青藏铁路路基工程施工技术设计全解

第一章临时工程第一节高原铁路临时工程1 概述青藏铁路羊八井隧道群，位于西藏自治区德庆县德庆乡和马乡之间，距拉萨市约40km，平均海拔4200m，青藏公路在堆龙曲左侧，隧道在堆龙曲右侧。

由于高原高寒缺氧，生态环境脆弱，对临时工程施工标准要求较高。

2 临时工程施工原则（1）临时工程的修建不得切割、阻挡地表径流的排泄，不得在临时工程附近形成新的积水洼地；（2）施工营地的布设，应远离环境敏感地区，如自然保护区、野生动物迁徙通道、主要河流两岸等。

施工营地尽量少占地。

加大施工营地布设间距，避免常规铁路的普通做法。

施工营地的生活污水应就近作处理后排入地表水体，不得在施工营地附近形成新的积水，严禁将生活污水直接排放至江河中。

管段内临时房屋统一规划，不允许施工现场随意搭设帐篷。

（3）合理规划施工便道，要充分考虑临时工程与永久工程的结合，尽量减少便道数量。

（4）临时工程施工严格按照先批复后施工的程序进行，并不得将上述临时工程设置在植被良好的地段和高含冰量冻土地段。

3 临时工程施工方法大临工程造价占铁路总投资比重较大，在正式工程开工前应进一步做细致的工作，通过调查、研究、测绘、比较选出经济合理的方案。

3.1 施工便道3.1.1 选线原则（1）充分利用即有109国道和乡村道路。

应注意以下几点：乡村道路的建筑标准，能否满足新线材料的运量及行车密度的要求；原有道路的桥、涵现状如何，能否能够通过大型载重机械。

（2）新建汽车运输便道，在选线时必须通过详细调查研究，根据全线重点工程的分布情况，结合实际地形、地质、料源以及沿线其它交通运输条件等，首先安排好便道必须通过的控制点，然后，再本着以下各项进行选择：便道既要符合行车安全的需要，又要便于迅速建成使用；便道干线与已成公路平交时，其交角不应小于45°，并注意保持规定的安全视距；便道干线跨河需修桥时，应在河床稳定、水流平缓地段，尽可能使桥位与主流正交；便道尽量避免穿过农田、植被良好和地质不良的湿地路基；便道应尽量能靠近铁路的重点工程，并与铁路的高差不宜过大，避免出现线路过长和坡度过陡的引入线；线路靠近铁路的地段应避免开路基高填、深挖地段，以免相互干扰及增加铁路的挡护工程；便道干线与铁路交叉时，宜使用平交，在铁路填挖小的地段跨越。

关于大体积混凝土施工的探讨青藏铁路建设，施工环境恶劣，基本没有“春、夏、秋”且气候复杂多变，为浇筑承台等大体积混凝土施工，增加了施工难度。

为避免混凝土产生有害结构裂缝，本文以昆仑河6#大桥0#承台施工为例，探讨大体积混凝土的施工。

首先要在原材料选用与配合比设计，混凝土供应与浇筑，混凝土内部温度检测与表面养护等方面采取了有效的措施，突出难度如下：降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定限值以内，存在3个极不利因素：①承台混凝土超厚，要一次性浇筑，混凝土内部温度不易散发；②基本上冬季施工，环境温度低，混凝土内表温差大。

在这些因素综合作用下，混凝土内部必然形成较高的温度，存在着产生裂缝的危险。

为防止混凝土产生裂缝，就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两方面综合考虑。

为此，我们编制了较为完整的施工方案。

1.C25大体积混凝土配合比设计及试配为降低C25大体积混凝土的最高温度，最主要的措施是降低混凝土的水化热。

因此，必须做好混凝土配合比设计及试配工作。

1.1.原材料选用。

1.1.1.水泥：C25大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，并尽可能减少水泥用量。

1.1.2.细骨料：宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂比用细砂，可减少水及水泥的用量。

1.1.3.粗骨料：在可泵送情况下，选用粒径5-20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。

1.1.4.含泥量：在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。

因此骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1％以内，砂的含泥量控制在2％以内。

1.1.5.掺合料：应用添加粉煤灰技术。

在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，并且混凝土的28天强度基本能接近混凝土标准强度值。

1.1.6.外加剂：采用外加UEA技术。

青藏铁路高含冰量冻土区路基施工技术总结编写：静国锋青藏铁路高含冰量冻土区路基施工技术总结一、工程概况1.1地理位臵及地形地貌我部施工的路基工程里程为DK1250+460~DK1257+500，其中DK1250+460~DK1253+548段地处沱沱河融区，DK1254+217~DK1257+500段为高含冰量冻土区路基。

线路经过地区，植被稀疏。

DK1250+460~DK1253+548段为开心岭低山丘陵区，山坡较陡；DK1254+217~DK1257+500段地势开阔，地形平坦。

1.2工程地质线路经过地区地层属第四系全新统冲洪积粘土、粉质粘土、角粒土、圆粒土、碎石土，下伏第三系泥岩加砂岩薄层；二叠系薄层、泥灰岩。

对工程有影响的主要不良地质现象有：高含冰量冻土、冻土湿地、热融湖塘。

1.3气候及水文特征线路位于青藏高原腹地，属高原冰雪型气候区。

气候低温干燥，春秋季节短。

每年九月至次年四月为冻结期。

年平均气温-4℃。

线路经过地区海拔高、空气稀薄、气压低，海拔在4700米左右。

本段地表水主要为各冲沟季节性流水；沿线地下水为暖季分布的冻结层上水及构造融区水，水量较小，主要为大气降水和河流补给，径流条件差。

开心岭北坡有多处泉眼出露流量较小。

二、路基施工工艺2.1路基试验段为保证工程质量及工程进度，在DK1252+360~DK1252+680设臵试验段确定了施工中的各项参数：路基基底处理，一般碾压5遍即可达到设计要求。

其碾压顺序为：静压一遍，弱振一遍，强振两遍，最后静压一遍。

路基填筑通过试验，虚铺30CM时，须碾压6遍即可达到压实度（K≥0.86）要求，碾压顺序为：静压一遍，弱振一遍，强振三遍，最后静压一遍；虚铺40CM时，须碾压6遍即可达到压实度（K≥0.86）要求，碾压顺序为：静压一遍，弱振一遍，强振三遍，最后静压一遍。

当要求K≥0.91时须碾压7遍即可达到要求，其顺序为静压一遍，弱振一遍，强振四遍，最后静压一遍；虚铺50CM时，须碾压7遍即可达到压实度（K≥0.86）要求，碾压顺序为：静压一遍，弱振一遍，强振四遍，最后静压一遍。

青藏铁路建设中的路基冷却方法概述超过青藏铁路冻土一半的地区有40％的冰灾情况。

在全球变暖的情况下，青藏铁路的建设需要考虑在未来50-100年的气候变化。

近期研究表明，高原上的空气温度会由2050年增加2.2-2.6摄氏度。

因此，对铁路建设成功的关键在于防止潜在的路基冻土融化。

它成为100年以来的第一条铁穿越冻土建立的铁路。

报道称，大于30％的冰霜伤害比例已经在所有的多年冻土区铁路已经建成。

根据以上的经验和多年冻土区公路建设的经验教训的基础上，提出了一种用于青藏铁路的建设更加积极主动的设计方法。

这种方法侧重于通过降低冷却路基的地温，并从防止由单纯依靠增加热阻冻土融化被动方法不同（例如，增加路堤高度，使用保温材料）。

这路基冷却设计方法，特别是有关温暖和富冰多年冻土区。

若干措施可采取路基降温，包括适当的选择和配置路基材料，调整太阳辐射，热对流，热传导模式针对周围的路基。

1，简要介绍多年冻土是气候变化的敏感指标。

随着温度的降低多年冻土强度。

一旦冰轴承冻土融化，它将失去其承载能力。

因此，多年冻土工程它区别于其他土壤/岩石工程的方面则是会存在工程稳定性和气候变化（纳尔逊等人，2001年;纳尔逊，2003）。

在过去的几十年里，出现了对青藏高原气候变暖的趋势明显。

气温增加了18摄氏度从60年代到90年代。

在年平均地面温度上升，从20世纪70年代至90年代，是0.3〜0.5摄氏度为暖性冻土和多年冻土分别为0.1-0.3摄氏度为寒性冻土，从1996年至2001年，地面温度升高在0.08和0.01摄氏度之间，增加的幅度在多年冻土表和0.053和0.021摄氏度之间在每年6-8米深处。

因此，每年同一时期在多年冻土上限下降的速度为 2.6和 6.6厘米。

气候变暖和冻土退化是目前的青藏铁路建设所面临的挑战。

根据有关的经验和在世界冻土地区公路建设的经验教训的基础上，提出了一种用于青藏铁路建设积极broadbed coolingQ方法，并提出一些措施以冷却路基和抵制气候变化以及气候变暖的影响。

青藏铁路是目前世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。

青藏高原地理位置独特，自然条件、地质条件极其复杂，修建铁路面临诸多全新的技术难题，因而制定施工组织方案亦是新的课题。

我集团公司承建的第5标段北起昆仑山北麓的西大滩，南至不冻泉，全长47.91 km.在该段施工组织方案制定时，面临两大技术难题：一是线路经过地段均为高海拔地带，海拔高程大于4500 m的地段有近40 km，最高为昆仑山垭口4776 m.低含氧、低气温、低气压及大风速、强辐射、强雷暴的恶劣自然条件使工程施工面临着前所未有的困难，尤其是严寒缺氧所造成的人机工作效率下降。

二是线路全部位于多年冻土区地段，且穿越冻土区边缘的高温冻土地带及融区。

该地区多年冻土的退化和融蚀、季节融化层的冻结和融化、不良冻土物理地质现象等均对铁路工程建筑物产生非常大的危害，使得多年冻土区工程建设不仅在设计原则上有别于一般地区，而且对施工方法、施工工艺、施工机具配置及检测手段等也提出了新的要求。

在施工中除采取有效技术措施控制和消除这些危害外，制定科学可行的施工方案，亦是工程建设成败的关键。

本文着重阐述五标段的施工组织方案的制定。

1 工程概况本标段线路穿越西大滩断陷盆地、乱石沟峡谷区、昆仑山垭口、昆仑山垭口盆地及不冻泉河谷地带，地质、地貌、工程地质条件复杂独特，工程量大。

西大滩断陷盆地：地形平坦，地势开阔，植被不发育，其间小冲沟较发育，第四系地层较厚，多以冲、洪积圆砾土及卵石土为主，为岛状、片状多年冻土区，多年冻土上限2.8 m-3.5 m，厚度5 m-20 m，冻土平均地温高于-0.5℃,以少冰、多冰冻土为主。

昆仑山区：属中支低丘区，地质构造复杂，地形起伏大，植被稀少，海拔4500 m-4800 m，以古冰川、现代冰川作用及寒冻风化地貌形态为主，石海、石冰川、冻胀丘、冰椎、融冻泥流、滑坍等不良冻土现象发育，多年冻土上限1.5 m-2.8 m，厚度60 m-120 m，年平均地温-0.5 C°-2.6 C°，属于稳定和基本稳定多年冻土区，高寒冰凉冻土所占比重较大，约48%，且含冰量分布不均匀，冻土工程地质条件较差。

第一章桥梁下部工程第一节堆龙曲一号特大桥施工1工程概略堆龙曲一号特大桥位于西藏自治区当雄县羊八井镇，超越堆龙曲河，中内心程为DIK1925+870 ，桥梁全长 606.01m。

全桥孔跨式样为24-24m 预应力混凝土梁，基础为 4 φ125cm 钻孔桩基础，孔桩最深 30m，圆形桥墩， T 型桥台。

此中 1~15 号墩位于曲线上， 16~23 号墩位于直线上。

1.1 工程地质及水文地质本桥位于九度地震区，桥址范围内存在饱和砂层、软塑粉土层，按地震液化层考虑，故按设计要求两座桥的墩台均采纳4φ125cm 钻孔桩基础，并且桩基还要穿越卵石土层、漂石土层等复杂地质层（见图 3-1-1-1），桥址处土的最大冻结深度 133cm。

20号墩位桩基地质柱状图10号墩位桩基地质柱状图地面标高 4258.99 地面标高 4259.99 94 .. 46 4255.04252.53.744245.2 .319.54241.64239.34.54236.27.554233.6 4 .16.4桩底标高 4229.0 桩底标高 4225.75卵石土粉细砂粉土圆砾土漂石土说明:1 、本图尺寸均以米计。

图 3-1-1-1堆龙曲一号特大桥桥址地点地质图工点处地表水为堆龙曲河的长年流水，水质优秀。

地下水以第四系孔隙潜水为主，受大气降水和忧曲河的补给，地下水位埋深 0~2m，水质优秀。

均对圬工无侵害性。

1.2 工程特色、要点及难点工程要点：钻孔桩施工是本桥的要点，水中墩钻孔桩及承台施工是重中之重。

工程难点：因为本桥7 号墩至拉萨台位于湿地中，环境保护极为重要，钻孔桩施工时的泥浆办理对环境影响也较大，怎样保证铁路的修筑不致破坏当地的生态环境是本工程的难点。

2桩基础施工2.1 成立孔桩施工QC 小组在高原复杂地质状况下进行钻孔桩施工，此前没有现成的施工工艺能够借鉴，为确保钻孔桩的顺利施工和成孔质量，所以项目部特意成立了由工程、资料、试验、机械等部门人员以及现场施工人员构成的钻孔桩施工QC 小组。

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、技术要点和考前须知。

关键词高含冰量冻土土工格栅保温板施工技术℃℃℃，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.工程概况我工程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〕及根本稳定区〔Tcp-Ⅲ〕。

广泛分布有富冰冻土及饱冰冻土。

我管区路基采用保护多年冻土的原那么设计，土工格栅和保温板技术就是根据保护多年冻土的原那么而采取的有效措施。

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，由于土体受热的差异，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。

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。

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%；℃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。

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，防止热力传入冻土层，引起冻土融化或上限下移，从而造成路基下沉或破坏。

青藏铁路二期土建工程第十九标段冻土路基设计原则及施工保障措施摘要:针对青藏高原冻土地区不同的路基设计原则,采取不同的路基冻土施工保障措施,如片石通风路堤、热棒等,以确保青藏铁路格拉段建成后尽可能少地发生病害。

关键词:保护冻土原则;控制融化原则;破坏冻土原则;片石通风路堤;热棒;青藏铁路二期土建工程中图分类号:U213.1文献标识码: B文章编号:1001-2184(2004)增-0010-031概述青藏铁路二期土建工程第十九标段位于青藏线格拉段藏北无人区,海拔高程为 4 800~4 950 m,主要由河谷、山前洪积扇、低山丘陵组成,地形起伏较大,植被稀疏。

十九标段土体多为多年冻土,冻结状态维持在两年以上,因纬度相对较低,年平均气温高,位于青藏高原多年冻土的南部边缘,所以岛状多年冻土发育,且多年冻土层厚度变小,一般为10~40 m。

青藏铁路沿线多年冻土区对铁路工程有直接影响的不良地质现象包括:冰锥、冻胀丘、地下冰、高含冰量冻土、溶冻泥流、热融滑塌、热融湖塘、热融洼地、冻土沼泽、寒冻泥流。

在诸多不良冻土地质现象中,温度变化最为敏感,对铁路路基的修筑影响最大,而且不容易避绕的主要是厚层地下冰。

铁路通过的多年冻土厚层地下冰地区,多年冻土上限以下0.5~1.0 m 范围内是地下冰富集部位,由于接近地表而易受到自然因素(如气温)和人为因素的影响(铁路修建),所以也是铁路建设的重点研究对象;其次是高含冰量冻土(多年冻土分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土及含土冰层,其中富冰冻土、饱冰冻土及含土冰层称之为高含冰量冻土),它也是铁路建设中至关重要的研究对象。

它们在气温变暖的变化趋势下,势必会对铁路建设与运营产生巨大影响。

高含冰量是形成热融滑塌、热融沉陷、热融湖塘等不良地质现象的主要因素,也是造成路基下沉、桥涵基础不均匀沉降、房屋变形开裂、隧道衬砌破裂等工程建筑破坏的主要原因,尤其是在年平均地温分区属高温极不稳定亚区内,高含冰量冻土的发育对铁路工程十分不利。

青藏铁路昆仑山隧道施工关键技术齐康平周晋筑王根南（中铁五局贵州贵阳816000）摘要本文主要介绍在青藏高原多年冻土区特殊的自然环境和地质条件下，修建高原多年冻土区世界第一长隧—-昆仑山隧道所面临的新的技术难题及采取的主要施工方法和技术措施，为高原多年冻土区隧道施工积累经验。

关键词高原多年冻土铁路隧道施工技术1 工程概况昆仑山隧道地处海拔4600~4800m的高原多年冻土区，全长1686m,是高原多年冻土区世界第一长隧。

隧道通过昆仑山北麓低、中高山区,地质构造复杂，地形起伏大,山坡陡峻，坡面破碎。

隧道除出口段位于R=1000m曲线上外，其余为直线段,洞身纵坡为单面坡，坡度14‰、13.4‰。

隧道洞身通过区围岩为三叠系板岩夹片岩，节理裂隙发育，结构破碎，主要为Ⅳ～Ⅴ级围岩，属多年冻土。

隧道进口分布有1。

8m左右厚的饱冰冻土，其余为少冰、多冰冻土。

多年冻土下限在隧道中部DK977+000~DK977+500段接近隧底.在多年冻土下限以下的融区内分布有基岩裂隙水，隧道正常涌水量为222。

55m3/d,最大涌水量445.10m3/d。

隧道设计地震烈度八度，最冷月平均气温—16.7℃.昆仑山隧道独特的地理位置、严酷的自然环境、复杂的地质条件使其工程结构、施工工艺和施工方法不同于一般地区隧道。

虽然国内在多年冻土区也修建过一些铁路或公路隧道,但都存在不少的病害，如漏水挂冰、衬砌受冻开裂剥落、冰幔道床等,有些工程甚至无法正常使用.由于缺乏成功的经验，使得昆仑山隧道施工面临前所未遇的困难。

2 主要设计特点2.1 衬砌及支护设计全隧道均采用曲墙带仰拱整体式模筑钢筋混凝土衬砌,模筑混凝土支护（厚度25～30cm），设格栅钢架，拱墙或局部设ф25中空锚杆，衬砌及模筑支护采用低温早强耐久混凝土。

-——--—-———--——-—--------————---————-——------—---—- 作者简介：齐康平，男，汉族，籍贯陕西，生于1953年，高级工程师，2001年毕业于中南大学,工学学士，主要从事铁道土木工程施工.2.2 防排水及衬砌隔热保温层设计（1)昆仑山隧道防排水遵循“防、排、截、堵，多道防线，综合治理”的原则，以防、堵为主,排、截为辅。

——（全文8页）——欢迎下载一、青藏铁路高原多年冻土区工程概况：青藏铁路自昆仑山北坡西大滩至唐古拉山南麓的安多河谷，约550Km范围通过多年冻土区。

该冻土区分布面积约：2.45×104Km2，海拔高程大部分在4400m以上，属中纬度多年冻土。

该多年冻土区海拔高，气压低，气候严寒，冻结期长，多年冻土平均地温低，但积雪较薄，且保存时间不太长。

在高原冻土区进行路基施工中，能否很好控制路基基底的融沉，是决定路基施工成败的关键。

二、冻土的描述定名和融沉性等级分类土类含冰特征融沉性等级及类别冻土定名冻土一、肉眼看不见凝冰的冻土１、胶结性差，易碎冻土。

I级不融沉少冰冻土２、无过剩冰的冻土３、胶结性良好的冻土４、有过剩冰的冻土二、肉眼可见分凝冰，但冰层厚度小于１、有单个冰晶体，冰包原体的冻土２、在颗粒周围有冰膜的冻土Ⅱ级弱融沉多冰冻土或等于２.５ｃｍ的冻土3、不规则走向的冰条带冻土Ⅲ级融沉富冰冻土4、层状或明显定向的冰条带冻土Ⅳ级强融沉饱冰冻土厚层冰冰层厚度大于 2.5cm的含土冰层或纯冰层1、含土冰层V级融陷含土冰层2、纯冰层ICE三、青藏铁路高原多年冻土区路基施工的主要特点：多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物，是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。

特点一：在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下，多年冻土是稳定的，但如果多年冻土被破坏，地基多年冻土将产生衰退，甚至融化，路基地基将受到严重影响。

特点二：多年冻土区路基受施工季节影响较大，应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。

特点三：水对路基地基影响较普通地区大。

水携带的热量较空气要大得多，水在路基工程附近的聚集，对路基地基多年冻土的热干扰很大，甚至引起多年冻土大量融化。

特点四：多年冻土工程地质条件十分复杂，在不大的范围内，各种工程类型的多年冻土可能均有分布。

特点五：青藏铁路地处青藏高原，冻结期较长，最长达七个月。

特点六：多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。