在水利水电工程建设施工中,冻土季节的施工是一个不容忽视的问题,处理不当会引起地基不均匀沉降,从而严重影响结构物安全及整体性能。为确保工程质量和安全,通过研究有效的季节性冻土防治施工措施,来应对季节性冻土带来的挑战,保障结构物安全和整体结构性能的稳定。
针对哈尔滨至牡丹江电气化改造工程季节性冻土分布的实际工程特点,结合季节性冻土条件下接触网基础的设计理念,对本项目选用的扩大型钢柱基础和不带扩底的拉线基础进行切向冻胀应力计算分析,并考虑影响切向冻胀力的水分、土质、负温以及基础侧表面的粗糙度等主要因素,提出了对钢柱基础采用换填加扩大型基础的处理措施,对接触网的下锚拉线基础提出了换填及加大埋深等防冻胀处理措施以抵抗季节性冻土的上拔力。
依托国家西部大开发战略,青藏高原公路建设迅猛发展,而该地区山地丘陵、雪山冻土等复杂地质条件比比皆是,设计隧道穿越冻土山岭也成为提高公路通达性和提高公路等级的一项重要举措。而目前国内外高原冻土隧道施工经验较为匮乏,高寒高海拔常年低温冻土地区,隧道覆土反复冻融地质破碎构造复杂,冻土隧道开挖,特别是洞口浅埋段会引起地表热交换,易引起冻土的融化导致边坡热融滑塌、覆盖层塌陷、拱部变形等等问题。以青藏高原祁连山某冻土隧道进洞施工过程监控量测中的一次监控预警、原因分析及处理措施,为高原高寒区冻土隧道施工提供借鉴,借此希望可以给广大公路建设管理者以启发。
对于西藏高海拔地区公路路基浅层软弱土、路基坡脚季节性冻土处理方面的设计、现场施工方案研究较少,缺乏设计、施工和应用效果方面的研究成果。基于国道318线林芝至拉萨段公路改造工程米拉山隧道段第1合同段K4471+740K4472+400段路基浅层软弱土、路基坡脚季节性冻土处理资料,分析了地质情况、冻土处理方案和保温护道的设置情况,以及施工方法和注意事项,指出该处理方案能保证路基稳定性及沉降的要求,并保证基底填料的水稳定性。
通过对多年冻土地区冻胀融沉的影响因素进行分析,得出温度、水分、土质是决定冻胀融沉程度的重要因素。从降低冻土上限、减弱地下水的水分迁移出发,找到热棒路基、换填路基、XPS板路基、通风管路基、片碎石路基5种解决方法,从原理、适用范围、注意事项3个方面对处理措施进行阐述,为因地制宜,选择合理的冻土处理措施提供依据。
研究目的:多年冻土的冻胀及融沉对工程建设影响很大,祁连山冷龙岭地势高耸,气候寒冷,相关文献表明,多年冻土分布在海拔3 400 m以上。兰新第二双线首次以隧道群通过冷龙岭,北麓各隧道洞口海拔均低于3 400 m,查明工程范围多年冻土海拔下界、研究区内冻土工程特征,对隧道群的设计及施工安全意义重大。研究结论:(1)通过勘察及施工开挖分析研究,祁连山北麓多年冻土下界海拔为3 170~3 390 m,冻土厚度0~23 m,地温为-0.05℃0.05℃,属高温极不稳定型;(2)多年冻土的分布与坡向、岩性、含水量、气温、地温、植被等密切相关,隧道出口段多为阴坡,多分布岛状多年冻土,进口段为阳坡,无冻土分布;(3)根据冻土特征,相关工程采取了针对性的处理方案;(4)多年冻土下界海拔的修正和特征分析结论对祁连山区冻土的研究及类似工程建设具有借鉴意义。
论述了根河至拉布大林一级公路岛状多年冻土分布特征,分析了多年冻土的形成原因,列举了多年冻土对公路工程的影响,并提出了多年冻土区修筑高等级公路的处理措施。
根据季节性冻土地区地质情况,结合我国规范的要求,在季节性冻土地区需要根据冻土地区基础设计原则进行输电线路杆塔基础设计,验算输电杆塔基础极限抗冻拔稳定。另外某些输电杆塔基础需要采取技术措施,包括采用回填非冻胀性材料、坡形基础或桩基础等使冻土地区输电线路杆塔基础设计更符合地理、地质情况。
变电站户外设备区地坪和地基处理的好坏直接关系到设备运行的稳定性和安全性,户外设备区地坪和地基的稳定性对其上的支撑物(砼杆、构支架等)直接产生影响。如果地坪和地基处理不好,轻则会发生砼杆、构支架倾斜,二次电缆线损坏;重则会发生倒杆引起电网事故或二次电缆线损坏引起的控制、保护系统误动作事故。因此,变电站户外设备区地坪和地基的处理现状不容忽视。
对冻土进行了分类,分析了冻害的种类及其产生的原因,提出了冻土的处理方法,探讨了冻土地区设计和施工时应当遵守的一些原则,以解决冻土区工程病害,保证寒区工程建筑物的安全运营。