青藏铁路西格二线混凝土冻融试验研究
青藏铁路建设中冻土工程结构稳定性研究
一、研究科学意义和国家需求青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原，地理位置独特，自然环境恶劣，地质条件复杂，素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称。
青藏铁路格拉段将穿越约547km多年冻土地段，全线线路海拔高程大于4000m地段约960km，在唐古拉山越岭地段，线路最高海拔为5072m，为世界铁路海拔之最。
“高原”和“冻土”问题是本线的两大难题，其特殊性和复杂性在世界上独一无二。
在青藏高原多年冻土地区建设铁路是从未实践过的新的技术领域，随着几十年来自然条件和气候的变化、科学技术的飞速发展、科研成果和工程实践经验的积累，我们对自然和冻土的认识也在不断的加深。
七十年代以前我们认为高原冻土是发育的，而目前现状是随着全球气温升高，高原冻土呈退缩趋势；七十年代以前研究重点侧重于冻土腹部地带的高含冰量冻土，但青藏公路整治的情况表明，冻土区边缘地带及高温冻土地带各类工程病害多于低温冻土地带；过去确定一个路基临界高度来涵盖全线，现在看来必须按不同地温分区、土质及气候条件来考虑路基合理高度；现代科学技术水平的发展及新材料、新工艺的不断出现，为防治各类工程冻害提供了新的手段，有必要对其进行应用研究。
所以青藏线格拉段的修建仍带有很强的探索性、科研性，为了尽快取得高原多年冻土区铁路设计、施工经验，先行试验段的建设具有不可替代的重要意义。
“高原多年冻土区试验工程”也充分体现了我们在高原多年冻土区的设计思想，是设计原则的检验，其各阶段的观测结果将分别是指导、调整设计和施工的依据，实现青藏线格拉段铁路的动态设计和施工。
二、立项科学依据青藏铁路修筑的两大关键问题：高原和冻土。
青藏铁路成功的关键在于路基工程，而路基工程的关键在冻土，冻土作为一个极为重要的关键因素，必须进行深入的研究，以此来保证青藏铁路工程的顺利实施和正常高速运营。
青藏铁路路基稳定性要求。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰，水分产生迁移并具有相变变化特征，因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征，并具有融化下沉性和冻胀性。
青藏线路基病害整治组织方案(冻胀)病害治理研究与技术分析
青藏铁路线路基沉降（冻胀）病害治理研究与技术分析单位：甘肃兴陇工程监理咨询有限公司姓名：乔正正摘要:本文通过青藏西格二线部分线路发生路基沉降和季节性冻害地段路基沉降（冻胀）病害的治理，进行科学合理的分析，对于路基填料不密实及排水不畅等原因，导致路基沉降及冬季冻胀现象，已影响了铁路的正常行车，既要做好排水又要改善土质机理，怎样科学合理的应用注浆技术来治理路基沉降（冻胀）病害下文详细的进行了介绍，为今后路基沉降（冻胀）病害处理提供依据。
关键词：路基沉降（冻胀）病害注浆加固技术分析一、工程概况青藏西格二线部分线路发生路基沉降和季节性冻害地段，地处青藏高原东北部，铁路线路穿越青海湖北岸滨海平原、冲积平原、冰原台地，平均海拔3220米。
年平均降水量376mm，降水分布不均，大部分集中在7-9月。
年平均气温-0.6℃，最冷月1月平均气温为-20.6℃；最热月7月平均气温为16.6℃。
最大冻结深度1.8米，地下水位大于10米。
地质地表多为黏土、粉质黏土、沙质黄土以及淤泥质粉质黏土以及细沙。
青海湖～刚察段，黏土厚度一般1～12米，粉质黏土1～3米；刚察～江河段，地表除分布有黏土、粉土外，主要分布有0.5～8米的沙质黄土，局部地段还分布有0.5～2.5米的淤泥质粉质黏土。
线路完工交付使用后，由于路基填料不密实及排水不畅等原因，导致路基沉降及冬季冻胀现象。
已影响了铁路的正常行车，给铁路运营安全带来了隐患。
二、病害状况图1线路路基沉降图2路基局部沉降1、路基基床表面排水不畅路基局部沉降路基整体沉降冻害地段路基表面排水不畅的问题是比较突出的，具体表现在绝大多数调查断面基床土体含水量高，部分断面基床表面有积水。
①道碴边坡外侧普遍存在土垅，阻挡了道床横向排水。
在道床边坡，普遍明显有一高10～40cm的土垄，距轨枕头20～40cm。
②路肩普遍高于道床底面，整个道床部分形成一积水凹槽，部分路段既有路基改造时将原污染板结道床回填用作基床，形成道碴积水槽。
青藏铁路低温早强耐久混凝土施工工法
操作原理
工艺原理
强耐久混凝土施工工法》适用于高原、高寒多年冻土区对混凝土低温早强、抗冻耐腐、抗 氯离子侵蚀和耐风蚀等性能要求较高的混凝土工程，对其他地区耐久性要求较高的混凝土施工也有一定借鉴作 用。
《青藏铁路低温早强耐久混凝土施工工法》的工艺原理叙述如下：
1.根据青藏高原特殊环境和设计要求，在混凝土中掺入含有高效减水、引气、保坍防泌、细化微孔结构等组 分的复合型混凝土外加剂，有效改善混凝土的工作性能和耐久性能。
材料设备
《青藏铁路低温早强耐久混凝土施工工法》按拌合站日产500立方米混凝土配备，所需的主要机具设备见表3。
质量控制
《青藏铁路低温早强耐久混凝土施工工法》的质量控制要求如下：
1.混凝土拌合站配备经专门培训的负责人和试验人员，从事混凝土拌合质量的管理、检测工作。
2.混凝土搅拌设备及计量装置经常保持良好状态。计量装置定期进行鉴定合格后方可使用。在每次拌合施工 前，拌合计量系统必须经过调试并复检调试程序，确保计量与配合比的统一。
感谢观看
该局承建施工的青藏铁路格拉段十四标有桥涵结构物68座，采用该工法施工整体效果显著，有37座桥涵结构 物被青藏铁路建设总指挥部授予"优质样板工程"称号。
荣誉表彰
2008年1月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质 22号，《青藏铁路低温早强耐久混凝土施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。
青藏高原地区混凝土冻融环境量化方法
第34卷 第2期 农 业 工 程 学 报 V ol.34 No.22018年 1月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2018 169青藏高原地区混凝土冻融环境量化方法李雪峰，付 智，王华牢（交通运输部公路科学研究院，北京 100088）摘 要：对青藏高原地区混凝土冻融环境进行合理量化是高原抗冻混凝土设计所面临的首要问题。
该文通过对处于同一冻融环境作用等级下的平原与高原地区大气及地表温度特征进行比较，发现相较于平原地区，高原地区因太阳辐射强度大，具有年正负温交替次数更多、温度日较差更大且日最低温更低的环境温度特征。
通过将地表温度近似代替混凝土结构物表面温度，结合青藏高原1971－2003年20个地区的典型气象年数据，建立了与最冷月平均气温及年太阳辐照量相关的青藏高原地区混凝土年均冻融循环次数确定方法。
利用该方法对青藏高原主要地区混凝土年均冻融循环次数进行估算，结果表明，青藏高原地区混凝土年均冻融循环次数主要集中在150次以上，部分地区甚至大于200次，因此，高原地区应加强对混凝土进行抗冻耐久性设计。
最后，该文给出青藏高原地区混凝土结构物抗冻设计等级推荐值。
该研究可为青藏高原地区混凝土抗冻耐久性设计提供参考。
关键词：混凝土；温度；太阳辐射；青藏高原；冻融环境；最冷月平均气温；抗冻设计等级 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.023中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-02-0169-07李雪峰，付 智，王华牢. 青藏高原地区混凝土冻融环境量化方法[J]. 农业工程学报，2018，34(2)：169－175. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.023 Li Xuefeng, Fu Zhi, Wang Hualao. Quantitative method for freezing-thawing environment of concrete in Qinghai-Tibet plateau[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(2): 169－175. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.023 0 引 言青藏高原地区平均海拔4 000 m ，由于大气透明度高，年太阳总辐射值高达5 850～7 950 MJ/m 2，从而导致高原地区频繁出现昼夜正负温交替变化[1-5]。
高寒高海拔地区混凝土抗冻性试验论述
高寒高海拔地区混凝土抗冻性试验论述龚鸽【摘要】本篇文章通过对青海地区气候的研究,对其地区的混凝土相关抗冻性进行一系列的调查研究,总结出了提混凝土抗冻性的相关措施.一般情况下,高寒高海拔地区的气候偏于干燥,昼夜性和季节性的温差过大以及长期积雪等特点使得混凝土的抗冻性能必须逐步提高.笔者根据长期的数据和文献调查,进行分析,力图将混凝土的抗冻性能提升.【期刊名称】《四川水泥》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】1页(P58)【关键词】高寒高海拔地区;混凝土抗冻性;试验【作者】龚鸽【作者单位】中铁二十局集团第一工程有限公司,江苏苏州 215151【正文语种】中文【中图分类】G322由于我国土地广阔，而且高寒高海拔地区所占地域颇多，所以混凝土在桥梁，隧道工程的建筑中难免会出现破坏的问题。
其中在高寒高海拔等地区的影响最为明显，混凝土建筑物被损害的程度更加夸张。
1 目前国内外对混凝土抗冻性研究的现状目前世界各个领域对混凝土抗冻性的研究试验都颇感兴趣，凸显出了混凝土的抗冻性能目前存在的问题过多，需要逐一的解决。
并且国内外的各种机构都对混凝土的性能开展了相关的学术研究，试图提高混凝土的抗冻性能以及其它方面的性能。
1.1 目前国外研究的现状在二十世纪四十年代期间，早有国外的相关机构就针对混凝土抗冻方面的性能开展了研究试验，总结出来的理论主要有静水的压力学说，其中在冻结的过程中，低温可以通过混凝土建筑物的四面八方进行渗透，形成之后再封闭混凝土建筑物。
随着温度的持续降低，会持续扩大冰冻的影响范围，从而导致混凝土建筑物会产生过量的细纹，并逐步的遭受损坏。
因此要对混凝土建筑物中孔间距系数进行优化，增强混凝土的抗冻性能。
在之后长期的研究实验中又不断有新的发现，水在水泥浆体的流动中是跟随着冷冻源的移动而移动，于是渗透压力论学说又随之产生。
由于负温度状态下的水是首先冻结的，从而增大了溶液的浓度，使得浓度差在毛细孔和凝胶孔内溶液两者之间越增越大，在扩散的同时，渗透压也随之生成。
青藏铁路高原多年冻土区低温混凝土施工技术
青藏铁路高原多年冻土区低温混凝土施工技术作者：赵明来源：《科学与财富》2017年第25期摘要：青藏高原属于高寒地区，在高原冻土以及严寒的气候条件下进行混凝土的施工工作，作业的难度是相当大的，并且对技术的要求相当的高。
该地区的工艺和内地的相比较有较大的不同，本篇文章主要针对的是低温条件下喷射混凝土的施工和灌注混凝土的施工问题进行阐释。
关键词：青藏铁路；冻土；低温混凝土；施工素有“世界屋脊”之称的青藏高原的腹地段位则是从青藏铁路到拉萨段，该路段的第五标段中长4.537km线下主体的工程任务均由我公司负责。
该地区大部分为冻土区，地形起伏大、植被的覆盖率较低，海拔较高，并且主要的地形地貌以古冰川作用及寒冷、风化地貌的形态为主。
空气稀薄、气压低、温度低。
除此之外还有恶劣的施工环境等自然条件的制约，因此，本文将对该问题给出相应的解决措施。
一、施工过程当中所要遵循的原则根据相关规定所显示：多年冻土的定性为冻结状态持续在两年或者两年以上的土。
当温度升高时候便会融化，称为冻融。
冻土施工的要点就是减少冻融的发生，否则就会导致坍塌、滑坡、塌方、沉陷、混凝土掉块等问题的出现。
所以，冻土在施工的过程当中不仅仅要克服低温对施工的影响还要克服上述问题。
在开工之前就要做好各项准备工作，首先建立工地的实验室，其次再对原材料进行加工。
即对原材料的加热、运输以及保温还有混凝土入模温度、混凝土的保温保湿工作等。
除此之外，还要因地制宜，根据当地的实际情况来确定合适的施工季节和具体的施工措施。
二、喷射混凝土高原严寒气候条件下的喷射混凝土与内陆地区的的喷射混凝土施工相比较而言：高原地区存在着以下困难：首先是气温较低，有可能导致输水管及喷头注水冻结，造成无法喷射的现状，从而延误工期。
其次是喷射到岩壁上难以在短时间内凝固，容易导致成片的混凝土出现脱落现象；由于温度低岩面表层难以粘上混凝土，所以，易受到冻害。
在我公司全体员工的共同努力下攻坚克难多次试验之后总结出来如下的具体措施：⑴低温对工程的影响需要减低，在搅拌混凝土的地点搭设保温棚，对原材料先进行预热，其次用热水对混凝土进行搅拌。
青藏铁路建设冻土工程问题的深入研究和实践
Tabl e 1
表l 高海拔多年冻土地温带 Gr ound t e mper at ur e ZoneS on hi gh-altit ude
中国科学院创新工程重大课题 青藏铁路工程 支和地温场变化状况分析9 保温隔热层对保护冻土
与多年冻土 相 互 作 用 及 其 环 境 效 应7 Z00Z 年 度 的 还是起到积极的作用9 多年冻土上限从消耗地中冷
科学报告中认为 4 C 气温升高1 后9 楚玛尔河高 平原\ 秀水河和北麓河盆地\ 沱沱河至通天河一带盆
用. 进一步的观测研究对块石层路基应用条件和长
期效果提出了值得 探 讨 的 问 题C在 大 多 数 年 平 均 气
温较高(也是高温冻土区)的河流 盆 地区 域9块 石层
路基结构初期效果使多年冻土 上限 上 升9但 是 地温
曲线说明 这 种 上 升 是 以 消 耗 多 年 冻 土 冷 量 为 代 价
的. 同类地段碎石层边坡的坡脚处上限抬升也不明 显.
(太阳辐 射)的 部 分 遮 挡 作 用 和 寒 季 良 好 的 导 冷 作
用9有利于降低桩基 础 周 围 冻 土 温 度9有 利 于 提 高
桩基承载力. 保证H以桥代路H结构的稳定性. H以 桥 代 路 H的 典 型 工 程 是 位 于 楚 玛 尔 河 高 平 原
高温高含冰量冻土区9长达11- 7 k m 的清水河特大 桥. 2 .3 地表水和冻 土 层 上 水 径 流 对 冻 土 热 侵 蚀 的 研
设计补强说明9 在冻土含冰量高时9 原来两个 冷却地基的作用和保温板路基的缺点9 作为对 保
青藏铁路工程有关冻土问题的情况介绍.
青藏铁路工程有关冻土问题及土工合成材料应用情况的介绍铁道第一勘察设计院李成摘要大量的工程实践表明,冻土区筑路遇到的主要问题是冻胀和融沉,在季节冻土区主要问题是冻胀,而在多年冻土区主要问题是融沉。
以保护多年冻土为原则,是多年冻土区工程措施中应用最为广泛的一种方法,它不但克服了冻土的融化下沉,而且充分利用了冻土强度高于融土的特性。
本文在阐明对青藏高原多年冻土环境认识的基础上,简要地介绍了保护多年冻土的几种工程方法,并对土工合成材料在青藏铁路的应用情况作了简要的介绍。
关键词铁路工程多年冻土土工合成材料应用1.概况青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原,素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称。
青藏线格尔木至拉萨段铁路全长约1100km,其中要穿越550km的多年冻土地段,全线线路海拔高程大于4000m地段约965km,在唐古拉山越岭地段,铁路最高海拔为5072m,为世界铁路海拔之最高。
“高原”和“冻土”问题是修建青藏铁路的两大难题。
铁路通过地区大部分为高原腹地,具有独特的冰缘干寒气候特征,寒冷、干旱,急风暴雨、雷电等变化剧烈无常,四季不明,空气稀薄、气压低,冻结期9月至次年4、5月。
昆仑山、可可西里、风火山、唐古拉等山区,年平均气温在-6℃以下,青藏高原腹地高平原区,年平均气温为-4~-4.5℃。
该地区具有年较差小,而日较差大的特点,年内日平均较差10~ 19℃,极端日较差35℃。
铁路沿线大气透明度良好,云量少,太阳直射强,总辐射量大,日照时数较大,为全国辐射量最大的地区,由于高原风大,地表所获辐射量的98.8%通过湍流交换以感热或潜热的形式向大气逸散,用于土壤增温和冻土融化的热量仅占 1.2%,使得高原上近地表气温并没有显著升高,而地下土层处于低温状态。
自1956年铁道第一勘察设计院对青藏线进行踏勘考察开始,格尔木至拉萨段的勘测设计、科学研究断断续续,至今已40多年。
其间对“高原”和“冻土”问题也进行了大量的科学研究和试验工作,创造了比较好的前期工作基础。