计指导思想

主要的基础形式

保持冻结状态

2.     年平均地温< -5℃。

2.持力层土处于坚硬冻结状态。

采取各种措施使持力层冻土保持冻结

1.     粗颗粒土换填及填筑。

2.     保温隔热板。

3.     架空或通风管基础。

4.     桩基、热桩、人工制冷等。

逐渐融化状态

1.年平均地温-0.5～-1.0℃间。

2.持力层土属高含冰量冻土且处于塑性状态。

采取措施控制冻土的退化，使之融化速率在人为控制范围内，从而不致影响构筑物的正常使用。

1.     填土通风管基础。

2.     垫桩基础。

3.     碎石通风基础。

4.     保温隔热板。

5.     架空通风基础。

予先破坏状态

1.年平均地温> -0.5℃。

2.持力层土处塑性状态。

3.冻结地基为不融沉或弱融沉土。

采取措施将濒临退化的冻土破坏，已免冻土融化造成构筑物的破坏。

1.     粗颗粒土置换细粒土。

2.     予加力压密。

3.     加大基础埋深。

4.     采取结构措施适应变形要求。

1.3青藏铁路施工的主要原则和措施

冻土地区施工最为主要的不同是在施工的各个环节都要切实注意温度的影响，采取合理的方法尽少对冻土的扰动，防止冻土退化，为此主要的原则和措施为：

(1)选择合适的施工季节。如在气温较低时施工以减少带入地基冻土中的热量。

(2)组织快速施工。如开挖基坑采用聚能弹快速爆破一次成型工艺，缩短基坑暴露时间而吸热退化。

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