青藏高原多年冻地皮区铁路建（构）筑物

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摘要：青藏铁路要穿越约560km（西大滩～安多）高原多年冻地皮区和210km（安多以南）零星散布的岛状多年冻地皮区；该地域在含水量较大的粘性土状态下，广泛散布有厚度较大的水平冰层，体积含冰量大于80%，最厚达5m，其顶面一样平常即为多年冻土上限。由于埋藏较浅，极易受地表条件友好候厘革的影响，冻融滑塌是高原冻土的突出征象，亦是造成种种建（构）筑物病害的重要缘故原由之一。本文作者在对天下种种建（构）筑冻害实地视察总结和举行了二十多年轻藏高原要地本地风火山的种种实体试验工程研究的基础上，同时吸取其它行业在高原多年冻地皮区实验工程配置的经验与教导，警惕外洋多年冻地皮区工程配置的先进经验，对将要修建的青藏铁路路基、桥梁、涵洞、隧道、站场、衡宇修建物、修筑物等工程地基基础范例的选择及施工工艺提出了计划原则及配置性意见。

　　关键词：青藏铁路 地基基础选型

　　1.0 外貌

　　青藏高原多年冻地皮区处于地球的中纬度地带，该地域海拔高度一样平常在4000m以上，气温比其它中纬度地域低的多，整年地表冻结期长达7～8个月（从每年9月至第二年的4～5月），纵然在暖季，夜间地表也有短暂的冻结征象，除了温泉出露带和大河河床下有融区外，多年冻土呈大面积一连散布，其存在重要受本地海拔高度的控制，并呈显着的垂直分带规律。

　　青藏铁路二期工程格尔木至拉萨段要穿越560km（西大滩至安多）高原多年冻地皮区和210km（安多以南）零星散布的岛状多年冻地皮区。该地域在含水量较大的粘性土状态下，广泛散布有厚度较大的水平冻层，体积含冰量大于80%，最厚达5m，其顶面一样平常即为多年冻土上限，由于埋藏较浅，极易受地表条件友好候厘革的影响，其生态情况的脆弱性表现极强，融冻滑塌及热融沉陷是高原冻土的突出征象，亦是造成种种建（构）筑物病害的重要缘故原由。

　　高原缺氧及气压低是高原多年冻地皮区有别于高纬度多年冻地皮区的另一自然客观现实；缺氧使的人的体力、耐力以及事情屈从大幅度降落，而工程机器尤其是内燃工程机器则以海拔每升高1000米，功率降落8～10%的梯度递减，这种状态已在高原多年冻地皮区试验工程中得到充实证明。修建青藏铁路的重要意义不言而喻，从五十年月中期至今，其研究、视察、勘探、计划前后历时四十多年；只管由于多种因素，时断时续，但从未中断；尤其是五十年月初青藏公路的修建，六十年月东北多年冻地皮区牙林线和嫩林线的配置，七十年高原多年冻土要地本地风火山大规模铁路试验工程的实验以及八十年月青藏公路的改建，都为高原多年冻地皮区修筑铁路提供了大量的乐成经验和应罗致的教导；本文作者作为中国第一本“多年冻地皮区修建地基基础计划范例”的重要编写人之一，在九十年月中期又对中国种种建（构）筑物冻害举行了大领域实地视察，团结种种实体试验工程的研究效果，警惕外洋多年冻地皮区工程配置的先进经验，并基于当今科技水平及施工技能的前进和生长，种种新型施工机器和新型修建质料的不停涌现，经过认真阐发研究，罗致消化，同时将计划、施工、运营等题目一并思量；对将要修建的青藏铁路二期工程从选线原则、路基计划施工、桥梁涵洞基础、隧道计划施工、站园地基、衡宇修建物地基基础、修筑物地基基础提出下述计划原则。

　　2.0 选线原则及路基工程

　　2.1 选线原则公正选线是青藏铁路二期工程配置的主要题目，由于本段线路议决长间隔的高原和多年冻地皮区，海拔4000m以上地段占86%，多年冻土及岛状多年冻地皮段占全线70%，而且沿线地广人稀，没有大的货物集散地，基本上为要地本地与西藏货物交换的议决车流；所以在列车重量、速率、密度的组配上，应以前进速率，收缩列车议决高海拔（4000m以上）地域的运行时间为驻足点；为此，要充实发挥牵引动力的作用，公正加大最小曲线半径，增强轨道强度，在运输配置上开心前进今世化水平，创建顺应高原铁路的先进铁路技能体系，淘汰线路维修事情量和运营管理职员。

　　鉴于连年来唐古拉山以南部分地域雪害紧张的情况，选线历程中对本线建成运营后的防灾救灾事情要赐与充实关注，在线路、地质、路基、桥梁、隧道各专业之间充实协商、综合选线的条件下，线路应尽最大可能靠近即有公路。

　　丘陵地段，线路宜高不宜低，最好从缓坡的上部议决；河谷地段，线路宜选择在较高阶地上；不良地质地段定线的原则是从厚层地下冰散布的上方边沿或从热融滑塌体的下方以高路堤议决，对可能孕育发生热融滑塌领域接纳工程措施予以防护；在地下水发育地域，应注意路基可能转变地质状态而孕育发生冰椎、冻胀丘的可能性。

　　冰丘、冰椎地段，线路宜在其下方议决，有困难时，采用桥梁凌驾。

　　2.2 路基工程路基工程在高原多年冻土及岛状冻地皮段均应严酷采用掩护冻结状态的计划原则，只管即便淘汰挖方，注意制止低填浅挖及零断面，一样平常地段路堤最小高度不小于1.40m；地表湿润及排水困难地段，路堤最小高度不得小于2.0m，且基底必须采用砂卵（砾）石举行换填，其厚度1.0～1.5m且不大于自然上限，为警备地表水入渗基底，需在砂卵（砾）石垫层外貌铺设二～三层土工布，并夯填30cm厚的粘土隔水层。

　　当路基设在丘陵缓坡地段，且基底地下水发育，为制止路堤上方孕育发生春融隆胀丘，堤下必须采用砂、砾石换填，其换填厚度不小于自然上限，沿路堤偏向的换填长度不小于10m，不大于15m，换填与不换填段阻遏以10m为宜，分段实验。

　　地下冰，冻胀性地皮段的低填、浅挖和零断面，应凭据地质情况，接纳换填措施，须要时调解线路纵坡，亦可采用凸形竖曲线予以解决。

　　路堑地段应特别注意，路堑下层的换填要求与上述要求相仿，为警备路堑边坡滑塌，提倡采用双层网喷柔性防护新技能，不再设置重力式路堑挡墙。

　　应该特别夸大的是路基计划历程中，必须强化环保意识，掩护自然植被和草皮，取地皮点要阔别路基坡脚，在高原多年冻土及岛状冻地皮段必须会集取土，顽强消除一条路堤两侧融沟的征象，使脆弱的多年冻地皮区生态情况得以掩护。

　　3.0 桥梁、涵洞工程

　　3.1 桥梁工程在高原多年冻土及岛状冻地皮段，除无地下水、地表水，地基为粗粒土或裸露基岩外，桥梁基础范例优先采用桩基，针对青藏高原缺氧紧张施工条件恶劣的状态，凭据视察和试验效果，钻孔贯注砼桩──这种工效较高、劳动强度低、施工方便、施工速率快的基础情势应重点推广，但施工历程中必须严酷凭据计划划定的数目及品种添加低温砼速凝剂。在勘探历程，桥址地形及地质状态必须细致正确，凭据嫩林线、牙林线及青藏公路沿线桥梁冻害的视察研究效果，桥梁计划除了遵照现行范破例，在多年冻土及岛状多年冻地皮区尚应注意以下事项：桥梁上部结构即梁与桥台之间，梁与梁之间的伸缩缝应大于现行范例划定值2～3倍。

　　桥台基础在卵石土状态下，可以接纳一样平常措施举行处理，若地质条件较差，则应比照桥墩基础举行计划，但台后填土必须采用粗颗粒土（非冻胀性土），沿线路偏向路堤填筑粗颗粒土的长度不得小于50m，以制止路堤线性冻胀造成桥台向河心偏向推移；解决桥台推移题目的另一种要领是在桥梁纵断面计划时，适当延伸桥长，使桥台退居岸线后侧20～25m，河岸边坡接纳轻型防护，台后采用粗颗粒土的路堤长度则可淘汰为20m.

　　3.2 涵洞工程相搪塞桥梁来讲，涵洞属于小型工点，但天下冻实视察效果评释，无论公路照旧铁路，在多年冻地皮区是孕育发生冻害最多的工程；拼装式小桥涵、搪塞变形比力敏感的拱涵、抗冻胀性较差的砌体涵和盖板涵，在高原多年冻地皮区原则上不宜采用；一样平常情况下，应只管即便采用抗变形本事较好的框架箱涵，收支口采用一字墙，同时涵洞基础用粗颗土予以换填，换填深度以自然上限为界；经过技能经济指标比力后，亦可采用金属波纹管涵；涵洞收支口高差加大或排水坡率比现行范例划定值前进1～2个百分点。

　　4.0 隧道工程

　　隧道，自己结构的受力不存在太大题目。但在多年冻地皮区，尤其是铁路隧道，其计划中的防水隔水构造措施必须增强，且施工质量至关重要，现状运营中的铁路隧道孕育发生冻害的重要表现为：边墙与拱顶交接处沿施工缝漏水、渗水挂冰，由于隧道洞中与洞口的温、差，漏水使得洞口轨面结冰，边墙挂冰；紧张的，侵入限界，造成列车无法通行，沿施工缝渗水孕育发生的冰楔作用造成边墙脱落掉块，并逐渐生长；据现场实测，最大挂冰厚度达40cm以上。轨道结冰后对列车的清静行驶造成威胁。

　　隧道计划中对施工缝处的防水隔水措施必须予以增强，为了改进衬砌的受力状态以及万一孕育发生冻害时方便治理，提倡计划时边墙以曲墙替换直墙；洞中泄沟渠、洞应接纳保温措施，至少引至洞口百米以外。

　　5.0 站场工程

　　青藏线二期工程除出发点格尔木，止境拉萨站以外，沿线均为中心站，凡设在多年冻土及岛状多年冻地皮段内的车站站坪填土高度不得小于1.4m，车站要制止设在挖方地段，站场排水以明沟为好；其计划可警惕多年冻地皮区渠系计划范例来举行。

　　6.0 衡宇修建物工程

　　在多年冻地皮区衡宇修建物地基与基础，无论东北各线照旧青藏高原，试验工程最多，历时最长；五十、六十、七十、八十年月均有大量工程实践，以七十年月中期青藏线风火山种种范例衡宇基础试验工程为标志，中国在高原多年冻地皮区衡宇基础情势基本定型，即单层衡宇以低填透风基础为好，多层衡宇以倾轧桩基基础最为乐成，因此青藏铁路二期工程沿线车站衡宇计划应以此原则。

　　7.0 种种修筑物基础工程

　　多年冻地皮区种种修筑物基础的计划务必赐与富足珍视，围墙、大门门墩、电杆基础、信号柱基础、管道支架等当属此类，万万不行由于此类修筑物较小，而掉以轻心；东北及高原多年冻地皮区此类修筑物的大量破坏，均属基础计划不当造成。

　　此类修筑物的地基除基岩裸露的情况外，均应采用粗颗粒土换填，基础计划应严酷举行抗冻胀性盘算，并接纳抗冻胀性构造措施，施工中不得随意简化步伐，以确保工程质量。

　　8.0 竣事语

　　种种建（构）筑物的基础非常重要，尤其是高原多年冻地皮区，其一旦孕育发生破坏，即无法规回复再起状，维修亦非常困难；所兴的是四十多年以来，经过几代无数科技事情者的研究和工程技能职员的实践，大部分工程技能题目都已得到解决，信托随着科学技能的前进及研究事情的进一步深化，中国第一条高原多年冻地皮区的铁路会配置的很好。