摘要:本文主要分析了高原凍土地區(qū)公路存在的難點和問題,闡述了公路涵洞工程在高寒地區(qū)常見的一些病害。針對涵洞工程中存在的病害進行分析和研究,總結(jié)并歸納出一些建議和措施,希望通過本文的分析和研究,能實現(xiàn)提高我國高原凍土地區(qū)公路涵洞工程施工質(zhì)量和水平的目標。
關鍵詞:高原地區(qū);凍土;公路涵洞工程;病害;防止方法
高原地區(qū)凍土施工條件非常嚴峻,其一般溫度都在0℃以下,并且常常會結(jié)冰,土壤就會凝固,給施工造成很大的難度。并且凍土結(jié)冰情況每年會持續(xù)一段時間,影響工程工期。而涵洞工程是公路工程施工中最為關鍵的部分,是路基橫向排水的重要工程之一,高原多年凍土地區(qū)的涵洞施工質(zhì)量直接影響著整體工程的使用壽面,一旦發(fā)生病害問題,將造成嚴重的后果。因此,研究高原凍土地區(qū)公路涵洞工程病害防止方法具有十分重要的作用和意義,相關技術(shù)人員應該將時間和精力投入到該課題研究中,盡快解決涵洞工程施工中常見的病害問題,以提高工程整體的服務水平和運營能力。
一、公路涵洞工程常見的病害及原因
高原凍土地區(qū)公路涵洞工程施工環(huán)境比較復雜,對施工技術(shù)人員的要求也比較高,一般在施工中常見的病害主要包括以下幾個方面。
(一)鋪砌層的受損
鋪砌層損壞主要是由于鋪砌層無法抵抗凍脹、融沉的作用。當結(jié)構(gòu)整體變形能力無法達到應對融沉變形要求時,鋪砌損壞而出現(xiàn)漏水問題,導致水的潛熱帶發(fā)展到凍土中,使多年凍土融化,發(fā)生一些位移,對地基橫向造成嚴重的影響,破壞其穩(wěn)定性。
(二)涵洞跳車
凍土施工環(huán)境下,地基施工中,其通風散熱作用會比較差,涵洞中部的凍土會出現(xiàn)不同程度的上移,一旦發(fā)生這種情況,涵洞兩側(cè)路基路面的吸熱和封水作用就會發(fā)生變化,使凍土上限下移,而這種移動將直接對地基造成一些不良影響。即施工中最為常見的沉降問題,在后期使用過程中,就會出現(xiàn)明顯的坍陷問題,造成嚴重的交通安全事故,威脅著人們的生命安全。
(三) 涵洞基坑淤積
涵洞淤積主要是由于涵洞孔徑不足,或涵洞鋪砌、洞口損壞,導致涵洞不能正常泄水而造成的。其次,風沙過大以及養(yǎng)護單位未能及時清理等原因也會造成涵洞的淤積。凍土公路涵洞工程施工中出現(xiàn)這些病害的最關鍵和最重要的原因是由于凍土凍脹、融沉等引起,因此,要想很好的防治這些病害,就必須“對癥下藥”,采取具有針對性的防治措施。
二、高原凍土公路涵洞工程病害防治方法
針對高原凍土地區(qū)公路涵洞工程常見的一些病害和施工質(zhì)量問題,筆者結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗,通過上述分析和研究,提出一些應對病害問題的方法和措施,其具體包括以下幾點。
(一)做好施工前準備工作
高原凍土公路涵洞工程施工中,在施工前應該把涵洞基礎設計與施工工作看做為整個工程的重點內(nèi)容,在施工前一定要綜合考慮多方面的影響因素,如土層溫度、熱力效應等影響因素,一定要認真分析,將溫度與有效應力相結(jié)合,科學合理設計施工方案。其次,在施工前,技術(shù)人員一定要認真審核工程圖紙,在進行多年凍土地區(qū)涵洞工程地基和基礎設計時,應該采取得力措施,施工前做好地質(zhì)勘探工作,針對高原季節(jié)性凍土的特殊性,應該采取一些措施,盡量消除或削弱季節(jié)活動層的凍結(jié)或融沉問題,這樣能為施工奠定堅實的基礎。為了防止凍土對施工的影響,可以用粗砂礫石等非凍脹性的材料作為墊層,在施工之前在地基表面鋪設一層材料。進而能有效消除或防止凍土或者融沉現(xiàn)象。
(二)嚴格按照施工標準開展工作
在涵洞修建和施工中,如果施工屬于短暫性凍土,可以在凍土結(jié)束之后施工。如果是季節(jié)性凍土,施工前后要計算和避免在凍土期內(nèi)施工,當基礎所用材料、機具以及墊層應該準備齊全,在土方開挖之后,立即采用這些材料作為墊層施工。在基坑開挖過程中,可以采用機械開挖或者爆破開挖,以縮短開挖時間,提高整個工作效率,并且能避免大量的工程動作對原有土體造成擾動和影響。在施工時,基坑爆破時間應該不超過半個月,施工砂礫墊層中,應該盡量確?;硬粫霈F(xiàn)積水現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)積水應該立即采取措施,將其清理干凈,同時在開挖之后,施工人員應該盡量避免在施工現(xiàn)場走動全面,避免人為因素對施工現(xiàn)場造成熱擾動。
(三)提升涵洞工程結(jié)構(gòu)整體的變形能力
高原凍土多年凍土地區(qū)修建涵洞工程應該合理選擇涵洞構(gòu)造類型,如可以選用箱涵、框架或者是蓋板涵等具有使用凍融變形能力的剛性結(jié)構(gòu)。在選擇施工構(gòu)造類型時,一定要特別注重整體的結(jié)構(gòu)性能,涵洞工程應力結(jié)構(gòu)應該與其他部分完美結(jié)合,如基礎埋置深度以及上下游河床鋪砌等,要盡量保持與這些結(jié)構(gòu)的一致性。提升結(jié)構(gòu)整體的變形能力,更好的應對凍土病害。其次,應該慎重選擇抗凍融性能比較強的施工材料,這樣能提升地基凍融產(chǎn)生的變形應力,將結(jié)構(gòu)應力變化控制在最小范圍內(nèi)。最后,在基礎施工中,可以使用瀝青,在表面涂抹一層瀝青材料,起到很好的保溫作用,提升整體結(jié)構(gòu)的抗凍融能力。
(四)人工冷卻涵洞地基
近年來,隨著我國各種新技術(shù)和新工藝研究的不斷深入,人工冷卻涵洞地基也已經(jīng)在實踐中推廣開來。人工冷卻涵洞地基減少或削弱凍土活動層凍脹、凍融等,進而能很多好的防治病害發(fā)生頻率。如在施工時,可以采用熱樁制冷技術(shù),能減少凍土的凍脹活動,進而保證涵洞施工的質(zhì)量,保護結(jié)構(gòu)不會被破壞。
(五)做好工程后期養(yǎng)護工作
公路涵洞工程施工完成之后,其養(yǎng)護工作也是非常關鍵的部分,養(yǎng)護單位應對沉降、涵洞底鋪漏水等問題時,都不夠重視,關于工程后期養(yǎng)護的戰(zhàn)略計劃也不夠全面,缺乏有計劃和有規(guī)律的方法。因此,在工程施工之后,應該派專業(yè)的技術(shù)人員做好養(yǎng)護工作,對容易出現(xiàn)病害的部位采取維護和加固措施,如墻身開裂問題,可以采取墻體加固技術(shù),提高墻體的抗?jié)B透能力和抗變形能力,以保證工程質(zhì)量。同時,還應該延長涵洞的使用壽命,確保正常的使用周期。
結(jié)束語
綜上所述,公路涵洞工程是整個公路工程質(zhì)量控制中的核心之一,其施工質(zhì)量將直接關系著公路工程的應用質(zhì)量和周期。但是,我國高于是凍土比較集中的地區(qū),凍土地區(qū)公路工程施工難度非常大,在涵洞鉆進過程中,一旦操作不慎就會造成嚴重的質(zhì)量問題,后期造成嚴重的損失和安全事故。筆者提出一些病害防止方法。首先,應該消除或削弱季節(jié)動層的凍脹和融沉變形,在涵洞施工前,應該做好前期準備工作,盡量能提供一個施工難度比較低的環(huán)境;其次,減少施工對多年凍土的熱擾動,盡量避免后期路基施工中的出現(xiàn)位移情況,以確保工程施工質(zhì)量。總之,在施工中,要結(jié)合實際情況采用不同的應對方法,確保工程施工質(zhì)量和人員安全。
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