青海-青藏直流线路工程冻土基础施工关键技术研究教学内容

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1、青海青海-青藏直流线路工程青藏直流线路工程冻土基础施工关键技术研冻土基础施工关键技术研究究 1 1 引言引言 “多年冻土基础施工、高原生理健康、脆弱的环多年冻土基础施工、高原生理健康、脆弱的环境保护境保护”是青藏铁路和青藏是青藏铁路和青藏400kV400kV直流输电线路工直流输电线路工程建设的三大世界性难题。如何解决这三大难题是程建设的三大世界性难题。如何解决这三大难题是摆在各级工程管理者面前头等大事。在连续多年冻摆在各级工程管理者面前头等大事。在连续多年冻土地区输电线路施工的参考资料较少，国内没有可土地区输电线路施工的参考资料较少，国内没有可供借鉴的工程实例，而铁塔基础的施工质量将直接供借鉴

2、的工程实例，而铁塔基础的施工质量将直接关系到线路结构的安全性和线路长久稳定可靠运行。关系到线路结构的安全性和线路长久稳定可靠运行。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究2 2 工程概况工程概况 青藏直流联网工程输电线路青藏直流联网工程输电线路，线路全长线路全长1038km1038km，海拔，海拔300030005300m5300m，其中青海段长约其中青海段长约616km616km，西藏段长约，西藏段长约422km422km。全线共用杆塔全线共用杆塔23612361基基。其中连续多年冻土区长度约其中连续多年冻土区长度约550km550km，共有，共有塔基塔基12071207基基。多年冻

3、土地区。多年冻土地区采用的基础型式包采用的基础型式包括锥柱基础、掏挖基础、预制基础、灌注桩基括锥柱基础、掏挖基础、预制基础、灌注桩基础、人工挖孔桩基础等础、人工挖孔桩基础等5 5种种。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 本工程是世界上穿越多年冻土最长的输电线路，多年冻土问题是该工程输电线路的主要工程问题，直接关系到工程的安全和造价。可以说，青藏直流工程的成败在于塔位基础的施工。如果施工处理不当，将给工程留下长久的安全隐患，而且将来的处理难度会十分艰巨，需要高度重视。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 3 3 多年冻土特

4、性、结构多年冻土特性、结构 冻土是指温度低于零度并含有冰的岩土体，冻土是指温度低于零度并含有冰的岩土体，按其冻结时间长短可分为季节性冻土和多年按其冻结时间长短可分为季节性冻土和多年冻土。其中，季节冻土为每年冬季冻结，夏冻土。其中，季节冻土为每年冬季冻结，夏季全部融化的周期性冻土。多年冻土是冻结季全部融化的周期性冻土。多年冻土是冻结状态持续状态持续2 2年或年或2 2年以上的冻土。年以上的冻土。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 当土体处于冻结时，冻土具有极高的强度特当土体处于冻结时，冻土具有极高的强度特性；当土体融化时，土体将完全丧

5、失强度，且性；当土体融化时，土体将完全丧失强度，且冻土物理、力学性质均会随冻土温度而发生剧冻土物理、力学性质均会随冻土温度而发生剧烈的变化。在工程作用下，多年冻土发生较大烈的变化。在工程作用下，多年冻土发生较大的变化，引起多年冻土上限下移、地下冰融化、的变化，引起多年冻土上限下移、地下冰融化、多年冻土温度升高等，从而引起冻土工程性质多年冻土温度升高等，从而引起冻土工程性质变化，影响工程建筑物的稳定性。变化，影响工程建筑物的稳定性。冻土强度与冻土温度关系冻土强度与冻土温度关系（示意）（示意）冻土温度冻土温度(C)强强 度度冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 冻土的构造：冻土是一种特

6、殊的土体。冻土构造是指冰冻土是一种特殊的土体。冻土构造是指冰与土层之间相互排列关系，各种类型的冻土构与土层之间相互排列关系，各种类型的冻土构造均可概略地反映出该冻土层的工程性质。青造均可概略地反映出该冻土层的工程性质。青藏高原的冻土构造常见的有藏高原的冻土构造常见的有6 6种，即：整体构造、种，即：整体构造、包裹包裹状（壳状）构造、网状构造、斑状构造、状（壳状）构造、网状构造、斑状构造、厚层状冻土和基底状构造冻土。厚层状冻土和基底状构造冻土。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究包裹状（壳状）冻土构造示意图及照片包裹状（壳状）冻土构造示意图及照片冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关

7、键技术研究 网状构造冻土示意图及照片网状构造冻土示意图及照片冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 厚层状冻土构造示意图及照片厚层状冻土构造示意图及照片冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究基底状构造冻土示意图及照片基底状构造冻土示意图及照片冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究粘性冻土中的厚层冰粘性冻土中的厚层冰冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究碎石土中的厚层冰碎石土中的厚层冰冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究碎石土中的斑状冰碎石土中的斑状冰冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究碎石土中的斑状冰碎石土中的斑状冰冻土基础施工关

8、键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土的表层暴露于地面,在寒/暖季节会呈现冻/融交替变化，一般10月开始冻结，次年4月开始融化。对于多年冻土，这种冻/融交替层称之为活动层，一般厚度在1.53.5m；其下为常年冻结层，厚度一般560m，最厚达120m。对季节冻土称为季节冻/融层，一般厚度在23.5m。其下为非冻结层。在多年冻土上限附近，往往含有大量的厚层地下冰，随着气候转暖、工程活动的加剧都会导致冻土的融化，对塔基稳定性造成严重影响。多年冻土的土层结构多年冻土的土层结构：冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究多年冻土层结构多年冻土层结构季节冻土层结构季节冻土层结构活动层常年冻结层非冻结

9、层季节冻/融层多年冻土层上限多年冻土层上限上限附近厚层冰上限附近厚层冰冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究多年冻土层结构全景上为活动层，下为冻结层下部冻结层近景冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究位于多年冻土上限附近的含土冰冻土层位于多年冻土上限附近的含土冰冻土层冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 青藏直流线路沿线各区段冻土厚度、地温及季节融化深度青藏直流线路沿线各区段冻土厚度、地温及季节融化深度地地 名名平均海拔平均海拔高度高度(m)多年冻土多年冻土厚度厚度(m)多年冻土多年冻土地温地温()季节融化季节融化深度深度(m)富含冰段富含冰段比例比例(%)西大

10、滩盆地西大滩盆地445045000200.0-0.52.03.514.28昆仑山区昆仑山区4500480060120-1.5-3.51.03.559.85楚马尔河盆地楚马尔河盆地46000400.0-1.21.53.583.21可可西里山可可西里山4600470030100-0.5-1.81.53.564.22北麓河盆地北麓河盆地45600400.0-1.02.03.570.59风火山区风火山区4500470050120-1.5-4.00.82.582.0乌丽盆地乌丽盆地458046005400.0-1.02.04.056.75沱沱河盆地沱沱河盆地45600500.0-1.02.03.549.

11、08开心岭山区开心岭山区460047502060-0.5-1.51.54.044.12通天河盆地通天河盆地460047000250.0-0.52.03.043.08布曲河谷地布曲河谷地47000400.0-1.01.53.526.11温泉谷地温泉谷地47504850050-0.5-1.02.03.528.30唐古拉山区唐古拉山区4600530020130-1.0-4.51.83.070.84扎加藏布河盆地扎加藏布河盆地50003050-0.5-1.01.53.590.0头二九山区头二九山区500051003060-1.0-1.51.53.582.0捷布区河谷地捷布区河谷地48005000305

12、00.0-1.02.03.078.33安多盆地安多盆地460047000400.3-1.02.53.5两道河谷地两道河谷地460047000600.6-1.21.53.5冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究在多年冻土区由于多年冻土的在多年冻土区由于多年冻土的存在，使地下水的埋藏条件和分存在，使地下水的埋藏条件和分布规律更加复杂化。冻土地区的布规律更加复杂化。冻土地区的地下水可分为：冻土层上水、冻地下水可分为：冻土层上水、冻土层间水、冻土层下水、融区水土层间水、冻土层下水、融区水几种类型。几种类型。其中，冻结层间水少见。对基其中，冻结层间水少见。对基础开挖影响最大的是冻结层上水。础开

13、挖影响最大的是冻结层上水。冻结层上水冻结层上水冻结层下水冻结层下水冻结层间水冻结层间水常年冻结层常年冻结层-隔水层隔水层常年冻结层常年冻结层-隔水层隔水层多年冻土区的地下水多年冻土区的地下水 冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究基坑开挖后冻结层上水沿冻结层顶板渗入基坑形成积水基坑开挖后冻结层上水沿冻结层顶板渗入基坑形成积水冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 根据冻土总含冰量，多年冻土可分为根据冻土总含冰量，多年冻土可分为少冰冻土（含水量少冰冻土（含水量12%12%）、多冰冻土）、多冰冻土（12-18%12-18%）、富冰冻土）、富冰冻土(1825%)(1825%)、饱

14、冰、饱冰冻土冻土(25-44%)(25-44%)和含土冰层和含土冰层(44%)44%)。其中，。其中，少冰冻土和多冰冻土统称低含冰冻土，少冰冻土和多冰冻土统称低含冰冻土，富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层统称为富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层统称为高含冰量冻土。高含冰量冻土。多年冻土分类多年冻土分类 冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 青藏直流线路穿越了季节青藏直流线路穿越了季节性冻土、岛状多年冻土及连续性冻土、岛状多年冻土及连续多年冻土等冻土类型地段。其多年冻土等冻土类型地段。其中格尔木至西大滩地段为季节中格尔木至西大滩地段为季节冻土区；西大滩至安多为连续冻土区；西大滩至安多为连续多年冻

15、土区，长约多年冻土区，长约550km550km；岛状；岛状多年冻土分布于西大滩北部与多年冻土分布于西大滩北部与东部，安多南至挡青曲河，长东部，安多南至挡青曲河，长约约86 km86 km。青藏直流线路的走势图不同类型冻土的分布特征不同类型冻土的分布特征 冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究4 多年冻土对铁塔基础的影响冻胀冻胀 融沉融沉 不良冻土现象不良冻土现象 冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 冻土的主要工程问题冻土的主要工程问题冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻胀冻胀：冻胀是指在土体冻结过程中由于土中水分冻胀是指在土体冻结过程中由于土中水分冻结而产

16、生土体体积膨胀的现象。冻结而产生土体体积膨胀的现象。在天然条件下在天然条件下,由于土质条件、水份条件、由于土质条件、水份条件、冻结条件等的不同冻结条件等的不同,土体的冻胀将是不均匀的。土体的冻胀将是不均匀的。冻土在冻结过程中会对建筑物产生冻胀力，冻土在冻结过程中会对建筑物产生冻胀力，按其作用方向可分为切向冻胀力和水平冻胀力。按其作用方向可分为切向冻胀力和水平冻胀力。冻胀力的大小与土的粒度成份和含水量有关。冻胀力的大小与土的粒度成份和含水量有关。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究作用于基础上作用于基础上的的冻胀力示意图冻胀力示意图冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土

17、冻拔作用造成的电杆倒塌冻土冻拔作用造成的电杆倒塌冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 不均匀冻胀上拔造成杆塔角钢扭曲冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究被冻胀拔起的灌注桩基础(海-牙220kV N29号塔)冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究2 2、融沉、融沉融沉是指厚层地下冰及高含冰量冻土层，由于埋融沉是指厚层地下冰及高含冰量冻土层，由于埋藏浅，在地温升高或人工活动影响下，发生融化下沉藏浅，在地温升高或人工活动影响下，发生融化下沉的现象。冻土融化时，不仅冰转化为水，相变体积会的现象。冻土融化时，不仅冰转化为水，相变体积会缩小，还会产生孔隙水的消散与排泄。缩

18、小，还会产生孔隙水的消散与排泄。冻土融沉常以热融沉陷和热融滑坍等形式表现，冻土融沉常以热融沉陷和热融滑坍等形式表现，可使铁塔基础发生可使铁塔基础发生不均匀不均匀下沉、倾覆或者破坏。下沉、倾覆或者破坏。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究3 3不良地质现象不良地质现象 由于高海拔、气候寒冷以及高原冻由于高海拔、气候寒冷以及高原冻土地下冰发育、冻融循环作用等导致土地下冰发育、冻融循环作用等导致冻胀丘、冰锥、热融湖塘、热融滑塌冻胀丘、冰锥、热融湖塘、热融滑塌等不良冻土现象广泛分布于输电线路等不良冻土现象广泛分布于输电线路沿线。沿线。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻胀丘是

19、指由于土的差异冻胀作用形成冻胀丘是指由于土的差异冻胀作用形成的丘状土体。冻胀丘是多年冻土存在的指的丘状土体。冻胀丘是多年冻土存在的指示标志。示标志。寒冬季节融化层由上而下和由下而上冻结，寒冬季节融化层由上而下和由下而上冻结，因过水断面缩小，地下水处于承压状态，因过水断面缩小，地下水处于承压状态，同时冻结过程中水向冻结锋面迁移而产生同时冻结过程中水向冻结锋面迁移而产生聚冰，使冻结面向下发展，当地下水的压聚冰，使冻结面向下发展，当地下水的压力和冰层膨胀力大于上覆土层强度时，地力和冰层膨胀力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成冻胀丘。表就发生隆起，便形成冻胀丘。冻土基础施工关键技术研究冻土基础

20、施工关键技术研究冻胀丘冻胀丘冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻胀丘冻胀丘冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 冰椎冰椎 冰丘被鼓破之后，地下水冲出地冰丘被鼓破之后，地下水冲出地面边流边冻形成椎状冰体就是冰椎。面边流边冻形成椎状冰体就是冰椎。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冰椎冰椎冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究热融湖塘热融湖塘 由于天然或人为因素的影响，地表由于天然或人为因素的影响，地表植被遭到破坏，地下冰融化使地表沉植被遭到破坏，地下冰融化使地表沉陷成负地形，并汇积了地表水的洼地陷成负地形，并汇积了地表水的洼地为热融湖塘。为热融湖塘

21、。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究热融湖塘热融湖塘冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究热融滑塌热融滑塌 在多年冻土区坡度为在多年冻土区坡度为3-163-16的缓坡地带，的缓坡地带，多年冻土在热融过程中由于地下冰融化，多年冻土在热融过程中由于地下冰融化，在重力作用下缓慢下滑形成热融滑塌。在重力作用下缓慢下滑形成热融滑塌。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究热融滑塌热融滑塌冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 青藏公路沿线由于人类工程活动影响引发的热融滑塌青藏公路沿线由于人类工程活动影响引发的热融滑塌冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研

22、究5 5 多年冻土区主要基础型式及防冻胀措施多年冻土区主要基础型式及防冻胀措施多年冻土区的设计原则多年冻土区的设计原则 多年冻土区主要基础型式及其适用条件多年冻土区主要基础型式及其适用条件多年冻土区多年冻土区铁塔铁塔基础的主要防基础的主要防护护措施措施冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 多年冻土区工程设计应遵循三大基本原则，多年冻土区工程设计应遵循三大基本原则，即保持冻土地即保持冻土地基冻结状态原则；基冻结状态原则；控制局部融化原则和清除多年冻控制局部融化原则和清除多年冻土原则。土原则。对于输电线路来说，在工程设计中主要采取保持冻土地冻结状对于输电线路来说，在工程设计中主要采取保

23、持冻土地冻结状态的设计原则和按地基土融化状态的设计原则。其中：保持态的设计原则和按地基土融化状态的设计原则。其中：保持冻土地基冻结状态设计原则主要适用于厚层地下冰地段和饱冻土地基冻结状态设计原则主要适用于厚层地下冰地段和饱冰冻土、含土冰层等属于强融沉、融陷的地段，且多年冻土冰冻土、含土冰层等属于强融沉、融陷的地段，且多年冻土年平均地温低于年平均地温低于-1.0-1.0。按地基土融化状态设计原则的地段主要适用按地基土融化状态设计原则的地段主要适用 于基岩地段、融于基岩地段、融区地段、和少冰冻土、多冰冻土等不融沉、弱融沉地段，以区地段、和少冰冻土、多冰冻土等不融沉、弱融沉地段，以及及富冰冻土中地下

24、冰层分布较均匀的粗颗粒土地段。富冰冻土中地下冰层分布较均匀的粗颗粒土地段。多年冻多年冻土年平均地温在土年平均地温在0-1.00-1.0，1 1、多年冻土区的设计原则、多年冻土区的设计原则冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究锥柱基础：主要锥柱基础：主要适适用于低含冰冻土，用于低含冰冻土，当用于当用于富冰冻土富冰冻土地基地基时，时，立柱表面应采取有效的防冻拔措施。立柱表面应采取有效的防冻拔措施。2 2、多年冻土区主要基础型式及其适用条件多年冻土区主要基础型式及其适用条件冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究灌注桩基础：主要用于高温高含冰量极不稳定多年冻土灌注桩基础：主要用于高

25、温高含冰量极不稳定多年冻土，也，也可用于可用于跨河段和其它基础型式无法满足要求的塔位。跨河段和其它基础型式无法满足要求的塔位。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究装配式基础：主要用于低含冰量、弱冻胀的多年冻土装配式基础：主要用于低含冰量、弱冻胀的多年冻土。要求要求交通便利、冬季施工机具能够进场。交通便利、冬季施工机具能够进场。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究掏挖基础：主要用于地质条件较好且掏挖基础：主要用于地质条件较好且易易掏挖成型的冻土，掏挖成型的冻土，不适用于强冻胀冻土。不适用于强冻胀冻土。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究人工挖孔基础：主要适用于

26、季节性冻土和多年冻土人工挖孔基础：主要适用于季节性冻土和多年冻土。要。要求地基的求地基的成孔条件较好。成孔条件较好。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究3、多年冻土区铁塔、多年冻土区铁塔基础的主要防基础的主要防护护施：施：（1）换填换填：采用中砂、粗砂、砾石、卵（碎）石等非冻胀性采用中砂、粗砂、砾石、卵（碎）石等非冻胀性材料材料进行换填进行换填。（2）防冻拔措施：在基础外设置）防冻拔措施：在基础外设置玻璃钢玻璃钢模板模板或润滑油与土工或润滑油与土工布布组合组合等措施，对于强等措施，对于强冻冻胀且存在腐蚀性的地基优先采用玻胀且存在腐蚀性的地基优先采用玻璃钢。璃钢。基坑换填非冻胀材料基

27、坑换填非冻胀材料冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究用于锥柱基础防冻拔的玻璃钢模用于锥柱基础防冻拔的玻璃钢模板冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究热棒：热棒是一种由碳素无缝钢管制成的内热棒：热棒是一种由碳素无缝钢管制成的内装液氨的高效热导装置，热量只能从地面装液氨的高效热导装置，热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在暖季，热棒则停止工作。带走

28、管内热量；在暖季，热棒则停止工作。其独特的冷却地温作用使得热棒将成为本其独特的冷却地温作用使得热棒将成为本工程处理冻土病害、保护冻土的有效措施。工程处理冻土病害、保护冻土的有效措施。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究应用于公路的热棒应用于公路的热棒冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 6 6 多年冻土铁塔基础施工难点及分析多年冻土铁塔基础施工难点及分析 青青藏藏直直流流线线路路工工程程施施工工过过程程中中除除了了遇遇到到与与青青藏藏铁铁路路同同样样的的多多年年冻冻土土、生生

29、态态环环境境脆脆弱弱、高高原原缺氧等难题外，还有本身独特的难题。缺氧等难题外，还有本身独特的难题。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 基坑开挖引起的冻土强烈热扰动问题基坑开挖引起的冻土强烈热扰动问题 1 1、基坑开挖引起的冻土强烈热扰动问题基坑开挖引起的冻土强烈热扰动问题2 2、冻土基冻土基础冬季础冬季施工问题施工问题3 3、施工组织施工组织困困难难问题问题4 4、夏季施工基坑积水问题、夏季施工基坑积水问题冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究基坑开挖引起的冻土强烈热扰动问题：基坑开挖引起的冻土强烈热扰动问题：由于由于铁铁塔基础塔基础是地下工程是地下工程，基础深入冻土基

30、础深入冻土体内，体内，基础开挖会对基础开挖会对多年多年冻土产生强烈的冻土产生强烈的热热扰扰动作用，动作用，改变着多年冻土上部季节融化层的热改变着多年冻土上部季节融化层的热学性质，从而改变了多年冻土的生存环境，使学性质，从而改变了多年冻土的生存环境，使其热稳定性受到扰动，影响上部工程建筑物的其热稳定性受到扰动，影响上部工程建筑物的稳定性。稳定性。因此，施工过程中因此，施工过程中防止冻土热扰动防止冻土热扰动的难度大的难度大，地表环境恢复困难。，地表环境恢复困难。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究土土水水混混凝凝土土热热多年冻土多年冻土多年冻土多年冻土 冻土扰动后果冻土扰动后果公路开挖

31、取土后引起的热融公路开挖取土后引起的热融滑塌滑塌冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土扰动后果冻土扰动后果公路养路取土引发的热融滑塌，公路养路取土引发的热融滑塌，40年未见稳定年未见稳定冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土扰动后果冻土扰动后果临时行车道临时行车道 压死植被后形成带状塌陷裸露地压死植被后形成带状塌陷裸露地冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究2 2、冻土、冻土基础施工基础施工季节选择问题季节选择问题与青藏铁路不同的是，本工程多年冻土与青藏铁路不同的是，本工程多年冻土区的大部分基础不得不选择在冬季施工。区的大部分基础不得不选择在冬季施工。夏季

32、施工对冻土的热扰动大，基坑成夏季施工对冻土的热扰动大，基坑成型困难，而且常常会发生基坑积水、坑壁坍型困难，而且常常会发生基坑积水、坑壁坍塌等问题。塌等问题。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 为了减少对冻土的热扰动和施工便利，为了减少对冻土的热扰动和施工便利，一些塔位不得不选择冬季施工一些塔位不得不选择冬季施工。即在建立即在建立健康与安保系统的情况下健康与安保系统的情况下,对于一些高含冰对于一些高含冰量冻土区、沼泽湿地等地段量冻土区、沼泽湿地等地段,夏季施工由于夏季施工由于机械、地表水分等热扰动会对冻土稳定性机械、地表水分等热扰动会对冻土稳定性造成较大影响、以及机械无法安排施工等

33、造成较大影响、以及机械无法安排施工等地点可考虑在冬季施工。地点可考虑在冬季施工。但但冬季施工冬季施工又面临着又面临着施工过程中的混施工过程中的混凝土质量保证、回填料的质量控制和人员凝土质量保证、回填料的质量控制和人员的安全保障等问题的安全保障等问题冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究夏季施工冻土基坑成型困难夏季施工冻土基坑成型困难冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究夏季施工冻土基坑积水严重夏季施工冻土基坑积水严重冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 夏季施工冻土基坑坍塌严重夏季施工冻土基坑坍塌严重冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冬季施工冻土基

34、坑成型好冬季施工冻土基坑成型好冻土冻结状态人工开挖成孔冻土冻结状态人工开挖成孔冻土冻结状态人工开挖冻土冻结状态人工开挖基坑基坑冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究多年冻土多年冻土 施工过程影响剧烈多年冻土多年冻土水水水水冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究3 3、施工组织施工组织困困难难问题问题 输电线路为点线工程，本工程地输电线路为点线工程，本工程地处高原地区，高寒缺氧，施工工效低，处高原地区，高寒缺氧，施工工效低，施工人员及设备组织困难。施工人员及设备组织困难。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究4、夏季施工的积水问题(1)(1)基坑积水主要为冻结层上水

35、，其次为冻结层冰的融基坑积水主要为冻结层上水，其次为冻结层冰的融化水。冻结层上水以大气降水补给为主，以悬挂式渗化水。冻结层上水以大气降水补给为主，以悬挂式渗水的形式排入基坑，流量多小于水的形式排入基坑，流量多小于0.5L0.5L 。(2)(2)基坑积水如果不及时排出，不仅会造成施工困难，基坑积水如果不及时排出，不仅会造成施工困难，而且会造成坑壁地方坍塌和冻土层强烈的热扰动。而且会造成坑壁地方坍塌和冻土层强烈的热扰动。(3)(3)基坑地下水的处理有主动措施和被动措施两类基坑地下水的处理有主动措施和被动措施两类冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究主动措施：主动措施：主要有主要有(1)(

36、1)坑周截水措施，包括防坑周截水措施，包括防治帷幕、截水槽和截水钢筒或钢板。治帷幕、截水槽和截水钢筒或钢板。(2)(2)降水措施，包括坑周抽水井和降水措施，包括坑周抽水井和井点排水。井点排水。(3)(3)冻结措施，包括天然冻结措施，包括天然冻结和人工冻结冻结和人工冻结。被动措施：抽水被动措施：抽水 冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究钢筒护壁配合抽水钢筒护壁配合抽水 钢筒加混凝土护壁配合抽水钢筒加混凝土护壁配合抽水冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究7 7 冻土基础施工主要关键技术及注意事项冻土基础施工主要关键技术及注意事项7.1 7.1 冻土既是一种环境也是一种介质材

37、料，因此冻土既是一种环境也是一种介质材料，因此 多年冻土多年冻土区施工要牢记区施工要牢记“加强保护减少扰动加强保护减少扰动”的原则。的原则。7.2 7.2 应合理安排施工季节和时间，缩短基坑暴露时间，减少应合理安排施工季节和时间，缩短基坑暴露时间，减少对冻土的扰动。基坑开挖前应作好充分准备，基坑开挖成对冻土的扰动。基坑开挖前应作好充分准备，基坑开挖成型后及时进行混凝土浇筑和基坑回填，快速完成基础施工型后及时进行混凝土浇筑和基坑回填，快速完成基础施工7.3 7.3 严格控制冻土基础回填质量，回填土应以粗颗粒为主，严格控制冻土基础回填质量，回填土应以粗颗粒为主，不得将开挖的冻土冰体直接回填。不得将

38、开挖的冻土冰体直接回填。7.4 7.4 加强现场地质工代，特别是多年冻土区一些重要塔位如加强现场地质工代，特别是多年冻土区一些重要塔位如转角塔和耐张塔，基坑开挖后要有地质编录，防止因冻土转角塔和耐张塔，基坑开挖后要有地质编录，防止因冻土鉴别和处理不当留下工程隐患。鉴别和处理不当留下工程隐患。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究7.5 7.5 基础工程施工完成后，塔基地表要做好排水，基础工程施工完成后，塔基地表要做好排水，不得有积水坑。不得有积水坑。7.6 7.6 施工期间加强环保水保工作，减少对周围环境施工期间加强环保水保工作，减少对周围环境的热扰动，防止诱发次生冻土地质灾害对环境

39、的的热扰动，防止诱发次生冻土地质灾害对环境的破坏和对塔基稳定的影响。破坏和对塔基稳定的影响。7.7 7.7 按保持冻结原则设计的基础，摸清规律掌握好按保持冻结原则设计的基础，摸清规律掌握好开挖的时机与时间，在人工开挖的条件下，对厚开挖的时机与时间，在人工开挖的条件下，对厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在天气较为寒冷的季节施工。挖尽量在天气较为寒冷的季节施工。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究7.8 7.8 按容许融化原则设计的基础，设计要求进行基按容许融化原则设计的基础，设计要求进行基底换填的按设计进行换填，设计未要求的

40、，铺设底换填的按设计进行换填，设计未要求的，铺设厚不小于厚不小于40cm40cm的碎石垫层。对于在暖季施工融化的碎石垫层。对于在暖季施工融化地下水比较多的基坑，需要采取抽水排水措施，地下水比较多的基坑，需要采取抽水排水措施，为防止坑壁坍塌应采取挡土板、钢筒或混凝土护为防止坑壁坍塌应采取挡土板、钢筒或混凝土护壁措施。壁措施。7.9 7.9 冻土地区浅基础基坑一般采用机械和人工相结冻土地区浅基础基坑一般采用机械和人工相结合方式进行开挖，部分地区也可采用爆破的方式合方式进行开挖，部分地区也可采用爆破的方式开挖，爆破作业采用松动爆破或预裂爆破（药量开挖，爆破作业采用松动爆破或预裂爆破（药量按冻土爆破设

41、计原则控制）。基坑从开挖到下桩按冻土爆破设计原则控制）。基坑从开挖到下桩（浇制）要连续，必须突出（浇制）要连续，必须突出“快快”字字7.107.10桩基础开挖视地质情况采取人工掏挖和机械旋桩基础开挖视地质情况采取人工掏挖和机械旋挖相结合的方式。挖相结合的方式。7.11 7.11 当进入寒季或冬季时必须按照冬季施工措施和当进入寒季或冬季时必须按照冬季施工措施和负温混凝土措施严格执行。负温混凝土措施严格执行。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 旋挖转机开挖基坑旋挖转机开挖基坑风镐基坑开挖风镐基坑开挖 冻土冻结状态人工开挖成孔冻土冻结状态人工开挖成孔采取混凝土护壁加钢采取混凝土护壁加钢

42、筒护壁及抽水措施筒护壁及抽水措施冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 基坑在出水后开挖采取的措施：基坑在出水后开挖采取的措施：基坑在出水后开挖采取的措施：基坑在出水后开挖采取的措施：钢筒护壁措施钢筒护壁措施 钢筒加混凝土护壁措施钢筒加混凝土护壁措施护壁加抽水设备护壁加抽水设备钢筒护壁加抽水设备钢筒护壁加抽水设备冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 混凝土护壁加抽水设备混凝土护壁加抽水设备混凝土沉井护壁混凝土沉井护壁冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究负温混凝土浇筑负温混凝土浇筑负温混凝土浇筑负温混凝土浇筑：现场加热水现场加热水热棒安装热棒安装现浇大开挖基础现

43、浇大开挖基础 钢筒护壁配合抽水设备钢筒护壁配合抽水设备冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 8 装配式基础加工及安装施工工艺装配式基础加工及安装施工工艺冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 装配式基础：装配式基础：7 79 9月份做月份做好预制基础的好预制基础的集中集中加工，加工，等地基上冻后进行工地运等地基上冻后进行工地运输和现场输和现场安装安装施工，预制施工，预制基础现场开挖主要采用机基础现场开挖主要采用机械开挖的形式，基础吊装械开挖的形式，基础吊装采用机械吊装方式。预制采用机械吊装方式。预制装配式基础安装程序：装配式基础安装程序：底梁吊装底梁吊装 底梁找正底梁找正

44、 地板吊装与找正地板吊装与找正 立柱安装立柱安装 冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究施工准备施工准备模板加工模板加工钢筋与模板组合安装钢筋与模板组合安装混凝土浇筑混凝土浇筑 预制制作预制制作混凝土养护混凝土养护预制成品质量验收预制成品质量验收基础工程验收基础工程验收预制基础现场安装预制基础现场安装钢筋加工钢筋加工预制装配式基础主要在西北地预制装配式基础主要在西北地区应用较为广泛，其施工工艺区应用较为广泛，其施工工艺流程一般为：流程一般为：图：预制装配式基础施工工艺流程图图：预制装配式基础施工工艺流程图冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础

45、施工关键技术研究装配式预制基础基础立柱钢筋装配式预制基础基础立柱钢筋装配式预制基础立柱、底盘和地脚螺栓冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究装配式预制基础基础立柱钢筋装配式预制基础基础立柱钢筋装配式预制基础基础立柱钢筋焊接装配式预制基础基础立柱钢筋焊接冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 装配式预制基础装配式预制基础 基础底盘钢筋基础底盘钢筋冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究地梁钢筋地梁钢筋1 1地梁钢筋地梁钢筋2 2冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究底底 梁梁 吊吊 装装底底 梁梁 找找 正正冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究底

46、板吊装过程底板吊装过程冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究利用水平尺利用水平尺利用水平尺利用水平尺调调调调整底板，保整底板，保整底板，保整底板，保证证证证其起吊水平其起吊水平其起吊水平其起吊水平冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究吊装完成的半边底板吊装完成的半边底板涂抹黄油保护螺杆丝扣冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究组合完成的整体底板组合完成的整体底板冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究 立柱的安装立柱的安装 采用加工的采用加工的专用吊板，使立柱起吊专用吊板，使立柱起吊保持平稳、垂直，保证保持平稳、垂直，保证立柱法兰盘与底板法兰立柱法兰盘与底

47、板法兰螺栓的顺利连接。连接螺栓的顺利连接。连接前应注意立柱地脚螺栓前应注意立柱地脚螺栓的方向，确保地脚螺栓的方向，确保地脚螺栓的对角线与基础对角线的对角线与基础对角线一致。立柱法兰盘套入一致。立柱法兰盘套入螺栓后带上螺帽，先不螺栓后带上螺帽，先不予紧固，用经纬仪测量予紧固，用经纬仪测量基础根开、高差、立柱基础根开、高差、立柱倾斜值等是否满足技术倾斜值等是否满足技术要求，再进行螺栓紧固。要求，再进行螺栓紧固。立立立立 柱柱柱柱 吊吊吊吊 装装装装冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究立柱法兰螺栓安装立柱法兰螺栓安装冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究

48、冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究9 结束语结束语 通过冻土基础施工关键技术的研究，填通过冻土基础施工关键技术的研究，填补了我国在高海拔、多年冻土地区输变电补了我国在高海拔、多年冻土地区输变电工程建设的空白，为以后类似的高海拔工工程建设的空白，为以后类似的高海拔工程积累了施工经验。但多年冻土施工仍是程积累了施工经验。但多年冻土施工仍是一个新领域、新课题一个新领域、新课题,对它们的认识有一个对它们的认识有一个逐步加深的过程逐步加深的过程,我们一而需要根据基础在我们一而需要根据基础在经过一个冻融循环后的情况还需要做进一经过一个冻融循环后的情况还需要做进一步的深

49、入研究。步的深入研究。冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究谢谢 谢谢 大大 家！家！冻土基础施工关键技术研究冻土基础施工关键技术研究进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着一把，忽闪忽闪个不停

50、，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？你看热的

51、，跑什么？”此时这把蒲扇，此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅长的时间隧道，袅结束