多年冻土勘测

2024-06-02

多年冻土勘测（共7篇）

多年冻土勘测篇1

前言

我国多年冻土主要分布在青藏高原和东北大小兴安岭高纬度地区, 约占国土总面积的五分之一。在实际施工过程中, 如果存在多年冻土而没有被及时发现, 将会给工程的结构稳定性和顺利施工产生极大的不利影响, 如冻融病害、可燃冰等问题。因此, 必须借助先进技术设备对我国多年冻土进行准确细致勘测。

1 多年冻土勘测的主要地球物理特征

在我国多年冻土区域, 受外界温度变化影响, 冻土层地下温度会随之而发生梯度变化, 进而导致土体所含水分发生冻结、迁移或其他变化情况, 并进一步引起冻冰以不同形式在地质土体不同部位消散或聚集。多年冻土的这种动态变化过程对地质土体地球物理特征产生的影响尤为突出[1]。对于青藏高原地区而言, 其多年冻土主要有已成岩性冻土和非成岩性冻土两类。

考虑到多年冻土是由水、冰、孔隙和颗粒骨架等多种介质在常年低温环境下而形成的一种地质, 因而其物理性质除了由自身土体原有性质决定之外, 一部分还由其自身所在位置温度场、应力场等决定。这就要求在实施多年冻土勘测过程中, 对于勘测技术的选择必须要在借鉴非冻土层勘测物探技术经验的基础上, 通过充分考虑多年冻土的各项物理特征进行科学合理的选择, 以确定出最佳的物探技术。

2 物探技术在我国多年冻土勘测中的应用

青藏高原东部地区为大片连续多年冻土区域, 平均海拔在4000m以上, 整体区域岩性基本以板岩、二三叠系砂岩、灰岩等为主, 分水岭缓坡、谷底、山坡以及平原等地为第四系松散堆积物覆盖区域, 局部海拔较高地区可能覆盖有冰碛物[2]。一些学者对该地区多年冻土的电性、磁性、密度等各种物理性质进行了大量的试验研究, 发现当温度下降到0℃时, 冻土的介电常数急剧减小, 电阻率急剧升高, 且随着温度的降低而逐渐增大。

2.1 探地雷达在多年冻土上限勘测中的运用

根据上面对青藏高原东部地区多年冻土物理特征分析, 文章决定采用国外某公司生产的Pro Ex型探地雷达和pulse EKKO042-系列探地雷达。为较准确勘测出青藏高原东部地区多年冻土的上限深度, 需要在每条测线上选取一段作共偏移距测量, 以获取地表活动层的波速, 同时还要根据地表直达波反射线斜率相关公式计算出地表层的雷达波速度[3]。一般而言, 地表直达波的速度与地表活动层的平均雷达波速度较为相近, 因而在计算精度要求不高的条件下, 计算出雷达波的平均速度可以视为求出了多年冻土地表的直达波速度。

对于青藏高原东部区域而言, 植被覆盖较多、地表较为湿润、沼泽草甸、具有冻胀丘分布等这些地貌类型为多年冻土发育的典型区域。在这些区域布置一条剖面上布置有探坑的探地雷达剖面, 对多年冻土的上限深度进行勘测, 勘测结果显示该区域多年冻土的上限深度约为1.4m。同时, 对探地雷达获取到的剖面数字图像进行处理, 可以容易的观察到剖面上有一条明显的同相轴反射波, 进而可以推断出其是由多年冻土上限反射层所致, 并且探坑位置的深度与实际探坑深度1.4m完全吻合[4]。所以运用这种探地雷达可以很好的勘测出青藏高原东部地区多年冻土的上限深度。

2.2 瞬变电磁法在多年冻土下限勘测中的运用

采用美国某公司生产的GDP-32Ⅱ纳米瞬变电磁多功能电测系统结合不接地回线法对青藏高原东部地区多年冻土的下限深度进行勘测。首先, 向地下发送一次脉冲电磁场, 当脉冲电磁场断电后对其进行观测, 同时对二次涡流场随时间变化的规律进行研究, 以便准确探测出目标对象的空间分布情况。根据探地雷达某条多年冻土使用瞬变电磁法所得电阻率剖面图观测分析发现, 土壤冻结导致土体电阻率急剧增大, 尤其是在100Ω·m等值线深度以下, 电阻率梯度明显变大且等值线分布更为密集, 因此可以划定100Ω·m等值线为该区域多年冻土层的上限位置[5]。按照同样的方法可以划定出多年冻土的下限位置为150Ω·m电阻率等值线。当多年冻土的上下限位置全部准确确定出以后, 结合探地雷达勘测结果, 便可以确定出多年冻土的下限深度约为40m。

3 结束语

综上, 采用物探技术中的探地雷达与电磁法对青藏高原东部区域多年冻土进行勘测可以得到较为准确的勘测结果, 目前该技术在我国许多多年冻土勘测中都得到了良好的应用。随着物探技术的不断发展, 相信多年冻土勘测结果会更加准确可靠, 冻土对工程施工的影响也会越开越小。

摘要：在我国基础设施建设过程中, 冻土勘测是较为关键的一个问题, 尤其是多年冻土勘测。为克服多年冻土勘测问题, 许多先进科学技术被广泛应用在各工程勘测当中, 成为其中一项不可缺少的技术。文章在简单介绍了多年冻土勘测的主要地球物理特征基础上, 以青藏高原为例对物探技术在我国多年冻土勘测中的实际运用进行了详细的探析。

关键词：物探技术,中国,多年冻土勘测,应用

参考文献

[1]刘广岳, 王武, 赵林.基于瞬变电磁法 (TEM) 的西昆仑地区多年冻土厚度探测与研究[J].冰川冻土, 2015, 1:38-48.

[2]张光保.电测深法和地震折射层析法在多年冻土勘察中的应用[J].铁道建筑技术, 2015, 10:104-106.

[3]陈琳, 喻文兵, 易鑫.探地雷达在黑龙江漠河县城区冻土勘测中的应用[J].冰川冻土, 2015, 3:723-730.

[4]范昭平, 张丽华, 路勋.探地雷达在多年冻土区公路工程勘察中的应用[J].工程勘察, 2010, 3:91-94.

[5]武小鹏, 魏永梁, 张军平.探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的应用效果研究[J].地震工程学报, 2013, 2:240-245.

多年冻土区路基施工技术篇2

关键词：多年冻土区,路基施工,工程措施

1 工程概况

G214线第二合同段位于青海省东南部的果洛藏族自治州玛多县和玉树藏族自治州称多县境内,包含玛多黄河桥-巴颜喀拉山段(K550+000～K589+101.914)和巴颜喀拉山段-珍秦段(K590+386.480～K620+000),全长68.6km。路线走廊带地形地貌主要为:冰川冰缘构造侵蚀中高山、冰缘水流构造侵蚀低山丘陵、冲洪积平原和侵蚀堆积河谷。

路线所经地区海拔高程在4215.2～4749.3m之间,地形地质复杂, 施工难度较大,共有38.73km穿越少冰、多冰、富冰、饱冰冻土和含土冰层等多年冻土区,且处于严重退化趋势。同时,沿线广泛分布有水草地及水草沼泽。

工程所在地区属高寒半干旱气候区,多年平均降水量100～500mm;多年平均蒸发量1250～2250mm。年平均气温-4.2℃,极端最低气温-48.1℃,极端最高气温26.6℃,最大冻结深度2.77m,平均风速3.2m/s,最大风速达30m/s,含氧量约为海平面的59%～65%,仅有0.166～0.186kg/m3。

2 路基施工技术及工艺要求

G214线新建的工程中,针对多年冻土区路基,设计单位主要遵循了三个原则:保护冻土原则、控制融化原则、破坏冻土原则。结合工程实际特点,第二合同段主要应用了换填、片块石路基、XPS板路基和热棒-XPS板复合式路基等工程措施。

2.1 换填施工

换填是把影响路基稳定性的冻土用挖掘机挖除,用稳定性好的砂砾土进行换置,体现了破坏冻土的原则,适用于少冰和多冰冻土段路基。换填施工季节最好安排在寒末、暖初,避免在暖季。必须在暖季施工时,应选择在一天中气温较低的时段施工。

施工前,应提前做好防排水,优先施工永久性的排水设施,若无永久性的排水设施,则应采取临时排水措施。同时,提前准备草席、棉被、彩条布等临时隔热、遮阳、防雨材料,避免冻土受到雨水、热量的侵蚀。

在施工组织安排上,应结合工程地质条件、施工力量划分好施工段落,做到开挖一段、换填一段。施工前,重新核查人、机、料的准备情况,力求做到快速施工、各工序紧密连接,以尽量减少对冻土的扰动。

2.2 片、块石通风路堤

在路基中设置片、块石后,在暖季,外部气温较高,密度较低,路基内部温度较低,密度较高,不发生对流,起到了隔热层的作用;而在寒季,则相反,路基内部和外部发生对流效应。因此,片、块石路基能起到防止热量侵入和增加路基基底的冷储量的作用。这种工程措施主要适用于富冰、饱冰冻土区。片、块石层厚度受路基高度控制,一般富冰冻土地区120cm,饱冰冻土地区150cm。

片块石宜选用强度不小于30MPa的弱风化或未风化新鲜硬质岩石,粒径范围15～30cm,最小边长不小于15cm,长细比不大于3,且压碎值不大于25%。

片、块石路基填筑前,必须先做好排水措施,特别是汇水段,以防地表水流入片石层。片石通风路基采用倾填方式填筑,填筑高度较设计标高高约10～15cm(10～15cm为预留压实沉降量),并用机械、人工整平。压实采用重型振动压路机,碾压时,直线路段应先两侧后中间,曲线段应先内侧后外侧,进行反复碾压,碾压遍数一般不少于6～8次。压路机的线压力应小于片石的抗压强度,避免片块石被压碎。片、块石层施工完成后,先在片石层上全宽范围内填筑厚20cm、粒径范围在5～10cm的碎石整平层,再在碎石层上填筑30cm厚砂砾层,最后采用重型振动压路机压实。若反滤层及上部结构暂时不施工,则需用蓬布或彩条布覆盖片石全宽及片石边坡,以防止上部填料滑入空隙,影响通风效果。

2.3 XPS板路基

在零填浅挖、路堑或路基高度受到限制的富冰、饱冰冻土地段,为确保多年冻土路基的稳定,在路基中使用挤塑聚苯乙烯泡沫材料(XPS)板,这种材料具有导热系数小、热阻高的特点,通过增大路基热阻、减少大气(太阳)热量传入路基下部的多年冻土,延缓冻土退化,起到了保护多年冻土的作用。

XPS板技术要求:抗压强度不低于0.6MPa,导热系数不大于0.030W/m·℃,容重不小于45kg/m3。对XPS材料随机抽样检验,把好材料质量关,本项目采用的XPS板单层厚4cm,宽度8.4m,埋设在路面结构层下30cm处。

XPS板路基的最好的施工季节是冬季,如果冬季无法施工,应避开最大融深季节,且尽量安排在一天中气温较低的时段,以减少蓄热。雨雪天不宜铺设保温板和浇注接缝。

铺设下垫层时,采用洁净的中粗砂,含泥量小于5%,砂中不得含有杂草、垃圾及粒径大于1cm的石块等杂质。下垫层应平整坚实,除压实质量必须满足规范要求,表面不得有高低坑洼和机械印痕。XPS板应边铺边浇注,接缝应按照设计要求交错,接缝处应连续浇注,不能留有间隙。在曲线上,XPS板应采用直向积累集中拼缝的方法铺设。在XPS板铺设完成并检查无误后,方能进行板上卸料及上部结构的铺筑。卸料时,施工机械不能直接碾压XPS板,先自卸汽车将填料卸在路段的一端,用铲车将路料按照预留压实厚度向前将过剩的填料推运,随后用平地机整平,最后用压路机压实。

2.4 热棒-XPS板复合式路基

单一的工程措施,在具体使用时大多数都有较强的时效性。XPS板暖季能明显减少路基下伏土体吸热,冷季却不利于外界冷量传入路基体;热棒暖季基本不发挥作用,冷季却可因地温比气温高,发生对流换热作用,起到主动冷却路基的作用,因此,XPS板-热棒复合式路基是一种比较理想的组合,适用于多年冻土区含土冰层路段。

本项目热棒技术要求为:Φ83×5mm;在工作温度为-5℃时,其传热能力不低于6kW,工作温度-60～-50℃时,工作压力为0～2.2MPa;可靠工作时间不低于20年,热棒纵向间距为4m,横向相互错开。

热棒运至工地后, 应进行外观检查和产品质量抽查, 其结构、形状、规格及工作性能应符合设计要求。热棒存放场地应紧靠施工现场, 尽量缩短热棒的搬运距离,减少二次搬运,热棒应远离火源, 为防止阳光直射, 可用隔热材料进行遮盖。

热棒安装前应制定专项施工组织安排,应做好各项施工准备工作。首先按照设计放桩、确定孔位,钻机就位,钻进方法原则上采用干钻,按设计要求钻成斜孔或垂直孔。钻孔直径应比热棒管壳直径大5～8cm,孔深比设计深度深10～20cm,孔同侧的间距按设计要求布置。钻孔完成后,应进行成孔检查,并清理干净钻孔中的泥浆、孔周边的泥土和杂物。符合要求后, 用吊装设备将热棒吊起插入钻孔中定位,经垂直度检查合格后固定。热棒安装后所有热棒的高度差不大于2cm,路基同侧的热棒应在同一平面内, 误差度不大于2cm。回填钻孔间隙采用水中沉砂法。固定热棒的支架在灌孔填砂充分冻结后方可拆除,填砂回冻时间一般在5～7d。热棒安装设计为斜插式时,还要结合工件的强度、刚度、稳定性等选择最合理的起吊点,在搬运、吊装过程中要采取相应的保护措施,防止使其变形、损坏。吊装绳索宜采用尼龙绳吊索,同时在绳扣处应用软质垫片保护,安装过程中应防止碰撞、摩擦棒身。

3 结语

多年冻土地区公路工程建设难度大,意义深远。G214线多处经过多年冻土区地段,换填、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS板复合式路基等工程措施能起到积极的作用,但上述各种措施的适用性不同,工程效果也有很大差异,如何在施工中认真领会、贯彻设计意图、控制好施工质量、确保路基的稳定, 还需进一步的总结和探索。

参考文献

[1]汪双杰,李祝龙,章金钊.多年冻土地区公路修筑技术[M]北京:人民交通出版社.2008.

[2]章金钊,霍明.多年冻土地区公路路基稳定技术问题与对策[M].北京:人民交通出版社,2008.

多年冻土勘测篇3

1 桥涵的主要形式

(1)我国的多年冻土地区由于它有着非常广泛的面积,并且涵洞的数量也非常多,这也就突显了一个问题,那就是地质条件会存在很大的差异性,由此可见,施工桥涵的关键因素就是对它的设计问题。在近些年以来,由于我们多见的桥涵病害具有很多的属性,所以在选用材料时必须要应用那些具有较强变形能力的结构,从而可以满足设计的要求。从另一方面我们也可以看出,在多年的冻土地区,其自然环境是相对较为恶劣的,并且属高寒地区,所以在施工桥涵的过程当中必须要减少劳动强度,更多的要应用机械化设备,把预制进行集中的拼装化处理,所以,我们在桥涵施工时可以应用拼装式的混凝土结构,从而可以达到设计的要求。在目前条件下,由于我国对这种桥涵结构已经积极的进行分析研究了,同时也应用在了一些设计施工当中,得到了良好的效果,也积累了一定的经验.其中我们所应用的波纹管涵洞所表现出来的特点就是非常的具有柔性,可以应用在变形较大的地基当中,结构简单,它所破坏的范围也是较小的,并且施工也非常的简便,但是如果应用这种结构时,在进行回填作业时的要求会相对的较困难,如果当地基发生下沉时,它就会导致排水功能的阻碍,如果要是把它埋入地下处理,由于长期会受到水以及土壤的侵蚀从而导致发生损坏现象,会存在一定的风险。

(2)由于在冻土地区一般很少建设桥梁结构的工程,所以从以往来看,并没有全面的了解冻土地区的地形结构,桥涵施工是否可以适应冻胀以及发生融沉的问题,所以我们在对其进行设计时,最好应用简支梁桥跨的结构,所以在施工以前必须要合理的确定桥涵的主要形式,施工的工期、造价以及它是否具有良好的耐久性等方面,都要进行全面的探究。我们在设计桥梁孔跨式样时,必须要了解桥涵的性能是否会受到冻土的限制,确定桩的深度,所以我们可以看了,只有较少的桥墩才能减少桩数,同时也可以减少对冻土的扰动性,有利于方便施工,也可以保护环境,可以达到预期的效果。

2 设计桥涵的支架

我们在应用简支梁施工设计时,由于它会长期的受到恶劣环境条件的影响,造成变应力的持续恶化,从而是这就会导致混凝土的强度受损,降低了它的安全性,如果是在温度极低的条件下出现冻裂现象时,就极易产生损伤,安全得不到保障。

(1)地桥涵施工时,我们可以应用后张法的设计进行施工,由于混凝土梁管道会有压浆的现象,所以再和简支梁共同作用时会产生一定的关系,对此,我们经过长期的试验探析出如果是应用压浆技术进而可以有效的提高桥梁的耐久性,并且这种效果是非常明显的。由于压浆浆液所存在的水灰比是非常小的,所以它可以降低水的收缩力以及它的密度,再由管道进行真空处理后,这也会促使浆体进行不断的流动,并且填回空隙当中,当全部抽出水泥浆中气泡时,这也就提高了浆体的密实度,由此我们可以看出,在应用这种此工艺时它可以保障管道达到一定的密实度,也可以避免发生冻裂病害,提高桥涵的耐久性。

(2)如果我们应用一般的支梁支座时,由于施工量会较大,并且在养护方面也存在一定的困难,所以在最新研制支座当中,我们可以应用圆柱式的钢支座,它具有良好的密封性,并且它的高度也较低,所以它的受力是非常好的,经深入的分析研究我们可以看出这种支座可以达到免维护的效果。

3 施工方法

如果在冻土地区进行涵洞的施工时,由于工程会较为分散,并且数量较大、所以在施工时我们为了可以降低对冻土的破坏,可以把涵洞作为施工基础,再通过预制拼装的设计方法,这样不但可以减少劳动强度,也可以大范围的应用机械设备,对环境也起到了一个保护的作用。

(1)从我国冻土地区的环境条件可以看出,一年当中只有暖和寒季两种季节,所以如果要进行施工作业时,其条件就会受到很大的限制,如果是在寒季进行施工,那么不利于施工人员的因素就较多,所以暖季是最为适宜的,但是我们也可以看出,施工条件受限所以就必须要根据涵洞地基的具体情况而定,必须要选择土质干燥,地段良好的月份进行施工作业,一般情况下,如果地表是较为湿润和松软的,那么在选择地段时应在含冰量大的范围之内,这就应该选择在两个季节相互交替的时间进行作业,由于在这个时期的地表沼泽化,地下冰也较厚,便于施工。然而,不管是选用哪种方法,都必须要降低暴露基坑的时间,有效合理的安排涵洞施工的具体时间,从而提高施工质量。

(2)由于高原地区的环境相对是较为恶劣的,所以在冻土地区的冻融会发生季节的交替现象,从而也就导致了在地表水中含有一定量的酸离子,并且在骨料当中也会存在一些碱性的物质,同时给局部地区造成了磨蚀的问题。由于一般的混凝土是没有办法达到长期的耐久性效果,所以,我们在长期的研究分析当中表明,必须应用的混凝土要具有低温早强的作用,从而才能提高改善它的耐久性,施工当中也可结合高原地区的气候条件,再应用了一些力学性能以及物理作用的影响下,只有应用高性能的混凝土才能提高它的孔结构,同时也可以加强它的抗冻性,以及改善它的循环次数。

(3)我们在设计桥涵时,由于在桥址的位置一般都是含冰量较高的冻土,所以它不具有良好的地质条件,如果应用墩群桩基础作为基础进行施工,那么它就无法忍受冻胀力所带来的病害。此外,因为桥梁的高度会很低,所以承台也无法满足置在地面上,这就会提高工程的造价,对此,在桥涵设计时我们就必须要计算准确,从而达到施工要求。

4 结束语

由于在施工桥涵时,它的材料、结构以及在工艺方面都是较为便利的,同时也具有了良好的耐久性,所以这种结构是经常出现在施工当中的,但是必要不断的提高它的结构特点,就要从它的结构以及材料、工艺技术、基础类型等多个方面更为深入的分析研究,从而达到桥涵施工设计的要求以及确保它的质量安全。

摘要：在我国的高原地区,由于自然环境相对较为恶劣,在建设桥涵时,如果要穿越冻土区时,又要保证桥涵的施工安全,就必须在对其进行设计以及施工当中做一些特殊的处理,从而才能达到理想的效果。在施工桥涵时,它的材料、结构以及在工艺方面都是较为便利的,但是必须要不断的提高它的结构特点,就要从它的结构以及材料、工艺技术、基础类型等多个方面更为深入的分析研究.本文主要根据冻土区较为特殊气候环境以及地理位置在进行桥涵设计时应注意的方法及施工措施做了详细的分析,希望对公路建设的长期发展起到一定的作用。

关键词：高原公路,冻土地区,桥涵设计

参考文献

[1]吴少海.青藏铁路多年冻土区桥梁设计特点[J].中国铁路.2002(9).

[2]章金钊.高原多年冻土地区涵洞工程研究[J].公路.2000(2).

多年冻土勘测篇4

1、预制拼装涵洞施工工艺

1.1 测量放线

测量放线包括涵洞定位及轴线测设、施工放样等。涵洞定位时特别要注意涵洞流水面高程与地形是否合理, 如果设计流水面高程与实际地形不符, 要及时联系相关部门变更流水面高程。施工放样时要保证每一块基础几何尺寸准确, 因为涵洞基础高程一般会根据地形台阶式递减, 只有尺寸准确才能保证涵节安装下去。

1.2 涵洞基础施工

1.2.1 施工准备:

根据设计图纸要求, 测量放线, 定出基坑开挖范围或钻孔插入桩桩位, 核对地质资料, 确定开挖方案和放坡坡度, 根据基坑四周地形, 做好地面防、排水工作, 确定弃土场地, 并做好其修整工作, 按设计要求铺筑好机动车道路, 准备好基坑遮阳棚和防雨棚, 人员、材料、机具到位。

1.2.2 基坑开挖:

多年冻土地区桥涵地基的设计主要注重保持冻结, 答应融化两大原则。多年冻土区涵洞构筑物基坑开挖的重要原则是“快速开挖、快速施工、快速回填”, 主要是保护多年冻土的原始状态, 不破坏基底冻土结构。冻土地区基坑开挖采取爆破松动, 人工配合机械快速快挖;一次成型。爆破作业采用松动爆破或预裂爆破, 炮眼采用电动螺旋钻钻孔, 炸药采用浆状防水抗冻型, 土石方采用机械开挖。开挖好的基坑应尽量减少暴露时间, 并做好防水防晒工作, 基坑开挖后, 若发现与设计不符, 应立即向设计单位报告, 若基底出现局部超挖, 应用粗砂砾石夯填找平。

1.2.3 基底处理:

基坑开挖到设计标高后, 对下卧层地基土进行了检查验收, 符合设计要求后, 按设计要求进行基底换填处理, 换填料采用非冻胀性砾石土每30cm一层碾平压实处理。地基承载力和密实度符合设计要求后, 在换填面顶面铺设一层聚苯乙烯板 (不得侵入混凝土基础) 。

1.2.4 现浇混凝土基础施工:

在处理好的基底浇筑低温早强混凝土, 浇筑混凝土同其他基础施工工艺相同。特别要注意的是注意先浇段和后浇段间的沉降缝的处理:必须保证沉降缝的密实, 以防进水后冻胀后引起涵洞横向滑移。在柴木线, 多处出现涵洞横向滑移的问题, 这同沉降缝进水有很大的关系。

1.3 涵节运输

涵节在达到强度要求后 (一般不低于设计强度的75%) , 可按顺序装车运输到施工地点。装运时, 运输车上支垫构件的位置方法应符合设计要求, 并将工件固定好, 在构件边缘加缓冲保护以防碰损, 外漏面要遮挡, 以防损坏构件或构件外露面污染, 对有缺陷但不影响使用功能的构件, 应在预制场内修补好再发运。

1.4 涵节预制

1.4.1 模板制作:

为保证技术上可行和经济合理, 模板制作应注意做到以下几点:⑴确保模板及其支架有足够的强度、刚度和稳定性。⑵确保模板各部分尺寸符合设计要求。⑶模板材料应根据其倒用次数, 表面质量要求、容许误差和混凝土浇筑工艺, 养护条件等选定, 采用工厂生产的定性组合模板。

1.4.2 涵节生产工艺流程:

涵节生产工艺流程与传统生产工艺流程相近。⑴模板的制作安装、钢筋的加工绑扎, 混凝土土的拌合、运输、浇注和振捣, 构件的堆放等工序, 一般可按常规方法施工。针对高原地区低温缺氧和昼夜温差大的特点, 要注意覆盖保温层进行保温养护, 条件许可可采用蒸汽养护。⑵涵节采用竖向浇筑, 为保证内模拆模方便, 可沿对称面设置宽5cm左右夹条, 再按顺序拆除其余模板。

1.5 涵节现场拼装

1.5.1 施工准备:

根据现场具体条件, 合理确定待拼构件存放地点, 汽车吊停车位置、拼装道路, 并将其修筑平整, 造好基础的检查验收, 在基顶定出中线、水平及其它有关拼装控制标记, 各待拼构件也要标出中心线和高度标记。安排好拼装顺序, 吊机就位, 试运转, 合格后才能进行吊装作业。

1.5.2 吊装工艺流程:

同传统生产工艺相近, 操作要点如下:基础安装要先在基底铺设防冻砂浆, 用特制的两端带齿的刮尺刮平后吊放构件, 下放要轻, 放下后暂不脱钩, 检查构件的水平、标高和安放位置, 如达不到要求, 吊起后重新调整, 完全符合设计要求后再摘钩。

1.5.3 接缝处理:

要充分考虑吊装时构件的正负公差, 使之搭配得当, 以保证建筑物的整体装配质量。构件间的竖直接缝宽度可用装用的带把得扁铁条控制, 厚度按要求来定。控制方法—将扁铁条扣挂在已安好的构件茬面上, 待装构件落下时紧靠钢条, 安好后即可保证接缝符合要求, 取出扁钢条即可。

1.6 涵背回填

涵侧土方回填应在涵洞拼装完成、经检查合格后按设计做好防水层, 然后在涵洞两侧宽度不小于孔径两倍的范围内对称分层进行土方填筑夯实, 填料为非冻胀砾石土, 当采用细颗粒土与碎、砾石混合料时, 所掺入的石料体积占总体积2/3以上。填土里不得有冻土块、高塑性粘土块、尺寸超过8cm的硬块。涵洞两侧背后同时对称填筑。涵洞顶填土分层摊铺、逐层压实, 每层压实厚度为15cm~25cm, 压实度为重型击实密度的95%以上, 且与该处路基的压实度一致。在填土过程中要随时观测波纹管变形是否超过容许值。不允许使用大型机械压实, 以防损坏新修涵身。

2、施工要点

2.1 尽量减少冻土的扰动

要做到快速施工, 开挖时宜分台阶、分段开挖, 减少基坑暴露时间。加强遮阳措施, 搭设遮阳防雨棚, 减少太阳辐射对基底冻土的热扰动。防止地表水流入基坑, 减小地表水对基底冻土的扰动。施工时间宜选择寒季末暖季初或暖季末寒季初, 尽量降低周围环境热量对基底冻土的影响。

2.2 混凝土施工

针对高原多年冻土区的地质及环境气候特点, 为确保结构物砼施工质量, 选用DZ系列高性能混凝土外加剂、Ⅰ级粉煤灰掺合料和调整配合比参数等技术措施, 改善新拌混凝土在低、负温条件下的工作性, 并有效降低混凝土的水胶比, 促进混凝土早期强度的发展, 改善硬化混凝土的孔结构, 使在负温条件下施工的混凝土达到了抗冻融循环、抗氯离子渗透、耐腐蚀等8项耐久性指标。采用温度控制技术、选择合理的施工工艺和养护制度, 消除混凝土的冻融、剥蚀、裂缝等质量病害。

2.3 沉降缝和防水层施工

在高原多年冻土地区特殊的地理、地质条件下, 为保证涵洞的冻胀、融沉采取的措施包括:涵洞基础两侧侧面回填非冻胀砾石土 (其中粉粘颗粒不大于12%) , 在高含冰地质条件下, 明挖基础基底应铺设保温层, 保温材料采用聚苯乙烯, 厚度5mm~10mm;加强防水防渗措施, 沉降缝填塞遇水膨胀橡胶条;在涵洞基础两侧及涵节填土接触面涂抹1cm厚沥青油渣。在涵节之间、涵节与翼墙之间设有φ20联接钢筋, 联接位置为涵洞的上、中、下三处, 联接钢板预制涵节时预埋进去。将各涵节和出入口翼墙紧密地联系在一起, 既能适应各涵节在融沉不均匀的状态下相应的沉降, 又能防止各沉降缝被拉开的现象发生。

防水层施工前应先将圬工表面坑凹处用砂浆抹平, 并清扫干净, 以便使涂刷的沥青与砌体粘结牢固。进行防水层施工作业时, 先在涵身刷一道冷底子油, 然后在涂有冷底子油的基面上涂刷热沥青, 并用橡胶皮刮平使其涂抹均匀, 再依次铺上油浸麻布, 应从下而上进行防水层施工作业, 麻布铺设搭接则应由下而上顺压。同时应用旧竹扫把边铺便扫, 以排出空气, 做到麻布粘结密贴无气泡, 平顺无皱折。

3、结语

拼装式涵洞可减少工程量, 节省劳力, 减低成本。且矩涵为轻型结构, 布局合理, 能充分利用截面, 比现浇节省材料, 采用人工配合机械安装, 节省劳力, 综合经济效益明显。采用预制施工方法, 涵节预制在预制场统一生产, 这样便于标准化、工厂化作业, 有利于提高劳动生产率及保证涵节预制质量, 构建生产与现场拼装几乎同步进行, 且均为机械化作业, 效率高, 速度快, 构件生产采用工厂化生产, 各工序按标准化作业, 施工人员专业化, 便于推广。

参考文献

[1]李加尧.柴木铁路DT13标.实施性施工组织设计

多年冻土地区桥梁桩基础施工技术篇5

多年冻土地区铁路桥梁工程往往由于地基的冻融作用, 不良冻土地区现象 (如冻胀丘、冰椎、热融坍塌等) 的影响, 会产生各种工程病害, 从而影响工程使用。本文结合青海柴木铁路的施工实践, 参照青藏铁路多年冻土地区的施工经验, 对多年冻土地区桥梁桩基施工工艺和质量保证措施进行探讨。

柴木铁路经由地区的地理、地貌、气候、建设环境等不同于内地铁路, 高原缺氧、多年冻土、高烈度地震、高光照、常年大风、冻融变化频繁、环保要求高等是该线的主要特征。桥梁基础一般情况下采用钻孔灌注桩, 这在技术上更有把握, 且造价较低。但桩基础可能会受到切向冻胀力, 在工程设计中采取了将基础嵌入多年冻土天然上限以下或最大冻结深度以下一定深度的措施, 以减小法向冻胀力的影响。

1 多年冻土地区桩基础施工技术

(1) 钻机选择。

参考青藏铁路的施工经验, 以满足快速施工为原则, 柴木铁路在桩基施工时大多采用旋挖钻机成孔。

(2) 施工准备。

钻孔场地布置尽量以填代挖, 以减少对原地表开挖引起的热扰动。钻机底座下发动机散热部分宜铺设聚苯乙烯泡沫塑料隔热板, 以减少对地基土的热侵入。

(3) 埋设护筒。

在多年冻土地区施工, 钢护筒除了保护孔口使钻孔作业正常进行之外, 还是降低冻土对桩基础抗拔力的载体。具体做法是, 将护筒埋入冻土上限以下一定深度, 并按设计要求在外表面涂以渣油, 成桩后不拆除护筒, 以减少外表面的亲水程度, 减小冻土对桩基础的上拔力。护筒宜采用5~6 mm厚的钢板卷制, 内径比桩径大15~20 cm;护筒埋至冻土上限以下≥0.5 m。由于护筒外表面要涂渣油, 其埋设与常规方法有所不同。当地表土稳定性较好, 施工过程没有地表水时, 在钻机就位后, 先用比护筒直径大一级别的螺旋钻头施钻, 钻至冻土上限以下>0.5 m深度后停钻, 安放护筒。安放前, 护筒外侧预先满涂渣油。护筒准确就位后, 护筒外侧与孔壁所形成的空隙用渣油拌制的粗粒土回填密实。桩基施工完成后护筒不取出, 靠其外侧所涂渣油来减少冻胀力对桩基产生的不良影响。在地质条件较差或地表水较大、易塌孔的情况下, 可以先做一个更大的护筒 (比桩径大50~60 cm) , 采用≥8 mm的钢板卷制, 用震动打桩锤打桩沉入, 该护筒起保护孔口稳定的作用。必要时钢护筒不断跟进, 以保证钻孔成型。待钻孔完成后, 再插入外表面涂渣油的防冻胀内护筒。

(4) 旋挖钻机干法钻孔。

护筒埋设完成后进行正式钻进。钻进过程中, 根据地质情况选用不同的钻头, 一般黏土、砂性土选用筒式钻头, 碎砾石用平底钻头, 岩性地层用尖底钻头。开始钻进冻土层时, 应保证钻杆垂直, 加大钻杆对土层压力, 缓慢进尺, 采用高转速、小跟进量、均压钻进。在含水量较大的软塑性土层钻进时, 要减缓进尺速度, 减少钻杆晃动, 以免扩大孔径。当出现钻杆跳动、钻机摇晃、钻不进尺等异常情况时, 立即停机提钻检查, 待查明原因并妥善处理后再钻。当进尺深度达到设计标高时, 在原处正向空转数圈, 然后停止提升钻杆。空转时不得加深钻进, 提钻时不得回转钻杆, 钻杆提升超过地表后用钢板覆盖桩孔。

(5) 湿法作业。

在黏性土、砂类土、碎石类处于地下水位以下, 干法作业不能保证孔壁稳定时, 采用湿法作业。其工艺与内地的湿法作业基本相同。

(6) 灌注桩身混凝土。

桩基成孔后, 应尽快安放钢筋笼, 及时灌注混凝土, 间歇时间不能过长。若来不及灌注, 要用钢板盖住孔口, 其上覆以草袋等保温隔热材料。混凝土输入冻土的热量较大, 对冻土有热融影响, 因此, 应严格控制入孔混凝土的温度, 尤其是高含冰量冻土地段, 入模温度应控制在0~5 ℃。混凝土灌注完毕, 应在桩表面覆盖草垫或用编织袋装珍珠岩覆盖蓄热保温, 起到桩顶养生的作用。对于承台底面高于地面的桩基, 露出地面的钢护筒的外侧裹以草袋或棉垫进行蓄热养生。

(7) 回冻。

桩身混凝土灌注后, 如果设计考虑了冻结力, 须待桩周地基土回冻达到设计要求后, 方可进行承台以上部分的施工。这是多年冻土地区铁路桩基础施工的特点之一。

2 冻土条件下桥梁工程的质量保证措施

2.1 结构措施

根据多年冻土的工程性质以及影响结构物稳定性的因素, 为了防止桥梁工程产生病害, 设计上基础采用深桩基础, 将桩基嵌入多年冻土内一定的深度或穿过冻土层, 以防止基础产生变形。

2.2 减小切向冻胀力的技术措施

切向冻胀力是冻土地区桥梁产生冻害的一个重要因素, 在设计和施工时要予以充分考虑。如果冻土层薄, 通常采用换填粗颗粒土的方法;若冻土层较厚, 则要采取装套管或涂润滑油脂的方法。另外, 在季节融化层并嵌入多年冻土层一定深度设永久护筒, 在护筒外涂油渣, 以保证桩侧面光滑。

2.3 减小法向冻胀力的技术措施

承台主要是受法向冻胀力的影响。在冻胀丘地带, 设计采用高桩承台, 即将承台悬空与地面≥50 cm, 以避免地面冻胀时使承台产生冻胀变形。在一般的冻土地带, 将承台底部换填50 cm的粗颗粒土, 有些地方还在承台底铺设10 cm的聚丙烯板作为缓冲层, 以减小法向冻胀力的影响。

2.4 提高墩台身混凝土耐久性的技术措施

为了解决青藏铁路结构物的混凝土施工质量问题, 铁科院进行了低温早强耐腐蚀混凝土的试验研究, 开发了DZ系列混凝土外加剂, 青藏铁路墩台身混凝土普遍使用了该外加剂。另外, 针对青藏高原恶劣的气候环境, 混凝土往往受冻融的影响而使结构物表面开裂剥落, 在设计时墩台身都设计了护面筋。

3 施工中遇到的问题及解决办法

3.1 上限附近扩孔的处理

桩基上限附近季节融化层与多年冻土层的交界部位, 往往受地下潜水和冻结层上水的影响, 使该处桩周围地层松散坍塌, 而使该处产生扩孔现象。该处扩孔对整个桩基的稳定性有很大影响, 往往会使桩基所受的切向冻胀力和法向冻胀力成倍增大。为了避免这种现象的发生, 施工时采用护筒嵌入多年冻土层≥50 cm, 必要时可适当加深护筒深度。

3.2 冻土钻进时“糊钻”的处理

在钻进过程中, 因钻头与切削土体摩擦产生一定的热量, 这部分热量虽不能全部融化冻土层, 但会造成随钻头带上来的土体部分融化而粘附于钻头上。在干作业成孔过程中多采用螺旋钻施工, 融化粘附岩屑会导致进尺效率低下, 影响成孔速度。为此, 我们根据施工情况, 对螺旋钻头采取了以下措施:①将双向进土螺旋钻改为单向进土螺旋钻;②增加螺距, 减小成孔过程中的挤密效应:③提钻前多反转, 使挤密在螺旋片中的岩土体松散;④制作专用刮土器, 起钻后螺旋钻叶片在刮土器的作用下快速刮除。

3.3 含土冰层、冰层钻进时滑钻的处理

含土冰层、冰层在场区均有分布, 且局部冰层达10 m之厚, 施工时常有钻头滑钻的情况。在施工中先用中空的岩芯钻对冰体进行切割, 然后再用桶式钻头或螺旋钻头将其取出孔外的方法进行处理。在部分土层施工时, 尽量减少反转, 可用岩芯钻直接将切割冰柱体取出孔外。

3.4 热融坍塌的处理

多年冻土勘测篇6

水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、施工及日常养护费用少等优点, 是高等级、重交通公路以及厂矿道路的主要类型之一。但在具体的施工当中, 如果没有严格有效的质量控制, 往往会产生一些质量问题甚至质量事故, 本文通过配合比正交试验对多年冻土区路面混凝土配合比进行优化设计, 提出适合多年冻土区混凝土的最优配合比, 并结合加漠公路漠河机场至北极村段一级公路路面工程实例, 提出路面混凝土施工质量控制的要点。

1试验原材料

混凝土原材料由水、水泥、碎石、砂、粉煤灰、减水剂等组成。原材料选择时, 按照因地制宜的原则, 可降低工程的整体造价。通过对施工附近地区各种料场进行取样分析, 确定材料如下:

1.1水泥路面混凝土采用P·O 325普通硅酸盐水泥, 为哈尔滨水泥厂生产的天鹅牌水泥, 水泥的物理指标见表1。

1.2碎石采用古莲石场生产的反击式碎石, 碎石表面应无杂质、粉尘。碎石粒径为5～31.5mm, 其中, 5～10mm占40%, 10～31.5mm占60% (按最大密实度确定) 。压碎指标值小于12%, 含泥量小于1.0%, 泥块含量小于0.5%。

1.3砂采用当地产的河沙, 细度模数为2.6～2.8, 含泥量小于1.0%。

1.4粉煤灰采用I级粉煤灰, 细度 (45μm筛余量) ≤12%。

1.5减水剂除水、水泥、碎石、砂、粉煤灰受实际条件限制需要指定外, 减水剂类型较多。但不同类型、不同厂家的减水剂, 对混凝土的工作性能、强度、收缩等影响较大。

本设计采用聚羧酸超高效减水剂, 减水率20～30%。

2配合比正交试验

2.1试验方案正交试验设计是利用“正交表”进行科学安排与分析多因素试验的方法。其主要优点是能在从很多试验方案中挑选出代表性强的少数几个试验方案, 并且通过这少数试验方案的试验结果的分析, 推断出最优方案。

将水胶比、水泥用量、粉煤灰、砂率等4个因素, 进行影响因素4水平的正交试验 (表2) 。

2.2确定配合比根据正交试验对混凝土28d抗折强度影响因素的分析, 结合所采用原材料的性质、混凝土的和易性、施工条件等, 确定适合多年冻土区混凝土配合比见表3。

3路面混凝土力学性能测试

3.1弹性模量测定

通过图1可以看出路面混凝土弹性模量较普通混凝土 (弹性模量<36GPa) 高, 且初期弹性模量增长较快, 10天后趋于平缓。4天弹性模量达到37.7GPa, 满足路面施工要求。混凝土龄期超过28天后基本无增长趋势。

3.2混凝土抗冻性试验

加漠公路漠河机场至北极村段一级公路路面采用抗冻等级F300级的路面混凝土, 通过快冻法检验其抗冻性能。

试验按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》 (JTG E30-2005) 中规定进行。试件标准养护28d后进行冻融循环试验。冻融循环次数以3个试件相对动弹性模量的算术平均值P表示, 当P≤60%或质量损失达5%时的冻融循环次数, 即为试件的冻融循环次数。

从表4中得知, 路面混凝土经过300次冻融循环后, 相对动弹性模量和质量损失都在规范要求的范围内, 具有较高的抗冻融性能。

4施工质量控制

4.1混凝土的拌合与运输混凝土拌制通常要求采用带电子计量的强制式混凝土搅拌机。混凝土拌合场质量控制除了常规的原材料质量、施工配合比项目外, 需要重点加强的是搅拌时间的控制, 以使混凝土拌合物搅拌均匀。

混凝土运输车辆数量应根据现场具体情况与拌合、浇筑施工速度等适应, 同时要求车厢密封不漏浆, 并有一定的减振设施, 尽可能减少混凝土因运输颠簸而发生离析。

4.2混凝土入模及振捣混凝土入模时, 要防止混凝土直接冲撞模板, 人工作业混凝土摊铺时, 应优先摊铺模板拼缝和模板与基层的封堵处, 然后再铺摊其余部位。

混凝土路面施工目前多使用排振架完成混凝土的振捣, 对于大面积的混凝土振捣, 使用排振架振捣2～3遍能达到振捣密实的效果, 但对于靠近模板处以及边角部位、涨缝、补强钢筋处则必须辅以插入式振捣棒进行振捣, 保证整个路幅范围内的振捣均匀密实。振捣过程中发现混凝土不足应及时补料, 同时及时清除多余的水泥砂浆。

4.3混凝土养护路面混凝土与其他混凝土相类似, 浇捣完成之后28天内应保持合适的温度和湿度, 以利于混凝土强度的形成, 加漠公路漠河机场至北极村段处于高寒地区, 早晚温差大, 在施工时还应注意混凝土的防冻工作, 准备必要的土工布或塑料薄膜, 严格控制足够的养护龄期, 确保砼的工程质量。

5结论

通过路面混凝土配合比正交试验和冻融试验, 得到适合多年冻土区路面混凝土的最优配合比是:水泥:粉煤灰:砂:碎石:水:减水剂=320:112:732:1194:125:4.32, 并总结了控制混凝土路面施工的一些方法和措施。

参考文献

[1]刘文卿.实验设计[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[2]陈魁.试验设计与分析[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[3]中华人民共和国交通部.JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范实施手册.北京:人民交通出版社, 2003.

[4]中华人民共和国行业标准.JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程[S].北京:人民交通出版社, 2000.

多年冻土勘测篇7

青藏铁路玉珠峰至安多段为多年冻土区, 电力线路550km, 根据设计多年冻土区电杆采用钻孔管桩基础, 基础深度6～8m。该区段平均海拔高度在4 500m以上, 高寒缺氧, 空气稀薄, 含氧量仅为内地的48%左右。冻土段年平均地温为-0.5～2.6℃, 多年冻土厚度60～120m, 冻土上限3.5m左右。一年内冻结期长达7～8个月, 年平均气温为-5～-7℃, 寒季最低气温-37℃, 年平均降水量260～430mm, 且多以固态 (雪) 形式出现。

2 技术特点

目前国内高原冻土地区, 电力杆塔均采用大开挖换填直埋式技术, 这类基础一直没有解决冻胀力对杆塔的上拔作用, 杆塔经过几个冻融循环后, 大都被拔起倾斜或倒覆, 尤其进行大开挖后破坏原冻土的热工平衡, 填土无法恢复原状, 导致水分迁徙, 冻土上限人为加大, 并且大开挖对周围环境和植被破坏较大, 加剧高原冻土退化。青藏线采用设计的桩基础技术作为电力杆塔基础时, 钻孔直径仅为0.6～0.8m孔深约6～8m, 成孔后立即将管桩插入, 不影响冻土的热工平衡, 对环境和植被损坏很小, 最主要的管桩伸入多年冻土 (持力层) , 让多年冻土的冻结力大于冻土上限的切向冻胀力 (上拔力) , 使得电力杆塔不受冻融循环的影响, 解决了杆塔基础被拔起倾斜的问题, 达到了电力杆塔在高原冻土地区安全可靠无维修的目的。

3 施工安装

多年冻土区段电力线路直线杆采用门型管桩基础, 基础管桩与钢筋混凝土电杆采用法兰连接, 预应力混凝土管桩采用耐久性混凝土, 强度等极不低于C50, 直径500mm, 长度6～10m不等, 根据地质情况定, 但管桩的长度要大于当地冻土天然上限的2～2.5倍, 桩顶0.5m内用隔热材料填充;电杆采用Φ300-12m, 13.5m等径杆, 采用耐久性混凝土, 强度等极不低于C50, 底部法兰直径500mm, 以便和管桩连接, 如图1所示。

3.1 基础开挖

3.1.1 双杆分坑

施工前首先对线路中心桩及线路路径进行复测, 线路复测无误后将经纬仪安放在中心桩上, 直线杆分桩时, 以相邻杆塔的中心桩为基准点 (AB直线) , 将经纬仪水平旋转90° (CD直线) , 在二分之一根开处, 测得一点, 则此点为一基电杆桩位, 如图2O1点, 同样方法在中心桩另一测确定另一基电杆桩位O2点, 并放出各桩位控制桩。

转角杆分桩时, 用经纬仪确定线路转角平分线, 以线路转角角平分线为基准线, 按照直线杆的分坑方法进行分坑。并对两基坑高差准确测量, 确保开挖时基坑深度一致。

如果转角杆有位移要求时, 先测出线路内角平分线, 在内角平分线上确定位移位置, 以此点为中心桩按照上述方法进行分桩。

3.1.2 机械成孔

冻土区基础施工, 为避免机械对多年冻土热扰动, 破坏冻土稳定性, 决定机械能到达地区采用宝峨BG25型履带式旋挖钻机械施工, 机械施工时, 严格按照批准的施工便道进出, 先沿站前单位原施工便道运行到基础垂直方向, 再向基础方向运行, 尽量减小对环境的影响, 旋挖钻机自行到桩位, 钻头与桩位对接。误差不大于10mm。钻孔前, 调平钻机, 保持钻机垂直稳固、位置准确, 防止钻杆晃动引起孔径扩大。钻机调整好后, 将钻头着地, 将进尺深度调为0。钻进时原地顺时针旋转开孔, 然后以钻斗自重加液压力作为钻进压力, 初入孔下压力控制在80～90kPa。初钻入冻土时不给进量钻进, 钻进岩层时, 提高下压力 (控制在100～150kPa) , 钻到坚硬岩旋挖斗无法钻进时, 换用短螺旋勘岩钻头破岩, 利用旋挖钻头出碴。当钻头挤满钻渣后, 停止下压及回旋, 逆时针方向转动动力头, 稍向下送行, 关闭钻头回转底盖, 上提钻斗时要慢, 防止提速过快钻头碰撞孔壁。提离孔口后, 钻机自身旋转至翻斗车处, 用动力头顶压杆, 将底盖打开, 卸掉钻渣。旋挖后的土放在预先铺好的彩条布然后关闭底盖, 旋回空位, 慢慢将钻头放至孔底, 继续钻进。钻进到设计深度时, 及时检查孔深及沉渣厚度, 当沉渣厚度大于允许厚度时, 及时清孔。清孔时, 将钻头放至孔底顺时针旋转将虚渣清除。清孔后, 再次检测孔深、孔位及垂直度, 合格后转入下道工序。管桩基础采用Φ600钻头。为防止孔周围上部冻土融化、滑塌, 采用钢护筒对孔壁进行防护。寒季施工时, 土是冻硬的, 可不设护筒, 但土质松散地方需全段设置护筒。护筒采用10mm厚钢板, 直径比钻头直径大200mm左右。先用旋挖钻旋挖扩大直径满足护筒要求, 然后用旋挖钻放下护筒后继续旋挖。

3.1.3 人工成孔

机械不能到达地方, 采用人工开挖, 基础开挖直径Φ800。基坑开挖前, 应将杆塔位基础面及附近的浮土及杂物清理干净。人工开挖基坑时, 只允许一坑一人操作, 堆在基坑上方的松土离坑口边应不小于1.0m;遇到岩石或难以开挖时, 可采用钻爆开挖, 操作人员必须经过培训, 持证上岗, 开挖出来的土、石放在预先铺好的彩条布上。由于冻土区管桩基础深度均在6～8m, 人工开挖时全部采用钢护筒 (每段钢护筒采用10mm厚钢板, 直径比基坑直径大100mm, 高1 000mm) 对孔壁进行防护, 防止冻土融化、滑塌, 危及施工人员安全。

基础开挖完毕后, 如不能及时安装管桩, 应在坑口覆盖木板, 防止太阳辐射热量过多侵入, 破坏多年冻土的原始热平衡, 使冻土层吸热, 进而融化, 造成坑壁热融坍塌;其次防止动物掉下去, 但两道工序间隔不宜超过24h。

3.2 基础管桩安装

管桩基础杆塔施工, 关键在管桩安装质量, 管桩安装符合施工规范要求后, 电杆组立在此基础上符合施工规范要求。

为降低施工劳动强度, 提高工作效率, 管桩安装主要选用汽车起重机作业, 起重机不能到达地带, 采用机动绞磨人工组立, 组立方法主要选用独脚抱杆起吊法。

3.2.1 基坑抄平找正

抄平找正前, 必须先将基础孔内积水、结冰一一清除, 先将冰层破碎, 用潜水泵将积水排净。抄平时将水准仪或经纬仪安置于杆塔中心桩处, 检查坑深、根开对角线等尺寸, 应与设计相符, 坑位中心保留木桩和印记。两坑深度不同时, 在坑深允许误差范围之内按照较浅一坑抄平各坑深度。

3.2.2 管桩安装

管桩基础安装时根据设计要求, 底部回填300mm粗砂。安装前, 为了减小季节冻土的切向冻胀对管桩侧面的作用力, 先在管桩的上部 (冻土上限范围内) 涂渣油或工业凡士林, 可降低管桩的深度。

管桩安放时, 机械成孔基础采用8t汽车起重机安放, 管桩起吊后必须保证垂直状态 (可以制作专用吊钩) , 对准孔位, 尽量竖直轻放、慢放, 遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落, 无效时, 立即停止下落, 查明原因后再安装。不允许高起猛落, 强行下放, 防止碰撞孔壁而引起坍塌;

管桩安装后, 迈步、位移根据原控制桩进行调整, 确保管桩安装符合验标要求。管桩基础安装后, 必须确保法兰盘一螺栓孔位于正中且平行线路方向 (确保电杆组立后, 螺栓穿孔方向正确, 因基础回冻后, 无法转动电杆, 前期订货时已要求生产厂家按照图3生产) , 可用两台经纬仪放置在线路一端电杆中心位置, 用来控制管桩基础安装质量。

管桩法兰出土200mm。管桩安装后应正直, 施工偏差为垂直度不应大于1°, 深度为+100mm, -50mm。可用经纬仪进行测量控制。

管桩安装符合要求后, 周空隙应采用粘土砂浆回填密实。粘土砂浆的粘土与中细沙比值为1∶8, 含水量小于22%, 灌浆时粘土砂浆的温度宜控制在0～5℃;人工开挖钻孔安装管桩后, 其孔隙由粗砂回填, 严禁用粉质粘性土及冻胀土回填, 防止基础冻胀、融沉。

管桩回填后应采取措施固定桩顶, 直到桩周空隙回填料基本回冻, 以确保管桩的准确位置。管桩基础施工完毕后, 应及时做好周围排水, 防止杆塔基础周围积水。

3.3 混凝土电杆组立

为降低施工劳动强度, 提高工作效率, 同样电杆组立主要选用汽车起重机作业, 起重机不能到达地带, 采用机动绞磨人工组立, 组立方法主要选用独脚抱杆起吊法。核对现场电杆段与杆塔明细表上的杆型一致, 并做外观检查。将组装的电杆放在同一平面上。

准备排杆工具。排杆顺序是:先排下段, 后排上段。下段杆根对正底盘中心。杆位处于斜坡地形时, 电杆宜排为正角 (即杆头上仰) ;困难地段, 杆头负角不得大于5°。大于负5°时应搭设木架使杆头升起。

电杆在组立现场进行法兰连接, 连接时应保持场地平整, 电杆各部受力均匀, 连接后电杆弯曲度应符合验收标准, 各杆段的螺栓孔及接地孔的方向、位置应符合技术要求。

电杆组立前, 先在桩顶法兰盘与电杆法兰盘之间加一道XPS隔热板, 大小与法兰相同, 阻止夏

电杆就位后, 要确保电杆各杆段的螺栓孔及接地孔的方向、位置符合技术要求后, 再和管桩基础连接。

电杆根开、迈步、高差等问题已于安装管桩基础时处理完毕, 电杆组立后, 只需调整倾斜偏差, 适当在管桩基础和电杆法兰连接处加垫片调整。

电杆组立完毕后, 必须对场地进行彻底清理, 清除各种生活、生产垃圾, 并平整恢复场地, 多余的土要用汽车运出去, 倒在指定的弃土场。对环境恢复中的工程措施和植被措施, 严格按照要求进行施工。

4 结论