青藏铁路高含冰量多年冻土地区土工格栅、保温板施工技术

1青藏铁路高含冰量多年冻土地区土工格栅、保温板施工技术摘要阐述了冻土区土工格栅、保温板路基施工技术的工艺原理，介绍青藏铁路高含冰量冻土区路基，采用该技术施工的工艺、技术要点和注意事项。关键词高含冰量冻土土工格栅保温板施工技术青藏铁路格拉段多年冻土区处于青藏高原腹地，年平均气温-5.2℃，极端最高气温23.2℃，极端最低气温-37.7℃，年内日平均较差10℃～19℃，极端日较差35℃。沿线大气透明度良好，云量少，太阳直接辐射强，总辐射量大，日照时间长，一般为2600～3000h/a。1.工程概况我项目部担负施工的格拉段十二标段DK1080+924—DK1090+650段，属全线环境最恶劣的地段之一。多年冻土上限为1.5-5.5m，主要为低温稳定（Tcp-Ⅳ）及基本稳定区（Tcp-Ⅲ）。广泛分布有富冰冻土及饱冰冻土。2.设计原则我管区路基采用保护多年冻土的原则设计，土工格栅和保温板技术就是根据保护多年冻土的原则而采取的有效措施。。2.1当路堤填土高度大于6m，且填料为细粒土时，在夏季，受日照影响，向阳坡和背阴坡坡面上高侧边坡与低侧边坡受热情况不同，两侧边坡融化深度不同，造成冻土核人为上限不对称，产生不对称的融沉，引起路基面不均匀沉降，形成在向阳坡一侧或高侧边坡一侧产生纵向裂缝；在寒季，由于土体受热的差别，产生的冻胀力不同，也极易形成纵向裂缝，2003年对2002年施工的路基进行的沉降观测资料也说明了这一问题为防止这种裂缝的产生，增加路基强度、确保路基稳定，设计采用加筋处理，即路堤上部4m范围内铺设土工格栅。冻土天然上限高含冰量冻土倾填片石护道或填土护道细粒土填料高含冰量冻土倾填片石护道或填土护道高含冰量冻土地区融沉/冻胀示意图向阳坡背阴坡融沉冻胀当路基填土高度小于6米，挖方换填地段且不采用片石通风技术的路基均采用铺设挤塑保温板的措施，来处理东土路基。2.2设计标准2．2．1土工隔栅：自路基面以下4m范围内铺设土工格栅，每隔0.9m铺设一层，最上2层距路基面0.4m，分为土工格栅和经编土工格栅两种。其各项设计参数为：a.抗拉强度不小于25KN/m；b.对应的最大拉伸应变不大于10%；c.-45℃低温下冻融循环200次抗拉强度不小于设计标准值；d.具有长期的抗老化性能。冻土天然上限高含冰量冻土倾填片石护道或填土护道细粒土填料高含冰量冻土土工格栅倾填片石护道或填土护道高含冰量冻土地区加筋路堤标准横断面图2.2.2挤塑保温板：铺设保温板，目的是形成冻土隔热层，提高保温隔热效果，避免热力传入冻土层，引起冻土融化或上限下移，从而造成路基下沉或破坏。路基面0.2M0.9M0.2M地面4.0M挖方换填粗颗粒土挤塑保温板铺设标准横断面图3.施工技术要点33.1原材料要求按设计文件规定的规格和型号订购的土工材料，每批均需查验生产厂家的产品合格证书和材料性能报告单，并严格按《青藏铁路高原多年冻土区路基工程施工技术细则》进行抽样检验，不符合规范要求的材料一律不准进场。土工材料运输时要遮盖，防止日晒雨淋，储存和堆放必须搭设遮阳棚，避免阳光照射，保持通风干燥，并远离高温源。其抽检项目详见下表。土工格栅工地抽测项目序号试验项目频次备注1单位面积质量1次/批必做试验项目2厚度1次/批选做试验项目3孔径1次/批选做试验项目4条带拉伸1次/批必做试验项目3.2土工格栅施工土工格栅施工工艺流程图如下：3.2.1测量、放样当路堤填筑接近至第一层土工格栅铺设高程时，及时进行高程复测，精确定位出铺设土工格栅第一层的竖向高程及边线位置，放出控制桩。3.2.2检测、清理下承层控制桩定位后，人工挑拣出下承层中粒径过大、有尖锐棱角的凸出物，确保其平顺、密实、整洁，经压实度检测合格后方可进行下一步施工。当路堤填料为细颗粒土时，土工格栅可直接铺设在细颗粒土层上。当路堤填料为粗颗粒土时，人工铺设一层细粒土下承层，确保土工格栅受力均匀且不受损坏。3.2.3人工铺设土工格栅下承层密实度及平整度符合要求后，即进行土工格栅铺设。铺设时沿路基横向铺设，使其强度高的方向与其受力方向一致，另一方向密贴排放。铺设时必须铺平、绷紧、拉直，人工铺设土工格栅土工格栅搭接、绑扎、固定摊铺路堤填土碾压检测合格合格检测、清理下承层测量、放样4不允许有褶皱和破坏。根据测设的边线桩位，挂上线绳，洒上白灰，确保土工格栅铺设边缘至边坡应按规定预留保护层。铺设过程中，严禁机械设备在其上面直接碾压通过。3.2.4土工格栅的搭接土工格栅搭接时，幅与幅之间的连接采用土工绳绑扎，固定采用“U”型卡固定。受力方向（横向）一般应铺设路基全宽长度的土工格栅，不得不搭接铺设时，其连接必须牢固，连接强度不低于材料的容许抗拉强度。3.2.5铺填上层土料、碾压土工格栅铺设完成后，按《铁路路基土工合成材料应用技术规范》（TB10118-99）要求对全工点进行检查，对其铺设范围、铺设方向和连接方法、连接强度进行检测，合格后及时用填料覆盖，避免受长时间阳光照射而加快老化。其上的第一层填土采用进占法卸料、摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机，，铺土厚度不得小于30cm。严禁装料车和碾压机械在已铺设、固定好的土工格栅上直接碾压，以免使土工格栅局部受力过大而受到破坏，无法承受上部荷载，影响加筋效果。3.2.6检测土工格栅保护层及其以上的填土按路堤本体或基床填筑施工工艺和质量标准执行。3．3挤塑保温板路肩下0.9M铺设一层0.6M厚的挤塑保温板。挤塑保温板采用成品板运至现场进行铺设。进行大规模隔热层施工前，先进行试验段施工，以确定上垫层的上料、摊铺、平整和碾压工艺以及合理的机械配置，确保基床整体强度满足设计要求且保温板不被破坏。准备隔热层下承层测量设置标桩下垫层摊铺下垫层检测下垫层碾压铺设聚苯乙烯隔热层聚苯乙烯板检查5挤塑保温板施工工艺流程3．3．1隔热层下垫层隔热层下垫层选用颗粒级配良好，质地坚硬的中粗砂。砂中无杂草、垃圾及粒径大于10mm的石块等杂质,砂中含泥量不大于5%。下垫层施工前，检验路基下承层压实质量，合格后将表面清理、平整、设置标桩，控制下垫层的铺设。下垫层压实后的厚度为20cm。通过实验确定下垫层的虚铺厚度、砂的含水量及砂的压实系数等。下垫层的密实度标准应达到相对密度不小于0.7。下垫层砂料用自卸汽车运到施工现场，根据计算好的每车料的摊铺面积，等距离堆放。用推土机初平，平地机终平，采用压路机碾压或平板式振动器压实。3．3．2成品挤塑聚苯乙烯板（聚胺脂板）板隔热层成品聚苯乙烯板（聚胺脂板）进场时，每批产品需有产品合格证和质量检验报告单，并按如下要求抽检：外观基本平整，无明显的鼓胀和收缩变形，其长度厚度偏差满足《施工技术细则》要求；聚苯乙烯保温板（聚胺脂板）储存在干燥、通风、干净的库房内，远离热源、化学物品；平整堆放防止重压，防止日晒雨淋和断裂、缺掉角。隔热层铺设前，对聚苯乙烯板的规格、性能进行检查核对；清除下垫层表面杂物，测量放线、标示出隔热层的铺设范围。人工密贴排放保温板，其上下层接缝交错放置，交错距离不小于0.2m，层与层间及接缝处的贴接符合设计要求。保温板搭接图隔热层检查人工摊铺上垫层碾压上垫层上垫层检测基床层填筑水平仪控制虚铺厚度6≮60cmh/2h/2隔热层的铺设质量标准及检查频次符合《施工技术细则》要求。隔热层铺设完毕后，经检查合格，及时铺筑上垫层，避免保温板长时间暴露。在铺设过程中要轻拿轻放，不得损坏，铺设完毕后禁止机械在其上行走。3．3．3隔热层上垫层上垫层选用塑性指数小于12、液限指数小于32的细粒土。富含腐植质的土、草炭土、草皮及含有冻土、膨胀土和碎卵石的土料不能使用。隔热层施工完毕并检验合格后，尽快进行隔热层上垫层的施工。上垫层压实厚度0.2m，采用一次填筑，虚铺厚度根据试验确定。上垫层施工时采用人工摊铺、平整，水平仪控制虚铺厚度，采用轻型静压光轮压路机碾压，按先两侧后中间，先慢后快的压实顺序进行。碾压轮纵向碾压重叠宽度20～25cm，碾压速度、碾压遍数通过试验确定。压路机碾压不到之处，用平板夯实机械配合夯实。上垫层面作成向两侧4%的横向排水坡。填料的含水量控制在最佳含水量的±2%范围内。当填料含水量较低时，采用在取土坑内提前洒水焖料的方法；当填料含水量过大时，采用推土机松土器拉松凉晒的方法或将填料运至路堤人工摊铺凉晒。任何机械、车辆不能直接驶入隔热层表面。上垫层施工压实质量满足《施工技术细则》要求。4.土工合成材料施工注意事项4.1土工合成材料搭接严格按规范操作，确保搭接强度。4.2铺设土工合成材料前，确保路基面的填土粒径和平整度，严禁在填料粒径和平整度不合格的情况下铺设土工格栅。4.3铺设土工合成材料后，严禁重车及重型机械直接碾压。4.4土工合成材料的质量及铺设位置、铺设层数、各层铺设间距应符合设计要求。有关施工质量的检测和评定详见下表：土工格栅施工质量要求表17项次项目允许偏差检验数量1下承层平整和拱度符合设计要求每100m检查3处2搭接缝错开距离符合设计要求每100m检查3处3筋材铺设长度不小于设计要求每100m检查3处4筋材铺设层数不小于设计要求每100m检查3处，且每段不小于3处5筋材铺设层距±5cm每100m检查3处，且每段不小于3处6筋材连接处强度符合设计要求每100m检查3处挤塑保温板施工质量要求表2项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频次1保温层宽度不小于设计值每100m检查5点2保温层厚度（mm）±50每100m检查20点3中线至边缘±30每100m检查5点4保温层接缝符合设计要求每100m检查20点5下垫层厚度（mm）不小于设计值每100m检查3点6下垫层宽度±50每100m检查3点7下垫层平整度小于15mm每100m检查10点8下垫层顶面高程±50每100m检查3点9上垫层厚度（mm）不小于设计值每100m检查3点10上垫层宽度±50每100m检查3点11上垫层平整度小于15mm每100m检查10点12上垫层顶面高程±50每100m检查3点4.5为提高工效，铺设没一层土工材料时，用钢卷尺与花杆等定出土工材料的标高，利用坡度尺或钢卷尺与花杆配合测出土工材料的平面位置，并用工程线标出。并经常用仪器测设中线、边坡和标高，确保土工材料的准确性。5.结束语由于温度影响使得大部分路基阳坡产生纵向裂缝，从2003年整个管区路基裂缝发展程度来看，采取了加筋处理的地段基本没有产生裂缝，局部产生的裂纹相对较短、较细。