路堑爆破开挖毕业论文

浅谈护坡、挡土墙设计随着国民经济发展水平的不断提升，基本建设投入的增长，建设用地资源越来越馈乏，建设用地向远离城市的地区延伸，场地的复杂性增加了。山地、坡地、人工回填的场地越来越多，场地的护坡、挡土墙的设计项目日趋增多。在实际工作中如何做到保证场地的护坡、挡土墙的安全，既节省工程造价又能使设计与环境有机结合，起到美化环境的作用。是工程师们必须思考的一个问题。根据本人在工作中的经验，从设计的角度对护坡、挡土墙设计作一些探讨。一．边坡在地表标高发生突变处，较高的侧面称为边坡。按边坡的形成原因，分为天然边坡和人工边坡。天然边坡也称自然山体边坡，是指在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡、冲沟岸坡、海岸陡崖等；人工边坡也称工程边坡，是指在人类的工程活动中形成的斜坡，例如：基坑边坡、路堤边坡、路堑边坡、露天采矿边坡、堆料边坡、土石坝边坡，以及在水利工程中常见的渠道、船闸、溢洪道、坝肩边坡等。按边坡体介质的构成情况，边坡又可分为石质边坡和土质边坡。边坡在一定的地形地貌、地质构造、岩土性质、水文地质等自然条件下，由于地表水及地下水的作用或地震、爆破、切坡、堆载等因素的影响，其斜坡上的土石体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡方向向下做整体移动，这种现象称之为滑坡。滑坡的发生可能是长期而缓慢的，也有可能是瞬间完成。滑坡的规模有大有小，小型的滑坡的滑动土石体有数十立方米，中型的有数百立方米，大型的有数则有数千立方米至几亿立方米。滑坡的规模越大它造成的危害就越大。滑坡在其滑动的过程当中通常会形成一系列的形态特征，这些形态特征就是我们识别滑坡的重要标志。一个完整的滑坡一般都具有滑坡体、滑坡床、滑坡壁、滑坡台体、滑坡鼓丘、滑坡舌、滑坡裂隙等特征。滑坡体是边坡体上产生滑动的那一部分岩土体，简称滑体。滑坡床是边坡中滑体之下固定未动的岩土体。滑动面是滑体和滑坡床之间的界面，简称滑面。滑坡壁是滑体最后保留在母体上的出露的陡峭滑动面。滑坡平台又称为滑坡台阶，是指滑坡体各段由于滑动惯性和速度的差异在滑坡体上部形成的小型台阶，工程上也称台坎。滑坡裂隙分布在滑坡体的下部，是因滑体下滑受阻、上体隆起过程中形成的张性裂隙。在滑坡体与滑坡壁之间，岩土体分离拉开形成沟槽，相邻土契形成反坡地形，四周高，中间下洼，形成的封闭洼地。滑坡舌又称为滑坡前沿或滑坡头，其形态像舌头的那部分滑体。滑坡鼓丘是位于滑坡舌之后，因受后方滑坡土体挤推，有受滑坡舌阻碍而鼓胀隆起的滑动体。滑坡产生得更本原因在于边坡土体的性质、坡体介质内部的结构构造和边坡体的空间形态。滑坡的形成与地层岩性、地质构造、地形地貌等内部条件密切相关。水的作用、地震、大型爆破和其他人为因素影响是产生滑坡的外因。天然边坡是由各种各样的岩体或土体所组成，由于介质性质的不同，其抗剪切能力、抗风化能力和抗水冲刷、抗破坏能力也各不相同，抗滑移的稳定性自然各异。例如：土边坡体的力学指标容易收税的影响而降低，较容易滑动。边坡体的面层、节理、裂隙等常常是边坡体稳定性的决定因素。这些部位容易风化，抗剪强度低，尤其当中的一些裂隙或结构构造面的产状比较陡峭时，就很容易引起边坡体的滑动。例如：1.硬质岩层中夹有有薄层软质岩、软弱破碎带或薄的风化层，软弱夹层的倾角较陡且有地下水活动时，岩层可能沿着软弱夹层产生滑动；2边坡为页岩等层状介质时，极容易顺岩体的结构层面发生顺层滑坡，含煤地层容易沿煤层发生顺层滑坡；3.边坡体由玄武岩组成且玄武岩地层中有下伏的凝灰岩时，容易沿凝灰岩发生顺层滑坡；4.变质岩类中的片岩、千枚岩、板岩等结构构造面密集，容易发生滑坡；5.坡积地层或洪积地层下方常有基岩面下伏，下伏的基岩面坚硬且隔水，当大气降水沿土体孔隙下渗后，极容易在下伏基岩面之上形成软弱的饱和土层，从而使土体沿此软弱面滑动；6.存在断层破碎带、节理裂隙密集带的边坡体，也容易沿构造面发生滑坡。边坡的坡高、倾角和表面起伏形状对其稳定性有很大的影响。坡角越平缓、坡高越低，边坡的稳定性越好。边坡表面复杂、起伏严重时，较容易受到地表水或地下水的冲蚀，边坡的稳定性较差。边坡的表面形状不同，其内部应力状态也不同，坡体稳定性自然不同。高低起伏的丘陵地貌，是滑体集中分布的地貌单元，山间盆地边缘区、山地地貌和平原地貌交界处的坡积地貌和洪积地貌也是滑体集中分布的地貌单元，凸形地貌和上陡下缓的山坡，当岩层倾角与边坡顺向时，容易产生顺层滑坡。地表水及地下水的活动常是导致滑坡的重要因素之一。90%以上的滑坡都与水的作用有关。水的作用主要表现在以下几个方面：1.由于水进入土体而使边坡体的土体重量增加，改变了土体改变了土坡原有的受力状态导致滑坡；2. 由于水进入边坡土体力学性质指标的变化从而导致边坡的滑动。3.断裂带的存在使地下水、地表水和不同的含水层之间发生水力作用，使边坡体内的水压力产生变化且受力状态也发生变化，引起土体的滑动；4.地下水在渗流中对边坡土体介质的溶解、溶蚀、冲蚀改变了土体的内部结构，河流对土体的冲刷、切割也容易产生滑坡；水位的涨落是导致滑坡的另一原因。有关地下水的成因、危害问题在后面做详细介绍。气候条件的变化会使岩石风化作用加剧，炎热干燥的气候会使土层开裂破坏，对边坡的稳定产生极其不利的影响。在地震过程中，受地震力的反复作用，边坡土体结构很容易遭受破坏，并造成边坡土体沿其中的一些裂隙、构造面或其他软弱面向下滑动。一般认为，地震烈度在5度以上时就可能诱发边坡的滑动。人为因素的影响的影响是边坡滑动破坏的另一个重要因素。人们再平整场地、修筑道路、开挖渠道、基坑以及采矿过程中，如果不合理地开挖坡脚，不适当地在坡体上堆重或进行工程项目建设，都有可能破坏边坡的原有的稳定性而引起滑坡。二．工程地质通过岩土工程勘察，可以准确的分析出边坡土体产生滑坡的可能性以及可能产生滑坡的各种不利因素，从而采取相应的防治措施。因此，岩土工程勘察报告是护坡、挡土墙设计中最为基本也是最为重要的设计依据。设计师们对岩土工程勘察报告的理解是设计工作的基础。要做到这一点，工程地质方面的基础知识尤为重要。地球按其组成的物质的形态不同可划分为外圈层和内圈层，其外圈层包括大气圈和水圈（生物圈）；内圈层包括地壳、地幔和地核。地壳是内圈层的最外部的一层薄壳，最薄处约，最厚处约70km，我们人类的工程活动目前仍限于在地壳范围之内。而我们所处在的地壳是处于不断运动、变化之中。导致地壳物质成分、地表形状、岩层结构、岩层构造发生变化的一切自然作用都称之为地质作用。这些作用有些进行得激烈而又迅速，人们较容易察觉；但更多的情况下，进行得非常缓慢，人们不容易直接感觉得到，但其作用的痕迹却随处可见。按地质作用力的来源不同，可将地质作用划分为内力地质作用和外力地质作用。由地球的旋转能和地球中的放射性物质在其衰减过程中释放的热能所引起的地质作用成为内力地质作用。大多数的地震、岩浆活动、地壳运动都属于内力地质作用。由太阳的辐射能和地球的重力（包括其它星体的引力作用）所引起的地质作用成为外力地质作用。常见的现象有气温变化、雨、雪、风、地面汇流、河流、湖泊、海洋作用、生物作用等。地质年代在工程实际中常被用到，在了解建筑场地的地质构造、岩层间的相互关系以及阅读地质资料或地质图时都必须具备地质年代的知识。特别是对褶皱、断层的判断，如果没有这方面的知识就可能发生原则性的错误。地球形成到现在大约有50亿年。在这悠长的岁月里，地球经过了一连串的变化，这些变化在整个地球历史中可以分为若干发展阶段。地球发展阶段的的时间段落称之为地质年代。也叫相对地质年代。相对地质年代将整个地壳发展的历史划分为五大代：太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。代下面分纪，纪下面设世。例如：中生代的侏罗纪距今大约137-195百万年，距离现代最近的是新生代第四纪全新世（Q4）,也有10万年。在地壳的表面是高低起伏的。地壳表面的外部特征称之为地形。如：坡度大小、高低变化、空间分布等。按地球表面的起伏形态、分布及其发生和发展规律研究的地表形态称之为地貌。常见的地貌单元有：山地、平原、海岸海底、冲沟、坡积裙和洪积扇、河谷、黄土地貌。这些地貌均产生于新生代第四纪全新世（Q4）。工程设计人员对其发生和发展规律需要了解。护坡、挡土墙是与土体直接接触的工程结构，土体特性、分类、组成、结构是设计中必须研究的一个重要部分。土的概念。任何建筑物都支承于地层之上，地球表面的地层一般是由岩石经过风化、搬运、沉积而形成的松散的堆积物，工程中称之为土。是岩石风化的产物，主要是第四纪沉积物（残积物、坡积物、洪积物、冲积物、海洋湖泊和风作用的堆积物）。土在地球表面分布极广，它与工程建设关系密切。在工程建设中，土被广泛用作各类建筑的地基或材料，或构成建筑物周围的环境或护层。土的分类。一般情况下，分为一般土和特殊土。一般土又可分为无机土和有机土。原始沉积的无机土大致可分为碎石类土、砂类土、粉类土和黏性土四大类。当土中巨粒、粗粒粒组的含量超过全重的50%时属于碎石类土或砂类土；其它则属于粉类土和黏性土。碎石类土和砂类土总称为无黏性土，其一般特征是透水性大，无黏性；而黏性土的透水性小；而粉性土的性质介于砂土和黏性土之间。特殊土有：遇水沉陷的湿陷性土（常见的湿陷性黄土）、湿胀干缩性土（膨胀土）、冻胀性土（冻土）、红黏土、软土、填土、混合土、盐渍土、污染土、风化岩与残积土等。 土的形成。风化作用是一种使岩石产生物理和化学变化的破坏作用。岩石风化后变成粒状的物质，导致强度降低，透水性增强。风化作用根据其性质和影响因素的不同可分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。由于温度变化和岩石裂隙中水的冻结以及岩类的结晶引起岩石表面逐渐破碎崩解，这种过程称为物理风化。这一作用仅使岩石机械破碎，风化产物与母岩的矿物成分相同，化学成分没有发生变化。地表岩石在水溶液、大气以及有机体的化学作用或生物化学作用下引起的破坏过程称为化学风化。它不仅破坏岩石的结构，而且使其化学成分改变，形成新的矿物质。化学风化主要有氧化、水化、水解、溶解和碳酸化等作用。生物活动过程中对岩石产生的破坏过程称为生物风化。如:树根、细菌对岩石的作用。 土的组成。土是由岩石经风化生成的松散沉积物。它的物质成分包括构成土的骨架的矿物颗粒以及充填在孔隙中的水和气体。一般来说，土就是由颗粒（固相）、水（液相）和气（气相）所组成的三相体系。当孔隙全部被水充满时，形成饱和土；当孔隙中只有空气时，为干土。土体中颗粒大小和矿物成分差别很大，各组成部分的比例也不同，土粒与其周围的水又发生复杂的作用。因此，要了解土的性质，就必须了解土的结构构造。土的结构。土的结构是指土粒或土粒集合体的大小、形状、相互排列与联结等综合特征，一般分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种类型。单粒结构是由土粒(＞)在水或空气中下沉而形成的，全部由砂粒或更粗土粒组成的土，其颗粒较大，在重力作用下落到较为稳定的状态，土粒间的分子引力相对很小，颗粒之间几乎没有联结。单粒结构可以是疏松的，也可以是紧密的。疏松单粒结构的土，土粒间的空隙较大，其骨架是不稳定的，受到振动及其它外力作用时，土粒容易发生相对移动，引起较大的变形。蜂窝结构主要是指较细的土粒（）组成的结构形式。这些土粒在水中基本上是以单个土粒下沉，当碰到已经下沉的土粒时，由于土粒之间的分子引力大于土颗粒的重力，因而土粒就停留在最初的接触点上不再下沉，形成孔隙体积大的蜂窝状结构。絮状结构是由黏粒(＜)集合体组成的结构形式。黏粒能够在水中长期悬浮，不因重力作用而下沉。当悬浮液介质发生变化，黏粒便凝聚成絮状的粒集，并相继和已沉积的絮状粒集接触，从而形成孔隙体积很大的絮状结构。具有蜂窝结构和絮状结构的土，其土粒之间有大量的孔隙，结构不稳定，当其天然结构被破坏后，土的压缩性增大。土的构造。图的构造是指土层中的物质成分和颗粒大小相近的各部分之间的相互关系的特征。土的构造最主要的特征是层状性，即层理构造。它是在土的形成过程中，由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同，而沿竖向呈现的成层特征。常见的有水平层理构造和带有夹层、尖灭或透镜体等交错层理构造。层理构造使土在垂直层理方向与平行层理方向性质不同，一般平行层理方向的压缩模量与渗透系数往往大于垂直方向的。土的构造的另一特征是土的裂隙性，即裂隙构造。土体被许多不连续的小裂隙所分割，在裂隙中常填充有各种盐类的沉淀物质，裂隙的存在破坏了土体的整体性，降低了土体的稳定性，增大了其透水性，对工程不利。此外，土中的裹物（如：腐殖质、贝壳等）以及天然或人为的孔洞等构造特征也会造成土的不均匀性和不稳定性。地下水通常是指地表以下岩土空隙中的重力水，是岩土三相物质中的一个重要组成部分。地下水的渗流可以引起岩土体渗透变形，直接影响建筑物、地基、边坡的稳定与安全；地下水位的变化，可使地基土的强度降低，产生不均匀沉降，造成基坑边坡的移动和基坑周围地面的沉陷等。地下水埋藏、分布在一定的岩土层和地质构造中，并按照补给、径流和排泄的规律不断地运动和变化。自然界的岩土体，无论是在松散堆积物还是坚硬的基岩中，都具有多少不等、形状不一的空隙。不同土体中的空隙形状、多少、大小、连通程度以及分布状况等特征都有很大的差别，岩石的这些特征统称为岩石的空隙性。岩石中的空隙是地下水储存的场所和运动的通道，岩石的空隙性在很大程度上决定着地下水的埋藏、分布及运动。水在岩土体中的储存形式。天然状态的土一般都含水，而水常以不同的形式存在于土中，并与土粒相互作用，它是影响土的工程、力学性质的重要因素之一。岩土的空隙性为地下水的储存和运动提供了条件，但水能否自由地进入这些空间，以及这些空间的地下水能否自由地运动和渗出，则与岩土的水理性质有直接的关系。水与岩土作用后表现出来的性质称为水理性质。包括：胀缩性、崩解性、毛细性、容水性、持水性、给水性、透水性和可塑性。自然界不存在没有空隙的岩土层，也就几乎不存在不含水的岩土层。其容水性和给水性关键在于其水理性质。空隙小的岩土体，含的几乎全是结合水；空隙大的主要是含有重力水，它能给出和透过水。根据岩土体给出和透过重力水的能力，可把岩土层划分为含水层和隔水层。含水层是指渗透性大、给水性强且饱含重力水的土层。当岩土体具有地下水储存和运动的空间、有储存地下水的地质条件并有一定的补给水源时即可形成含水层。隔水层是指渗透性极小、给水性也极小的岩土体。含水层与隔水层相互结合才能形成地下水埋藏的条件。在各种不同的地质环境中，含水层和隔水层的形成，控制着地下水的聚集、分布和埋藏。根据埋藏条件的不同，可以把地下水分为上层滞水、潜水和承压水三大类；按含水层空隙性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。含水层从大气降水、地表水以及其它水源获得补给后，在含水层中经过一段距离的径流然后排出地表或其它含水层中，重新变成地表水和大气水，这种补给、径流、排泄无限往复形成地下水的循环。对于遇水容易软化的岩层，地下水常常可以使岩石内部的联结变弱，强度降低。凡是节理发育、风化严重、层间夹有黏土矿物的岩体，除大气降水或由其它地表水渗入地面以下形成地下水外，在干旱少雨地区，也可由空气中的水气侵入岩石缝隙或土的孔隙，经凝结作用形成地下水。储存在岩质斜坡中的地下水，不仅可以降低岩石的强度，使软夹层的黏聚力和内摩擦力削弱，或使岩体发生膨胀、崩解，还可使层间的黏土矿物含水饱和而形成润滑作用。对局部岩体或岩块，地下水还可附加以浮力、动水压力，促使岩块在重力作用下碎落和滑移。由于地下水对岩土边坡经常起着破坏作用，因此地下水比地面流水对边坡稳定性的危害更严重。护坡、挡土墙不可避免地长期与地下水接触，地下水含有多种化学成份，它们可以与结构的混凝土部分或水泥砂浆发生化学反应，形成新的化合物。这些物质的形成时体积膨胀产生开裂破坏，或溶解某些组成部分使其强度降低、结构破坏，严重影响护坡、挡土墙的安全。在设计中须高度重视。三．护坡、挡土墙设计（一）工程勘察以上是有关边坡、土、地下水的一些基础知识。在实际工作当中，作为工程技术人员，对于岩土工程勘察仍需要作进一步的了解。按国家规范（GB50007-2002）的要求，边坡工程勘察必须查明以下内容：1.地貌的形态；当存在滑坡等不良地质作用时，须做到：1）.查明各层滑坡面（带）的位置，2）.各层地下水的位置、流向和性质，3）.在滑坡体、滑坡面（带）和稳定地层中采取土试样进行试验；4）.对滑坡作稳定性分析和评价；5）.对滑坡的防治和监测提出建议。2.岩土的类型、成因、工程特性，覆盖厚度、基岩面的形态和坡度；3.岩体主要结构面的类型、产状、沿伸情况、闭合程度、充填状态、充水状态、力学属性和组合关系，主要结构面与临空面关系，是否存在外倾结构面。4.地下水的类型、水位、水压、水量、补给和动态变化，岩土的透水性和地下水的出露情况；5.地区的气象条件（特别是雨期、暴雨强度）、汇水面积、坡面植被，地表水对坡面、坡脚的冲刷情况；6.岩土的物理力学性质和软弱面的抗剪强度。勘察工作不能局限于红线范围，必须扩大勘察面，一般在坡顶勘察范围，应达到坡高的1-2倍，才能获取较完整的地质资料。对于高大的边坡，应进行专题研究，提出可行性方案，经论证后方可进行实施。（二）设计原则：1.应保护和整治边坡环境，边坡水系应因势利导，设置排水设施。对于稳定的边坡，应采取保护及营造植被的防护措施。注重环保。2.在山区建设，应防止大挖大填。场地平整时，应采取确保周边建筑物安全的施工顺序和工作方法。由于平整场地而出现的新边坡，应及时进行支挡或构造防护。3.边坡支挡结构应进行排水设计。对于可以向坡外排水的支挡结构，应在支挡结构上设置排水孔。排水孔应沿着横竖两个方向设置，其间距宜取2-3m，排水孔外斜坡度宜为5%，最下一排的泄水孔应高出地面。孔眼尺寸不宜小于100mm。常用的孔眼尺寸有：50x100、100x100、150x200或100的圆孔。泄水孔附近应用粗颗粒材料覆盖，并做成反滤层以免淤塞。为了防止墙后积水渗入基础，应在最低泄水孔下部铺设粘土层并夯实。支挡结构后面应做好滤水层，必要时应作排水沟。支挡后面有山坡时，应在坡脚处设置截水沟。对于不能向坡外排水的边坡，应在支挡结构后面设置排水暗沟。4.支挡结构后面的填土，应选择透水性强的填料。当采用粘土作填料时，宜掺入适量的碎石。在季节性冻土地区，应选择炉渣、碎石、粗砂等非冻胀性填料。在填土表面宜铺设防水层，一般可用黏土夯实，厚300mm。边坡支挡的排水设计，是支挡结构设计很重要的一环，许多支挡结构的失效，都与排水不善有关。倒塌的支挡约有80%是排水不善造成的。（三）边坡的设计在土体整体稳定的条件下，土质边坡的坡度允许应根据当地经验，参照同类土层的稳定坡度确定。当土质良好且均匀、无不良地质现象、地下水不丰富时，可按下表进行坡度设计。 土质边坡的坡度允许值 岩土类别 密实度或状态 坡度允许值（高宽比）坡高在5m以内坡高在5m-10m 碎石土 密实中密稍密1: 粘性土 坚硬硬塑1:注：1.表中碎石土的填充物为坚硬或硬塑状态的粘性土； 2.对于砂土或填充物为砂土的碎石土，其边坡坡度允许值均按自然休止角确定。 岩石边坡的坡度允许值 岩土类别 风化程度 坡度允许值（高宽比）坡高在8m以内坡高在8m-15m 硬质岩 微风化中风化强风化1: 软质岩 微风化中风化强风化1:土质边坡开挖时，应采取排水措施，边坡顶部应设置截水沟。在任何情况下不允许在坡脚及坡面上存在积水。边坡开挖时，应由上往下开挖，一次进行。弃土应分散处理，不得将弃土堆置在坡顶及坡面上。当必须在坡顶或坡面上设置弃土转运站时，应进行坡体的稳定性验算，严格控制堆栈的土方量。边坡开挖后，应立即对边坡进行防护处理。防护措施要因地制宜，就地取材。在植物容易生长的土质边坡上，可采取种草、铺草皮、植树等防护措施。边坡过陡或植物不易生长的边坡可采用挡墙、框格防护、封面、护面墙等防护措施，并应符合下列要求：1.种草边坡坡度不宜陡于1：1。根据防护目的、气候、土质、施工季节，宜采用易成活、生长快、根系发达、叶茎低矮的多年生草种。如系不利于种草的土壤，可在坡面铺撒一层100-150厚的种植土层，并挖成防止土层流失的小台阶。2.铺草皮适用于要迅速绿化的土质边坡。宜采用根系发达、茎矮叶茂的耐旱草种。坡度宜为1：.主要有平铺、叠铺等形式。可采用方块状或带状，方块尺寸可采用200mmX250mm、250mmX400mm和300mmX500mm，草皮厚度宜为60-100mm，以小木桩钉牢，并露出草皮面20mm。3.树种应选用能迅速生长且根深枝密的低矮灌木类，其布置形式可选用带状、条形和连续式。4.框格防护应以混凝土、浆砌片（块）石、卵（砾）石等做骨架，框格内宜采用植物防护或其它辅助防护措施。方形框格大小应视边坡坡度、土质而定，通常宜为1000mmX1000mm至3000mmX3000mm。石料的强度等级不应小于Mu200，砂浆强度等级不应小于M10，混凝土强度等级不应小于C20。边坡坡顶及坡脚应采用与骨架部分相同的材料加固。5.封面可采用抹面、喷浆或喷射混凝土。抹面材料可用石灰炉渣灰浆、石灰炉渣三合土、水泥石灰砂浆，厚度宜为30-70mm；喷浆的砂浆强度不应低于M10，厚度宜为50-100mm；喷射混凝土应设置钢筋网、钢丝网或土工格栅，并应通过锚杆或土钉固定于边坡上。混凝土强度等级不应低于C15，厚度宜为100-150mm。封面防护应间隔2-3m交错设置直径100mm的泄水孔。6.对于严重风化破碎或容易产生碎落的岩石边坡，可采用护面墙，其坡度不宜陡于1：。护面墙应采用浆砌片石、砌块石结构，也可采用现浇或预制混凝土结构。石料的强度等级不应小于Mu300，砂浆强度等级不应小于M10，混凝土强度等级不应小于C20。基础应设置在稳定的地基土上，埋置深度为墙厚度的倍，每隔10-20m设200mm宽的伸缩缝，间隔2-3m交错设置直径100mm的泄水孔。

多年冻土地区铁路工程施工技术 摘要: 分析了多年冻土的特性以及多年冻土地区路基工程和桥涵基础工程所采取的设计原则，指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键，以及桥涵基础中的明挖基础施工技术进行了研究和总结，另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。关键词： 多年冻土 铁路 施工技术Abstract: In this thesis, it is discussed such as the characteristics of permafrost, primary engineering geology questions, design's principle, style of the roadbed and foundation under bridge engneering. The practice proves that it is important to choose of construction technics in the roadbed engineering. it is made study of conventional excavation of cutting, in addition, concrete construction is mentioned. Keywords: Permafrost Roadbed; Railway ; Construction Technology多年来国内外在多年冻土地区修筑铁路有成功的经验，也有失败的教训，但都在不同程度上推动了人们对冻土问题的研究，加深了人们对冻土性质的认识。在我国有很多地区都是冻土地区，西藏自治区地处我国西南边疆，面积占全国国土的八分之一，是我国唯一一个不通铁路的省区，青藏铁路作为沟通西藏、青海与内地联系的重要通道，对加强北京和内地与西藏的联系、促进西藏各民族与内地各兄弟民族间的交往、增进各民族的团结、促进社会的发展、提高人民的生活水平、保持社会稳定、维护祖国统一、实施国家西部大开发战略具有极其主要的政治和经济意义。本文分析了多年冻土的特性以及多年冻土地区路基工程和桥涵基础工程所采取的设计原则，指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键，以及桥涵基础中的明挖基础施工技术进行了研究和总结，另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。1 多年冻土的特性及其对铁路施工的影响冻土是一种有其特殊性的土体，冻土的特殊性在于冻土的物理特性与稳定密切相关，对温度变化极为敏感且性质不稳定。冻土还与土中含冰量有关，而含冰量又直接与温度有关，它随着温度的升高而减少，造成冻土的力学特性发生巨大变化。冻土在正负温度交替变化过程中水分产生剧烈的相变，伴随产生土体体积的变化，表现在工程建设中就是冻胀和融沉变形。多年冻土具有的流变性、融沉性和冻胀性对铁路建设影响严重。由多年冻土引起的特殊工程地质问题，主要有融沉、冻胀和冰椎、冻胀丘、融冻泥流、热融滑坍、热融湖塘、沼泽湿地、厚层地下冰等不良地质现象。融沉是指多年冻土融化，使建在多年冻土区的建筑物地基变形和破坏，主要表现为路基下沉、路基向阳侧边坡和路肩开裂及下滑、路堑边坡溜塌等。冻胀是土体冻结时产生的最重要的物理一力学过程，是因为水由液体变成了固体，体积膨胀增大而产生的，表现为地表的不均匀升高变形。伴随土的冻胀，在建筑基础表面将作用冻胀力，从而产生冻胀变形，严重时将引起建筑物的破坏。在诸多不良冻土地质现象中，对温度变化最为敏感且对铁路路基的修筑影响最大而且不容易绕避的主要是厚层地下冰，其融化时产生大的下沉量会引起工程建筑物的严重变形和破坏。2 多年冻土地区路基工程施工原则对于路基施工而言，保护冻土，控制融化，破坏冻土原则是路基施工应该遵从的原则。（1）保护冻土原则指应用该原则设计、施工的路基在规定的使用年限内，能保持其热稳定性。即人为上限始终控制在指定的深度范围内，保持其下卧多年冻土的冻结状态。（2）控制融化原则是指在设计使用年限内允许所设计的路基基底(或边坡)多年冻土逐渐完全融化或产生局部融化，而且经融化下沉变形量计算，可以将融化速率和深度控制在路基稳定性所允许的变形范围之内。（3）破坏冻土原则是指在设计文件中规定在施工过程中将基底(或边坡)多年冻土融化或清除(全部或达到设计深度)，并将融化后的水份疏干。3 多年冻土地区的桥涵基础施工技术研究多年冻土地区桥涵地基的设计主要要注意保持冻结，允许融化两大原则。桥涵基础施工的重点是拼装式基础施工和现浇基础施工。基础拼装是工序中的一项重点与难点，为了有效的控制基础拼装的正确就位与平整度要求，施工中应着重从以下方面着手:（1）采用人工配合汽车吊拼装，从入口端开始依次拼装成型；（2）拼装前放出基础的轮廓尺寸，并在构件上标出中心线及吊装顺序的编号，以确保基础的正确就位；（3）垫层顶面严格找平，以确保基础均匀受力，同时做到基础的顶面高差满足设计要求；（4）拼装过程中，为了精确控制基础块的正确就位，技术人员采用经纬仪现场控制每一基础块的就位；（5）为了保证涵节拼装的顺利进行，在基础拼装完成后立即按设计与规范要求进行沉降缝的施工。高原多年冻土区现浇涵洞基础施工与内地普通涵洞的施工方法基本类似，我项目队施工时采用在搅拌站集中拌合，利用运输罐车运至现场，主要不同点表现在以下几个方面:（1）多年冻土区明挖勘姻赌然溅吐觉佣的剧田显早强耐久吐混凝土。（2）在水泥方面则选用了水化热较小的水泥。（3）对混凝土拌合物的入模温度控制较严。为了有效控制其入模温度，要求现场有试验人员进行旁站，并对混凝土拌合物的温度进行严格测量。对拌合物温度达不到要求的，则要求调节水温重新拌合。为了保证砂石料拌合前的温度要求，在寒季施工时，混凝土拌合站搭设有暖棚，并在暖棚内生有火炉，对暖棚内的温度做到严格控制，并及时做好记录。（4）对混凝土的养护要求较严格。当混凝土浇注完毕后，便及时采取防风防冻措施，采用蓄热法养护，待混凝土达到一定的抗冻强度后(七天左右)才能拆除模板。另外，在涵洞基础沉降缝施工完成并检查合格后进行基坑回填，填料采用粗颗粒土，回填前对基础四周侧壁混凝土面按设计要求涂上防冻胀渣油，并采用平板振动夯进行分层夯实。4 多年冻土地区混凝土施工技术研究.多年冻土地区铁路施工多是在一些高原地带，这些地方的一些地段的河流中存在有害离子的侵蚀，部分路段还面临着强烈的风沙磨蚀。在这样特殊的环境下，对混凝土的低温硬化能力和耐久性能提出了更高的要求。低温早强耐久混凝土就是在这种特殊的环境下应运而生的一种高性能混凝土。它具有低温早强、耐腐蚀、高抗冻、高抗渗等高耐久性能，另一特点是早期强度高，后期强度不损失。负温达到极限时，混凝土也基本冻结，强度停止增长，但气温回升时，水泥颗粒继续水化，混凝土强度继续增长。混凝土灌注后，采取适当的加热和保温覆盖措施，较适用于低温环境下的施工。（1）原料的选用拌制低温早强耐久混凝土所用的原材料应符合寒季施工的要求。水泥优先采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。硫铝酸盐水泥不得与硅酸盐水泥或石灰等碱性材料混和使用。硫(铁)铝酸盐水泥适用于钢筋混凝土现浇细薄截面结构、装配式结构的接头和孔道灌浆。不得使用矾土水泥(高铝水泥)。拌制混凝土用骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其它易冻裂物质。(2)试配对低温早强耐久混凝土来说，耐久性要求是其设计的依据。因而需要根据混凝土使用部位及地质条件、原材料情况、最小胶凝材料用量、使用环境温度、最大水胶比、拌合物和易性要求等具体情况选定。（3）拌制过程控制耐久混凝土应集中拌和、集中供应，禁止分散拌和。试验室在每次开盘前应提供当次的施工配合比，搅拌站工作人员应严格执行。拌制设备宜设在温度不低于10℃的暖棚内，拌制混凝土前及停止拌制后应用热水冲洗拌和机。用于低温早强耐久混凝土的外加剂大都是引气剂，掺量过多会大幅降低混凝土的强度引起工程事故，掺量过少则不能发挥外加剂应有的性能。因此，在外加剂的计量上我们设专人负责，在混凝土拌制前事先称量配制并分袋装好。如果使用液体外加剂应随时测定溶液温度，并根据温度变化测定溶液浓度，这样既能保证称量准确又提高了混凝土拌制的工作效率。（4）混凝土浇注在浇注混凝土前，地基基础表面应予清理，并应采取防、排水措施，将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净，模板应设置稳固，能够满足混凝土侧压力的要求，当模板有缝隙和孔洞时，应予堵塞，不得漏浆。浇注混凝土应分层进行。其分层厚度(指捣实后厚度)应根据混凝土拌制能力、运输条件、浇注速度、振捣能力和结构要求等条件决定。浇注对冻土层有直接影响的混凝土结构时，混凝土的入模温度宜控制在2-5℃，浇注在低温或负温下养护且不与冻土层直接接触的混凝土结构时，混凝土的入模温度宜控制在5-10℃。混凝土浇注应连续进行，当因故间隔时，其间隔时间应根据环境温度、水泥性能、水灰比和外加剂类型等条件通过试验确定。当允许时间己超过时，应按浇注中断处理，同时应留置施工缝，并作记录。施工缝的平面与结构的轴线相垂直，施工缝的处理应满足规范要求。结论多年冻土地区修建铁路工程技术难度大，意义深远。本文进行了多年冻土地区的铁路施工技术研究:要在施工中严格按规范和设计图施工，严格执行环境保护措施。多年冻土地区施工有效工期短，多年冻土非常娇贵，稍有破坏后果很难设想，因此要快速施工，保护冻土上限不被改变是路基施工的关键。另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。冻土路基的稳定问题仍需要进一步进行研究和探讨。参考文献[1]张旭芝,王星华.冻土铁路涵洞施工对地基土地温的影响[J].中国铁道科学,2007,28(4):19-24[2]李成.青藏铁路冻土工程有关问题的探讨[J].铁道勘察,2007,(3):84-86[3]吴青柏,刘永智,于晖.青藏铁路普通路基下部冻土变化分析[J].冰川冻土,2007,29(6):960-968[4]张贵生,梁波,刘德仁.青藏铁路典型工点多年冻土力学特性研究[J].岩土工程界,2007,10(4):27-29[5]冉理.青藏铁路多年冻土工程的探索与实践[J].铁道工程学报,2007,(1):32-39

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