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铁路路基沉降检测论文

发布时间:2024-07-02 07:34:47

铁路路基沉降检测论文

路基路面病害科学检测与养护措施论文

摘要 :首先介绍了高速公路路基路面普遍的病害。随后就高速公路路基路面病害问题的检测技术展开探讨,包括检测原则、选择检测技术、检测技术种类。重点分析了高速公路路面路基病害的预防养护措施,如路基、路面早期病害的原因和表现以及高速公路预防和养护措施。结论证实,要运用科学的检测技术,在高速公路施工结束早期及早检测出存在的病害问题,找出问题并进行及时的预防养护,保证高速公路施工符合建设要求。

关键词 :高速公路;路基路面病害;科学检测;预防养护

1高速公路路基路面普遍的病害

车辙损害

车辙损害是高速公路路面常见的病害情况,主要特点是路面具有明显的车辙痕迹,还有的发生明显的凹陷,导致发生车辙损害的原因有两个。第一是路面材料不耐高温,在夏季日晒情况下路面会变软,从而导致车辙出现。第二原因是车辆超载,当车辆载荷过大超出路基承载范围,就会发生路面沉降,导致车辙出现。

结构性破坏

高速公路发生结构破坏具有多种表现,包括网状裂纹、横裂纹等种类。引发高速公路出现结构破坏的原因非常多,可以总结为三种。一是高速公路受到外部水体侵蚀,对材料结构造成破坏,引发结构破坏。二是路面防水层性能比较低,不能起到很好的防水效果,雨水冲刷后破坏了公路结构。三是没有很好的养护管理,外界温度会影响混凝土收缩变化,最终导致裂缝出现。

沉降不均

高速公路建设中非常容易出现沉降不均,这个问题很难处理。导致沉降不均的原因非常多。施工方面的因素是,路基碾压施工不够合理,没有达到设计标准。此外,路基施工材料填筑不合格,压缩系数及路基设计都有偏差,这样都引发了沉降出现。施工以外的因素包括,没有勘察好施工地质条件,导致发生沉降隐患。

2高速公路路基路面病害问题的检测技术

检测原则

对高速公路定期检测可以全面了解公路的情况,做好公路的全面诊断。为了全方面检测公路病害情况,要制定科学化的检测流程,进行科学化的检测,才能获得准确的检测结果并制定出相应的解决方法。及时检测路基路面的病害问题,可以促进高速公路的使用和发展。检测时,要遵循相关的原则开展,主要有:一,确保检测结果准确无误。对病害进行检测是为了及时发现高速公路路基路面存在的不同质量问题,尽快消除隐患,提高高速公路安全性。二,确保检测高效。检测病害问题时,一般是在公路施工结束后进行,还有的在正式运营后。当公路通车运营后,进行病害检测会对正常交通造成影响,所以需要提高检测工作的效率,可以在短时间内就完成工作,恢复正常运营。三,要确保病害检测具有经济性。经济性指的是,在一定成本下,能够进行高质量的检测,避免浪费。四,要遵循针对性检测原则。在高速公路路基路面进行全面检测的同时,还要做好针对性的检测。检测过程中有针对性和目的性,既可以缩短公路检测时间,又可以节省公路检测中的人力和物力。因此遵照针对性原则,可以显著提升检测效率,还能做到有针对性。比如在卡车经常路过的路段进行针对性检测,可以及时发现由于重载负荷引起的路基路面病害,这就要配合交警部门严格查处违法超载车辆,由于连年超载会导致高速公路发生严重损害,必须技术加以维护。

选择检测技术

对高速公路路基路面病害检测要运用多种检测技术,在不同条件下,选择的检测技术是各不相同的。所以,要针对高速公路具体的病害问题,采取恰当的检测技术。当路面发生病害不会影响到正常交通的时候,可以采用无损检测全面检查路面,一旦发现问题要及时处理。如果高速公路路面发生大面积损害,首先要采用无损检测技术,但如果不能达到检测效果,就要采用破坏性的检测技术。例如,对路面网状裂缝进行检测时,因为其是受到外界很大的`载荷,对周围环境和交通都会造成很大影响。在这种条件下,就要选择使用破坏性的检测方法,通常采用钻芯取样。当路面遭受的破坏比较大,对交通造成影响时,只能挖除路面,检测路基的情况,才能发现病害原因。

检测技术种类

检测高速公路路基路面病害是一个重要工作,检测内容主要有弯沉检测、平整度检测、摩擦系数检测、路面破损检测和裂缝检测等。用于检测的技术主要包括:雷达探地检测技术、声波检测技术、EH-4连续电导率检测和可控源高分辨地震波检测等。弯沉检测指的是对路基路面出现的沉降和沉降引发的弯曲情况进行检测。平整度检测是对路面平整情况进行检测,它关系到车辆行驶的舒适度。裂缝检测指的是检测路面裂缝引发的原因。以上的检测技术,它们的检测原理是非常不同的,例如雷达探地检测法使用雷达检测路面存在的缺陷;声波探测法通过发出声波对路面病害进行检测。针对不同病害形式,要根据不同表现采取相应的检测,从而保证检测结果的准确和高效。

3高速公路路面路基病害的预防养护措施

路基早期病害的原因和表现

路基是高速公路重要构成部分,一旦路基出现病害会直接影响到公路的整体质量,造成严重的后果。根据调查,路基早期病害表现有非常多类型,会引发行车的安全事故。首先,路基压实度不够高。这会导致路面沉降和路基发生破坏的连锁反应,特别是纵向压实度不够高,路面会出现纵向裂纹。其次经常存在桥头跳车的情况。桥头跳车的出现原因是,由于地基沉降不均匀,使得桥面和路面连接缝位置有了高度差,当车辆通过此高度差的时候就会出现跳车的情况。最后是水破坏问题。水破坏会使路基发生损坏,导致路基质量下降。在一些路段,由于地理的原因,水的流速非常大,会对路基材料进行冲刷,还有的会出现洪水冲刷路基。

路面早期病害的表现

和路基的问题相比,路面具有更加多样的问题。路面早期的病害包括变形破坏、沉降破坏和松散破坏等问题。这些不同的病害相互间既有不同之处,也有内在的联系。针对变形破坏和沉降破坏,这两种病害的表现特点是一样的,还有的时候沉降破坏会导致变形破坏。松散破坏的原因是施工导致的问题,当车辆碾压后,会发生松散破坏,造成车辙、裂纹等问题。

高速公路预防和养护措施

不管是路基病害还是路面病害,当发生早期病害的时候,要及时开展预防养护措施,从而尽快消除问题,确保高速公路施工质量。进行路面预防养护时,先要翻修破损的路面,进行翻修后使公路能够符合通行的要求。比如某地的部分高速公路,在2016年翻修过一次,增强了整体道路质量。另外还要修补破坏不严重的路面。在某个高速路段,落石砸在了路面上,对部分路段造成了不同程度的损害,采用混凝土修补后,使路面满足了高速公路的设计要求。最后,还要对路面裂缝进行处理。当路面出现裂缝时,要找出裂缝的原因,制定针对裂缝的解决对策。比如,当裂缝宽度在2mm以下时,可以使用灌浆法,使用环氧树脂进行填补。一旦裂缝在10mm以上就要进行开挖,安置钢筋架,把环氧树脂灌注在里面,最后使用混凝土抹平。路基预防养护措施为,先要增强桩基,特别是桥梁部分的桩基,采用有效的桩基施工,避免造成沉降。另外,还要加强路基碾压施工,合理制定碾压次数,进行均匀碾压、多次碾压,保证路基材料密实度符合要求,最终保证高速公路在使用过程中不会发生沉降。

4结语

高速公路在施工中,路基路面是重点和难点部分,在施工刚结束的早期阶段,极易存在很多病害问题,比如裂纹、车辙和沉降等问题。这些病害虽然在一段时间内不能影响到整体高速公路的使用性能,但是会大大降低局部路段的行车安全和质量。所以要运用科学的检测技术,在高速公路施工结束早期及早检测出存在的病害问题,及时找出问题并进行及时的预防养护,保证高速公路施工符合建设要求。

参考文献:

[1]张喆,席进.复工续建高速公路路基路面特殊问题及其处理措施研究[J].工程与建设,2014(4):531-532,547.

[2]张通贤.公路路基路面早期病害检测及处治技术[J].交通世界(建养机械),2014(8):114-115.

[3]刘海燕.高速公路路基路面病害检测技术的合理选择[J].科技创新与应用,2013(31):197

[4]郭豪.高速公路路基路面病害的科学检测及预防养护[J].山西建筑,2015(30):140-142.

[5]何光兵.高速公路沥青路面预防性养护研究[D].西安:长安大学,2012.

[6]鲍晓军.高速公路路基路面病害科学检测与预防养护研究[D].长沙:长沙理工大学,2008.

一说到铁路路基沉降监测,相关建筑人士还是比较陌生的,铁路路基沉降监测的基本概况是什么?以下是中达咨询为建筑人士路基监测基本内容,具体内容如下:建筑网通过本网站建筑知识专栏的知识整理,梳理相关建筑施工企业的路基施工检测基本概况:中达咨询通过相关资料的整理,一般铁路路基沉降监测的阶段内容如下:第一阶段:路基填筑期间的监测,主要监测路基填筑期间地基沉降及路堤坡脚边桩位移,控制填筑速率;第二阶段:路基填筑完成后,自然沉落期及堆载预压期的变形监测,直到工后沉降分析可满足轨道铺设要求为止。利用实测数据推算最终沉降量目前使用较多的有修正双曲线法、三点法等,根据工点具体情况,视拟合程度的优劣,选择与工程实际情况较为吻合或接近的方法推算最终沉降量、工后沉降量及沉降速率;第三阶段:铺设轨道施工期间的监测;第四阶段:铺设轨道后及试运营期的监测。小编总结以上铁路路基沉降检测的基本情况,相关很多人员对沉降都有一定的了解了。更多关于标书代写制作,提升中标率,点击底部客服免费咨询。

高速铁路路基检测论文

国内外高铁现状以及高铁特点简介1964年,日本建成世界上第一条高速铁路——东海道新干线,并以时速210km/h投入商业运营。由于修建高速铁路可以带来巨大的社会经济效益,高速铁路的辉煌业绩深受世人瞩目,法国也及时发展了独具特色的可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品TGA高速技术,并在1981年率先建成西欧第一条高速铁路。从此TGV一直牢牢占据高速轮轨的速度桂冠,目前的纪录是2007年创下的 公里/小时。欧洲有关部门做出的长远规划是到2015年,全欧高铁铁路总长达到3万公里,其中新建段9100公里,约占30%。 紧接日法之后,德国、意大利、西班牙等都相继修建了高速铁路。并且德国研制独自的ICE(Intercity-Express)机车,美国研制了具有美国特色的Acela。从1972年以后,又相继出现了磁悬浮和摆式列车,而其中的摆式列车由于其性价比较高,有可能是一种在大规模成熟铁路网基础上完成提速的高速铁路技术。 我国的高速铁路研发及建设均起步较晚,但是我国高速铁路建设近几年的发展速度有目共睹,从2008年8月1日我国第一条具有完全自主知识产权的高速铁路——京津城际铁路开通运营,到之后的武广高速铁路、郑西铁路等高速铁路的开工建设及投入运营,我国高铁建设一直得到国家大力的政策支持与资金投入。特别是在过去两年,我国多项高铁建设项目开工并建成投产,宁波~台州~温州、温州~福州、福州~厦门等客运专线相继建成通车,特别是世界上里程最长、时速350公里、全长公里的武广高速铁路开通运营,成为中国高速铁路的又一里程碑。 高速铁路在不长的时期内之所以能取得如此的发展势头,根本原因是基于轮轨系的高速技术充分发挥了既先进又实用的特点,特别是在中长距离的交通中的独特优势。实践表明,高速铁路已是当代科学技术进步与经济发展的象征。高速铁路虽然源于传统铁路,但借助于多项高新技术已全面突破常规铁路的概念,已形成一种能与既有路网兼容的新型交通系统。同时高铁还具有一些其他列车无法比拟的优点:(1)输送能力大:目前各国的高速铁路几乎都能满足最小行车间隔4分钟及其以下(日本可达3分钟)的要求。(2)速度快:法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运行时速分别达到了300公里、300公里、280公里、270公里和250公里。如果作进一步改善,运行时速可以达到350~400公里。(3)安全性好:高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。(4)受气候变化影响小,正确率高:高速铁路全部采用自动化控制,可以全天候运营,除非发生地震。由于高速铁路系统设备的可靠性和较高的运输组织水平,可以做到旅客列车极高的正点率。(5)方便快捷:高速铁路一般每4分钟发出一列车,日本在旅客高峰时每3分半钟发出一列客车,旅客基本上可以做到随到随走,不需要候车。(6)能源消耗低:如果以“人/公里”单位能耗来进行比较的话。高速铁路为1,则小轿车为5,大客车为2,飞机为7。(7)环境影响好(8)经济效益好:高速铁路投入运行以来,倍受旅客青睐,其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金,自1985年以后,每年纯利润达2000亿日元。德国ICE城市间高速列车每年纯利润达亿马克。法国TGV年纯利润达亿法郎。

高速铁路混凝土常见问题及对策论文

摘要: 混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,混凝土施工中出现的质量问题有共性的,还有由于结构特殊性而存在的个性问题。如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。

关键词: 铁路;混凝土;含气量;隧道

混凝土工程在铁路工程中占有很大比重,由于铁路建设标准高、技术要求高、质量目标高,因此,混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都应充分重视,特别施工过程中必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。

1共性质量问题及对策

混凝土离析、泌水

铁路混凝土离析、泌水比较常见,其直接后果是混凝土可泵性差,难以振捣密实,对混凝土外观及实体质量影响较大。

混凝土离析、泌水的原因有以下几方面:

(1)水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料及减水剂、防腐剂等外加剂质量波动较大,导致胶凝材料与外加剂的适应性变差。

(2)粗、细骨料粒形变差,特别是针片状颗粒增多乱旦,细骨料细度模数增大10%以上,混凝土问题更加明显。

(3)粗、细骨料含水率变化大,没有按要求正确换算施工配合比,混凝土单方用水量偏大。

(4)混凝土净搅拌时间不足90s-120s,搅拌机拌合叶片上残余混凝土没有及时清理,导致混凝土搅拌不均匀,减水剂性能没有充分发挥。搅拌设备计量偏差大,没有按施工配合比生产混凝土。

(5)混哗激扰凝土运输中没有转动运输罐,有二次加水现象。

预防及处理措施:

(1)严格控制原材料进场质量,不合要求的原材料禁止进场使用。重点了解掌握粉煤灰、减水剂等原材料的质量特性,含品质指标、质量波动情况。对质量波动大的除按要求做好品质质量检测外,还应每批对减水剂与胶凝材料相互进行适应性验证检测,对适应性差的不应生产混凝土,最好对减水剂予以调整或退换胶凝材料。

(2)对由于骨料原因引起的混凝土离析、泌水的,可通过增加砂率,调整粗骨料各级比例,增加胶凝材料用量等方法解决。实践证明砂率增加3%,粗骨料比例调整,胶凝材料总量在耐久性要求的允许范围内增加对混凝土结构实体强度、耐久性及长期性影响较小。

(3)对粗、细骨料均化处理,避免含水率变化过大。并勤测含水率,及时调整施工配合比。保持混凝土施工用水量与理论配合比相差不宜超过5kg/m3。

(4)定期检查、维护、保养搅拌设备,严格执行混凝土生产管理程序。

(5)加强混凝土运输过程管控,运输车中积水应倾倒干净,不得二次加水。

混凝土坍落度、含气量损失大

混凝土坍落度、含气量损失大也是非常棘手的`问题,如果处理不当,混凝土将无法铅渣正常浇注施工,硬化混凝土质量也无法保证。混凝土坍落度、含气量损失大的原因如下:

(1)原材料中粉煤灰吸附性强、水泥C3A含量高、减水剂(含引气剂)保坍保气性能差,粗、细骨料含泥量高。

(2)胶凝材料、骨料温度高,环境温度高,使混凝土中水分蒸发加大加快,从而导致混凝土坍落度、含气量损失大。

(3)施工组织不当,混凝土运输及浇注等待时间过长也是导致混凝土坍落度、含气量损失大的重要原因之一。

预防及处理措施:

(1)避免使用磨细粉煤灰及高C3A含量水泥,减水剂保坍保气性能应满足工程需求,粗、细骨料含泥量应符合标准要求。当胶凝材料、骨料性能难以改变时,应匹配合适的减水剂。并根据原材料性能、混凝土运距、浇注方式、环境气候条件等设计适宜的混凝土配合比,室内配合比设计相关试验指标必须符合设计要求。

(2)高温季节做好胶凝材料储备,避免使用高温胶凝材料,对粗、细骨料洒水降温处理,使用低温地下水,错开高温时段施工。

(3)强化施工组织,混凝土拌合站与浇注现场应加强沟通协调,杜绝混凝土运输及等待浇注时间过长。

(4)未雨绸缪,混凝土在搅拌站拌合生产时,根据实际情况(运距、气温、浇注时长等)将混凝土坍落度较设计增大5%-10%,可通过增加减水剂掺量解决。

(5)一旦混凝土出现坍落度、含气量损失过大,无法满足浇注施工,而废弃处理成本损失又较大时,可采取如下处理措施:①在现场混凝土入泵口(泵送设备搅拌锅中)采用雾化装置均匀加入减水剂,严禁加水。②将混凝土运回搅拌站,按照理论配合比相同的掺合料掺量、水胶比二次加入混凝土车中剩余混凝土浆体总量3%-5%的浆体,加入浆体的同时应高速搅拌罐车直至混凝土均匀。如还不能满足要求,再加入减水剂。③对二次处理后的混凝土浇注部位,应做好详细记录,并增加检查试件数量,及时对混凝土实体质量进行验证。

实践证明,混凝土二次处理中,增加5%的胶凝材料浆体和的减水剂掺量对混凝土实体质量影响较小。

混凝土含气量不符合要求

因结构耐久性要求,《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010对混凝土含气量做了明确的规定,见表1。

在施工现场混凝土含气量不符合要求的也屡见不鲜,但大多数人都没有引起足够重视,更谈不上如何去应对处理。实际上含气量是混凝土拌合物性能中重要指标之一,其对混凝土的浇注、力学、耐久及长期性影响较大,如处理不当会留下质量隐患。

混凝土含气量不符合要求的原因分析如下:

(1)粉煤灰质量波动大,玻璃珠颗粒数量及形态变化都可导致含气量的变化。水泥质量波动大,引气剂质量差,减水剂与胶凝材料适应性差。

(2)粗、细骨料含泥量、粉尘含量高,颗粒级配变化大。

(3)混凝土拌合物坍落度控制不严,与设计范围值偏差过大。

预防及处理措施:

(1)对重要结构如梁体、轨道板等混凝土正式生产前,应采用现场原材料进行试拌,实测混凝土拌合物的含气量及经时损失,不符合要求的应调整外加剂组分。

(2)随时关注粗、细骨料含泥量、粉尘含量及级配变化情况,对变化幅度大的应及时调整混凝土配合比,如增减减水剂掺量等。

(3)严格按设计要求控制混凝土坍落度。

(4)实践证明,实际施工中混凝土含气量低于最低限值1%,梁体、轨道板混凝土含气量在对施工浇注及工程质量影响较小。

混凝土粘稠、内聚力大

混凝土粘稠、内聚力大在施工现场也较常见,其直观症状可通过坍落度试验表征出来,即混凝土铲装困难,坍落度桶提起后混凝土流动缓慢,20s-30s才能静止(正常状态混凝土5s-10s后静止即可量测坍落度及扩展度),并且混凝土可塑性差,呈粘底状。此类混凝土虽然拌合物性能指标符合要求,但其可泵性较差,容易堵管,不易振捣,对工程质量及进度影响较大。

混凝土粘稠、内聚力大的原因有以下几点:

(1)粗、细骨料含泥量、粉尘含量大,使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料适应性差。

(2)胶凝材料用量大,砂率大,水胶比低。

(3)混凝土含气量低,坍落度低。

预防及处理措施:

(1)严格控制粗、细骨料含泥量及粉尘含量,尽量不使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料应匹配使用。

(2)在满足混凝土性能的基础上,尽量降低胶凝材料用量和水泥用量。混凝土砂率应合理,避免盲目选用低水胶比。

(3)在允许范围内通过调整减水剂来增加混凝土含气量及坍落度,以减轻混凝土粘稠、内聚力大的症状。

(4)调整粗、细骨料的级配比例,降低粒形差颗粒含量。

2个性质量问题及对策

由于结构部位的特殊性,如按常规来控制生产混凝土,其工程实体质量不一定满足要求。下面对隧道初支、二衬拱顶混凝土予以总结。

隧道初支混凝土

现今隧道初支湿喷工艺已普遍推广应用,但其回弹量大、早期强度(特别是1天强度)低、功效低一直困扰着我们,导致很多单位继续使用干喷工艺。分析其原因有以下几方面:

(1)液体速凝剂与减水剂适应性差,混凝土凝结时间长。

(2)混凝土坍落度较大,大部分160mm以上。二次加水现象较多。

(3)配合比设计不当,混凝土细料偏少。

(4)速凝剂用量不准确,风管风压不合适等。

(5)操作工人技术水平不高,喷射角度、距离、顺序把握不当。

预防及处理措施:

(1)避免使用缓凝型减水剂,速凝剂应与减水剂相容性良好。

(2)严格控制混凝土坍落度不宜超过160mm,不得现场二次加水。

(3)设计合理的配合比,混凝土细料(小于5mm颗粒)质量不少于材料总量的55%—60%。添加增强增韧复合型掺合料。

(4)确保喷浆设备正常工作,速凝剂计量、风管风压等满足要求。

(5)使用熟练操作工人并及时总结改进。

隧道二衬拱顶混凝土

对已建和在建铁路隧道二衬无损检测质量统计发现,有近30%隧道二衬拱顶出现混凝土不密实、脱空等质量缺陷,给隧道缺陷整治和交验带来了不少麻烦。究其原因,有施工工艺方面,也有混凝土质量方面的。对于混凝土质量方面的有以下几点:

(1)在拱顶混凝土灌注过程中,盲目加大混凝土坍落度,导致混凝土匀质性变差,浆体流失,混凝土收缩变形大。

(2)坍落度偏小,无法满足“冲顶”及混凝土自密实的需求。

(3)“冲顶”时混凝土供应不连续,间隔时间长,没有一气呵成。

(4)混凝土泵车压力不足,泵送困难。

预防及处理措施:

(1)在二衬“冲顶”时,宜适当调整混凝土施工配合比,增加1%-2%砂率,必要时增加3%-5%的胶凝材料,增加坍落度10mm-20mm,使混凝土匀质性及自密实性能良好。

(2)搅拌站混凝土生产供应应连续,避免“冲顶”时出现断料现象。

(3)确保混凝土泵车等设备正常工作。

路基边坡防护骨架混凝土

路基边坡防护骨架混凝土施工质量控制一直是个薄弱环节,有不少混凝土存在裂纹、蜂窝麻面、不密实甚至空洞等质量缺陷。原因有两方面,一是管理及施工人员思想意识上没有引起重视,没有把边坡防护当作主体工程来施工。二是施工工艺存在一些问题。关于施工工艺方面的有以下问题:

(1)混凝土坍落度偏大,导致混凝土在振动力的作用下易溜坍,不易定型。

(2)没有分层浇注或层厚偏大。

(3)模板安装质量不符合要求,接缝不严实。

(4)基底处理不到位,混凝土由于基底不密实而产生沉降裂纹。

预防及处理措施:

(1)提高管理及施工人员的质量意识,要形成铁路工程没有主体与附属之分的理念。

(2)严格控制混凝土拌合物质量,坍落度不宜大于140mm,初凝时间不宜大于4h。

(3)混凝土层厚不宜大于15cm,由下至上分层循环浇注。

(4)确保模板安装质量满足要求,接缝应严实。

(5)处理好基底,不得有虚碴层,保证其密实。

3结语

混凝土质量问题特别是拌合物性能问题,一直是施工现场需要面对和及时解决的。而影响混凝土拌合物性能的因素很多,也很复杂,有原材料、配合比方面的,也有施工工艺控制和试验检测及施工技术管理方面的,广大工程技术人员应不断学习总结,努力提高现场解决问题和保证工程质量的能力。

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路基工程论文

路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物,是铁路和公路的基础,路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。下面是关于路基工程论文的内容,欢迎阅读!

[摘 要] 路基是公路的主要组成部分,强度高、稳定性和耐久性良好的路基将成为路面结构的良好支承体系,有利于提高路面整体强度和使用性能,延长路面使用寿命,同时,还可以降低路面工程造价和公路养护维修费用。

[关键词] 路基 施工 填挖 压实

第一章 绪论

路基是公路的主要组成部分,是路面的基础,应具有足够的刚度、强度和稳定性,我国是以压实度作为评价路基强度和稳定性的力学指标,并形成了成套的室内外实验标准方法和仪器。

第二章 路基施工的方案

1、路基挖土方:

⑴施工准备阶段:提前对运输道路进行维修,按坡比对挖方段进行测量放样,确定路基宽度,并对土质进行试验,是否符合路基填筑用料,符合要求确定好路基所需填筑的位置,以便挖出的料合理利用;如土质不符合要求,选好弃土场,进行运弃。

⑵施工阶段:

①地表处理:按测量放样所确定的宽度对原地面所不能利用的草皮、树根、腐植土等进行清除。

②机械开挖:清理完地表,按设计的宽度及坡比,采用挖掘机分层纵向开挖,挖至距设计所要求的宽度30cm时为止。当挖深至距设计高程20-30cm时,停止开挖。

③整平:采用平地机和推土机进行平整。

④洒水(晾晒):按照试验室给定最佳含水量的±2%波动范围控制路基土料的'含水量,含水量过小时应洒水翻拌,含水量过大时应晾晒。

⑤机械碾压:碾压开始采用低档慢速,随着路基土质的逐步密实,速度逐步提高。先压外侧后压内侧,曲线地段如有超高,先碾压低处后碾压高处。

2、路基挖石方

①用小炮改造路堑石方的临空面,改变最小抵抗线的指向,减少飞石的威胁;

②采用非电毫秒微差起爆的方法,合理设计起爆顺序,控制每一段起爆的炸药总量,减少爆破震动效应,对开挖范围外岩石的震动;

③认真进行深孔爆破的设计工作,控制飞石距离和方向,减少爆破次数,从而减少爆破工程对周围环境的不利影响;

④采用光面爆破,保证路堑边坡的平整、稳定。

采用光面爆破可以有效地保护石质路堑边坡。钻孔精度对光面爆破的影响很大,提高钻孔的精度,以保证爆破的光面效果。

每次爆破完成后,采用装载机、平地机及运输车及时清理因爆破堆在便道上的土石方。以便车辆通行。

3、路基填土方

⑴施工准备阶段:提前对运输道路进行维修,并要做好土质检验和压实工艺试验,严格按重型击实测定填土的最大干密度和最佳含水量,确定压实度,做好对填土质量进行监控的标准,并据以确定切合实际的工艺流程和技术参数,报监理工程师批准后组织实施,施工准备阶段工作内容如下:

① 确定最佳含水量和最大干密度

② 确定最佳组合的压实机械和合理的压实遍数及碾压速度

③ 确定松铺系数

⑵ 施工阶段:

①基底处理:清除所有腐植土、草皮、树根及洞穴回填夯实,按要求对原地面进行摊平、碾压、压实度必须符合规定要求。对清除的腐植土,选一弃土场集中存放,以备绿化工程及临时占地复耕使用。

②分层填筑:填筑时由低处开始水平逐层填筑。根据试验确定层厚松铺系数。为了保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度。路堤两则各超宽50cm。不同土质的填料应分层填筑,每种填料层总厚度不得小于50cm。

⑶ 摊铺整平:采用推土机、平地机进行整平。

⑷洒水(晾晒):按照试验室给定的最佳含水量±2%的波动范围内控制填料的含水量,含水量过大时应晾晒,过小时应洒水翻拌。

⑸机械碾压:碾压开始用慢速,随着土层的逐步密实,速度逐步提高。一般不超过4km/h,先压边缘后压中间,小半径曲线地段有较大的超高时,碾压顺序宜先低(内侧),后高(外侧)。为解决路肩碾压不实,采用横向与两侧斜交450角交叉碾压,碾压时,横向接头的轮迹重叠不少于40cm,做到不漏压,无死角,确保碾压均匀达到规定的压实度。

4、路基填石方

修筑填石路堤,应将石块逐层水平填筑,分层厚度不宜大于500mm,石料强度不应小于15MPa。石块最大粒径不得超过压实厚度的2/3。人工铺填250mm以上石料时,大面向下摆放平稳,紧密靠拢,缝隙填以小石块或石屑。用重型振动压路机分层洒水压实。压实时继续用小石块或石屑填缝,直到压实层面顶面稳定、不再下沉(无轮迹)、石块紧密、表面平整为止。

5 路基压实

影响路基压实的重要因素

(1)土的性质:不同土质的压实性能差别较大。一般来说非粘性土的压实效果较好,其最佳含水量较小、最大干密度较大,在静力作用下,压缩性较小;在动力作用下特别是在振动作用下很容易被压实。粘质土、粉质土等分散性土的压实效果较差,主要是由于这些细分散性的土颗粒的比表面积大、粘聚力大、土粒表面水膜需水量大,最佳含水量偏高,而最大干密度反而偏小。(2)土的含水量:不同湿度下的土质,用同样压实功能来挤压,将获得不同的密实度和不同的强度。土中水分在压实过程中起到重要的作用。压实开始时,原状土相对湿度低,土颗粒之间的内摩阻力大,因而外力难以克服,故压实的干密度小,表现出土的强度高,密度低;当相对湿度缓慢增加时,水分在土粒间起润滑作用,压实的结果使被压材料(土粒)得以重新调整排列位置,达到较紧密的程度,表现出密度增大,但与此同时,由于水的作用,内摩阻力有所减小,因而强度继续下降。当含水量继续增加,达到一定值(最佳值)时,水的润滑作用已经足够。当水分过多,使起润滑作用以外多余水分进人土粒孔隙中,反而促使土粒分离而不易得到良好压实效果,从而降低了土的干密度;又由于土粒问距增大,内摩阻力与粘结力减小,使土的强度也随之减小。这就是说,在一定功能的压实作用下,含水量的变化会导致土的干密度随之变化,在某一含水量(最佳含水量)下,干密度达到最大值(最大干密度)。各种土的最佳含水量大小不同,一般地,土在天然状态下的含水量值很接近于最佳含水量,因此,在施工作业中,新卸填土应当立即推平压实。达不到最佳含水量的路基填筑用土,宜翻晒或洒水。

路基压实的机具选择与操作

碾压机具和方法:压实机具和方法对压实的影响反映在以下几个方面;①压实机具不同,压力传布的有效深度也不同。一般地,夯击式机具的压力传布最深,振动式次之,碾压式最浅。根据这一特性即可确定各种机具的最佳压实度。然而,同一种机具的压实作用深度,在压实过程中并不是固定不变的。如钢筒式压路机,开始碾压时,因土体松软,压力传布较深,但随着碾压次数的增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度就逐渐减小了。②压实机具的质量较小时,碾压遍数越多(即时间越长),土的密实度越高,但密实度的增长速度则随碾压遍数的增加而减小。并且密实度的增长有一个限度,达到这个限度后,继续以原来的施压机具对土体增加压实遍数则只能引起弹性变形,而不能进一步提高密实度(从工程实践来看,一般碾压遍数在6遍以前,密实度增大明显,6~10遍增长较慢,10遍以后稍有增长,20遍后基本不增长)。

结论

公路路基的施工质量对公路的使用性能和寿命影响较大,因此在路基的施工过程中应严格规范和要求施工,针对不同的路基采用不同的施工方法,因地制宜。修建稳定性良好、整体强度高的路基,对于发展公路交通事业,提高道路的使用性能,降低工程造价,是公路建设者自始至终所追求的目标。

参考文献

[1]安清,陈磊. 《浅述土质路基填挖方案》、《科技信息(科学教研)》, 2008年,第24期.

铁路路基现场检测论文

高速铁路工程测量精度和测量模式论文范文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。那么一般论文是怎么写的呢?下面是我整理的高速铁路工程测量精度和测量模式论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

根据摘要的介绍,我们对于高速铁路测量的现今发展状况有了一个简单的了解,首先,我们要知道,随着现代道路铁路工程的发展,国内外,特别是近几年国内的高速铁路的发展使铁道工程勘测、设计、施工和运营组织都发生了巨大变化。这些变化不仅体现在我们对于铁路工程的发展前景的一个预测,更加体现我们对于铁路发展的当前形势的一个把握,铁路工程的发展来势迅猛,测量工程师们还没来得及做好充分的技术准备,但我们的新的发展模式就已经被需要。迫于形势需要,除借鉴国外已有先进技术外,讨论得比较多的就是提高测量精度。其实除适当提高测量精度外,改进测量方法和流程,降低成本,提高效率,是当前铁路工程测量更为重要的课题。下面,本文就来具体的谈一谈这一内容,从它的问题的出现和解决措施作出一个叙述。

1、各设计院测量工程师的想法——从经济、效率、和质量各方面考虑有如下困难

控制测量每提高一个等级,其经费增长约40%,观测时间成倍增加。就目前情况来看,多数工程项目给予勘测的工期都十分紧张。对于各设计院的测量,有着许多方面的考虑因素,也在不断地解决中,首先,经费问题是一个重要问题,我们必须确保我们的经费被控制在一定的范围内,经费的有效合理的利用和规划对于我们的工程的实施有着非常重要的作用,没有经费的支持,我们的测量工程就不能得到一个很好的发展和顺利进行。

二、三等控制网精度

控制网的精度控制是保证我们的工程准确测量的一个重要方面,也是我们应该注意的方面,我们知道控制网是以对应十几至几十公里的长边为条件的,其密度不能满足铁路测量需要,当进一步用短边加密时,其精度回落到一级导线的精度。

布设高等级控制网除精度要求高外还面临其他难题:如起算联测的一等控制点少,平差、计算不同于低等级控制网,更复杂,要进行天文、重力测量需要更专业的部门来完成,铁路设计院和工程局一般不具备施测能力。这些问题就是需要我们亟待解决的,我们必须明白这些问题的出现原因和解决措施,才能从根本上解决这些问题,并且能够在很大程度上将这些问题控制在我们可以解决以及利用的范围内。

关于建立独立的高速铁路二、三等控制网,不强制闭合到国家等级控制网上的设想因下列原因而不可取:

独立坐标系统一般用于区域性小范围地区,地球面可近似当作平面,不需做高斯投影,长大铁路途经几省,其球面特性不可忽略。

不具备进行高精度天文、重力测量的能力,数百公里控制网呈狭窄线形,其精度不易控制。精度的控制是我们在工程测量过程中一个比较重要的方面,精度的控制也是我们可以切实实施的方面。

已有的各种比例尺地形图及沿途经由的道路、江河、城市、机构等,都是以国家统一大地坐标定位,铁路另辟蹊径,相关关系很难理顺。地形图的测量是以实际的情况来考虑的,同时也是我们对于铁路工程测量的重要途径,我们必须保证,我们对于铁路的测量有着一定的现实基础和研究支撑。

2、关于新测量流程的建议

对于新测量的实施,是我们解决高速铁路工程测量的一个重要方法,为了扭转这种状况,使得图纸上定线放样到实地后消除系统误差,需要改变铁路测量流程如下。

一次布网把原航外控、加密四等控制点、初测导线、定测交点,合并为3~5km一对GPS点或边长500 ~1 000m的导线,做相对精度为1/115~1/2万的一次布网,并对其作五等水准测量。除能消除地形图和实地同名点的系统差外,还有以下主要作用:

简化测量程序,减少测量工作量,我们要将测量的程序尽量的简化,将测量的工作量控制在我们可以掌握和控制的范围内,同时也使得我们对于工程的顺利进行更加有信心,以及实施的措施更加的有效,使得我们对于程序化的流程更加的了解。

勘测、设计、施工都只用一次布网的资料和控制桩,资料简单清晰,差错少。资料的支持是我们对于工程测量的基础保证,同时也是我们对于工程测量设计的一个重要考虑方面,资料的尽量简单化和对程序的简化是保证我们铁路工程顺利进行的重要方面,也是必要的解决方式。

从一次布网控制点直接测设中线,则可改变铁路测量的模式,铁路工程测量精度一直是一个倍受测量工程师关注的问题,但铁路测量从未因精度问题对设计和施工产生过影响。问题都出在测量错误、测量资料处理错误等方面。理清各个测量环节之间的关系,简化测量过程使其更简洁、明晰、规范,以容易控制的内业逐步取代难以控制的外业测量。

坐标控制测设中线具有明显的优越性

直接从一次布网控制点测设中桩,不用长距离,连续转点,避免了误差累积。一个工程的进行必定会伴随着工程误差的出现,如何迅速有效的处理好误差,是我们在工程测量过程中的必要步骤,也是我们应该尽可能避免的一步,我们不能保证零误差,但我们至少可以保证尽可能的减少误差的发生,以及对于误差的解决方案。

可以任何里程切入测量,只要不是改线都不会出现断链。这一特点使得中线测量能够不连续进行,可以先测设桥、隧地段,使地质、桥梁、隧道等专业能及早开展工作。提高航测精度后,还可以只对重点地段测设中桩,一般路基在航测模型上直接量测。

从航测模型量测横纵断面在航测模型上量测横纵断面,国外多家机构进行过研究且已投入使用。国外采用1/3 000~1/5000大比例尺摄影,或初测做小比例尺摄影,定测再做一次大比例尺摄影。国内有许多单位,特别是铁道部属各设计院进行过研究,但因精度达不到《新建铁路工程测量规范》的规定限差而未能进行下去。

3、结论

就如上面介绍的一样,笔者对于铁路工程测量的过程中的测量精度和测量模式的内容作出了一定的总结和看法,铁路工程的实施作为我们现代社会铁路的重要组成部分,同时铁路工程的测量又作为铁路工程实施的重要方面,这几点是息息相关的,同时也是需要我们联合在一起考虑的内容,只有做到了这些方面的准备工作,同时做好了一定的预防措施和误差分析,我们的铁路工程的测量过程中可能出现的.问题就会有一个很好的解决,同时也会使得我国的铁路工程发展的越来越好,我们的铁路工程测量开展的越来越顺利。

1 引言

交通运输业与国家经济的发展有很大的联系, 在高速发展的今天,我国大力发展高铁建设,国家对高速铁路工程测量的要求也不断提高, 对高速铁路测量中应用到的技术要求也越来越高。一般情况下,传统的测量技术都存在一些不足,甚至跟不上时代发展得脚步,因此,这就需要将先进的测量技术应用到高速铁路工程测量中。我国的高速铁路工程测量技术在不断提高,以适应我国高速铁路建设的发展,只有保证了工程测量的精度要求,才能够很好的满足高速铁路发展需求。

2 高速铁路工程测量

高速铁路工程测量的内容

就铁路建设来看,无论是铁路的勘测设计、工程施工,还是项目完成后的验收和维护, 这些都离不开对工程的精密测量工作。工程测量工作需要贯穿于整个高速铁路建设的过程中,其对高铁工程建设具有非常重要的意义。高速铁路工程测量的内容也包含了多个方面,例如对轨道施工的测量、对高速铁路平面高程控制的测量以及对铁路运行维护的测量等。这些测量内容的精确度都是确保高速铁路建设质量的重要依据,所以,铁路工程相关工作人员必须高度重视工程测量问题。

高速铁路工程测量的目的

在高速铁路工程建设过程中, 做的所有工作都是为了确保高铁工程的质量及安全,高速铁路工程测量也不例外。工程测量主要是根据高铁工程的实际情况, 合理设计各级平面高层控制网,然后在精密测量网的控制下,对工程建设中每个施工环节有效实施,最终顺利完成高速铁路的建设。由于高速铁路的建设在各方面的要求都很高,所以,在进行高速铁路工程测量的时候,应该根据铁路工程的实际情况,按照设计的线型对铁路线路进行施工。为了确保轨道的平顺性,精度要控制在毫米级的范围内,来确保在车辆行驶中具有舒适性和安全性。

高速铁路测量技术的要求

轨道是高速铁路的重点建设环节。高铁轨道一般可以分为有砟轨道和无砟轨道。无砟轨道较有砟轨道平顺性以及稳定性要好,轨道的耐久性也随之大幅提升。但应注意的是,无砟轨道对工程基础的质量有非常高的要求, 如果工程基础有沉降等问题,不仅会影响行车安全,甚至造成灾难。这就对工程测量精度提出了极高的要求。另外,对于无砟轨道而言,在施工完毕后,很难对其进行调整,所以,为避免多个环节的误差积累,高铁轨道工程测量必须具有严格的控制网标准。

3 高速铁路工程测量技术存在问题

测量仪器导致的质量问题

在实际铁路工程测量中, 测量仪器的质量问题以及使用不当是导致工程测量数据不准确的一个重要因素, 主要表现在:①测量仪器相对落后,达不到当前工程测量的标准要求。在一些工程施工中,为了节省成本,不能及时的换新的仪器,还在使用比较老式的测量仪器,这样难保证测量精度;②测量人员在使用测量仪器进行工程测量时, 往往凭借自己的经验对工程测量,没能够按照相关的规范来使用仪器,这很可能使测量的数据与实际不符,最终导致铁路工程出现质量问题;③没能按照相关的规定来管理仪器,造成仪器失真。而对于工程测量仪器来说,其管理及保养都需要专业人员来进行,不能让其他人员随意使用或放置,以防仪器失去精度。

未能控制好测量质量

对于高速铁路工程质量监控来说, 它既涉及到铁路工程的质量问题,又涉及到人们的生命和财产安全问题,不仅需要相关部门的监察,更加需要政府的职能监督。政府及社会监理要和相关部门协同进行工程验收, 高铁质量重中之重不可忽视。然而,许多工程监理没能担负起应尽的责任,没有按照监理要求对工程质量进行评估。其次有一些监理人员未使得当的测量仪器进行工程监理,这会很大程度上影响监理质量。

工程测量产生误差

GPS 测量误差

对于高铁工程测量的前两个阶段, 都是需要采用GPS 测量方式,而此种方式很容易出现误差,其误差的来源可以分为以下三类:

(1)与控制段相关的误差,包括星历误差和卫星时钟误差,指的是在卫星传播过程中导航电文的参数值产生误差。

(2)与接收机有关的误差,一般是接收机噪声引起的误差。

(3)与卫星信号有关的误差,指信号受到接收机和卫星之间的传播介质的影响而造成的误差。

CPⅢ控制测量误差

CPⅢ控制网测量方式是采用后方交会全站仪自由设站的形式。误差来源主要是:

(1)由观测值误差产生的自由设站点误差,主要原因是出现了方向观测误差;

(2)两相邻测站在平面位置和高程产生的相对误差;

(3)全站仪测量轨道各点的误差。

4 工程测量问题的解决措施

提高工程测量中的技术创新

我们的社会在不断进步发展, 对于铁路工程测量技术来说,也需要不断的创新。把先进的科学技术运用到工程测量之中,有效的提高铁路工程测量技术水平。科学技术是第一生产力,在一定意义上说,测量技术的提升以及测量标准的提升既能够降低高铁工程测量的花费, 又能够确保高铁工程施工的进度和质量。因此,我国要推动高速铁路工程测量技术的进一步发展与革新,保证我国高速铁路事业顺利发展。

加强对高速铁路工程测量中各项制度的制定与实施

这包含了在高速铁路工程测量取得成果的复测、交接、施工过程等环节上要严格遵守相关的管理办法, 进而使工程测量行为规范起来,确保高铁工程测量成果的质量。如今高速铁路工程建设不断发展, 铁路施工技术要求的精度也在不断增高。对此高铁工程的负责人要把眼光放长远,同时要根据实际发展情况,引进先进、实用的设备仪器,为提高高速铁路工程的测量质量打下一个良好的基础, 为我国的高速铁路工程事业提供推动力量。

要加强对工程测量工作的监督与管理

把高速铁路工程测量的监督工作放到首位。①工作人员必须了解高速铁路工程测量过程中的每一个细节, 遵守相应的标准规范, 施工人员也不能仅仅依赖自己的工作经验来测量。②高铁工程测量工作人员要担负起自身的责任,对测量数据严格把关,并反复审查所得数据,确保数据万无一失。在高速铁路工程测量的数据应用到实际中,必须要再次核实数据,数据的真实有效性是保证铁路工程质量的首要前提,因此,必须将监督工作有效落实。

减弱工程测量误差

GPS 测量误差的减弱措施

卫星时钟造成的误差是系统误差, 它包括时钟的随机误差及频偏、钟差等所产生的误差。对于这种误差往往可以通过差分技术和钟差改正法来减弱。此外还有星历误差,它可采用相位观测量求差法来获取高精度的相对坐标, 从而减弱或消除误差。对于高精度、长距离的测量可以采取精密星历法来削弱。另外,对于整体的星历误差还可以通过轨道改进法、同步求差法等来减弱误差。

要消除与卫星传播有关的误差, 可以通过倾斜因子系数来解决电离层的折射使得码相位测量变长, 载波相位变短的问题,也可以选择一个特定的时间段观测,然后使用同步观测量求差法来消除误差。

可采用差分法来处理与接收站有关的误差, 如果要求高精度定位,可以使用外接频标,给接收站提供高精度的时间标准。或者是在求解的时候把接收机的钟差作为独立未知数处理。

CPⅢ控制误差的减弱

我们不能完全的消除全站仪测量所造成的误差, 只能采取一定的方法来合理的减弱误差, 所测量的轨道各点在竖直方向的不平顺性跟观测高度角是有关的, 观测水平方向与在水平方向的不平顺性有关, 正矢误差与测量距离和误差角度有关,想要减弱正矢误差,就要控制观测距离和观测角度的误差,还要尽量缩小观测距离。

5 结语

工程测量对于工程施工来说是一个非常重要的环节,工程测量精度对工程项目施工质量会有着很大作用。施工前要运用工程测量技术重新核实测量结果, 一旦测量技术出现问题,整个工程可能就会出现严重的质量问题。高速铁路工程施工是一项系统且又复杂的工程项目, 必须保证铁路轨道的平顺性,才能确保高速运行的列车安全稳定运行。因此,对高速铁路工程测量技术要求非常高。想要使高速铁路发展的更好更快,就要继续深入研究工程测量技术,还要加大对高速铁路工程测量的监督力度,在严格的审查制度下,工作人员才会具有高度责任心的工作态度, 并且能够认真完成自己的工程测量任务,进而促进我国高铁工程事业的快速发展。

多年冻土地区铁路工程施工技术 摘要: 分析了多年冻土的特性以及多年冻土地区路基工程和桥涵基础工程所采取的设计原则,指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键,以及桥涵基础中的明挖基础施工技术进行了研究和总结,另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。关键词: 多年冻土 铁路 施工技术Abstract: In this thesis, it is discussed such as the characteristics of permafrost, primary engineering geology questions, design's principle, style of the roadbed and foundation under bridge engneering. The practice proves that it is important to choose of construction technics in the roadbed engineering. it is made study of conventional excavation of cutting, in addition, concrete construction is mentioned. Keywords: Permafrost Roadbed; Railway ; Construction Technology多年来国内外在多年冻土地区修筑铁路有成功的经验,也有失败的教训,但都在不同程度上推动了人们对冻土问题的研究,加深了人们对冻土性质的认识。在我国有很多地区都是冻土地区,西藏自治区地处我国西南边疆,面积占全国国土的八分之一,是我国唯一一个不通铁路的省区,青藏铁路作为沟通西藏、青海与内地联系的重要通道,对加强北京和内地与西藏的联系、促进西藏各民族与内地各兄弟民族间的交往、增进各民族的团结、促进社会的发展、提高人民的生活水平、保持社会稳定、维护祖国统一、实施国家西部大开发战略具有极其主要的政治和经济意义。本文分析了多年冻土的特性以及多年冻土地区路基工程和桥涵基础工程所采取的设计原则,指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键,以及桥涵基础中的明挖基础施工技术进行了研究和总结,另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。1 多年冻土的特性及其对铁路施工的影响冻土是一种有其特殊性的土体,冻土的特殊性在于冻土的物理特性与稳定密切相关,对温度变化极为敏感且性质不稳定。冻土还与土中含冰量有关,而含冰量又直接与温度有关,它随着温度的升高而减少,造成冻土的力学特性发生巨大变化。冻土在正负温度交替变化过程中水分产生剧烈的相变,伴随产生土体体积的变化,表现在工程建设中就是冻胀和融沉变形。多年冻土具有的流变性、融沉性和冻胀性对铁路建设影响严重。由多年冻土引起的特殊工程地质问题,主要有融沉、冻胀和冰椎、冻胀丘、融冻泥流、热融滑坍、热融湖塘、沼泽湿地、厚层地下冰等不良地质现象。融沉是指多年冻土融化,使建在多年冻土区的建筑物地基变形和破坏,主要表现为路基下沉、路基向阳侧边坡和路肩开裂及下滑、路堑边坡溜塌等。冻胀是土体冻结时产生的最重要的物理一力学过程,是因为水由液体变成了固体,体积膨胀增大而产生的,表现为地表的不均匀升高变形。伴随土的冻胀,在建筑基础表面将作用冻胀力,从而产生冻胀变形,严重时将引起建筑物的破坏。在诸多不良冻土地质现象中,对温度变化最为敏感且对铁路路基的修筑影响最大而且不容易绕避的主要是厚层地下冰,其融化时产生大的下沉量会引起工程建筑物的严重变形和破坏。2 多年冻土地区路基工程施工原则对于路基施工而言,保护冻土,控制融化,破坏冻土原则是路基施工应该遵从的原则。(1)保护冻土原则指应用该原则设计、施工的路基在规定的使用年限内,能保持其热稳定性。即人为上限始终控制在指定的深度范围内,保持其下卧多年冻土的冻结状态。(2)控制融化原则是指在设计使用年限内允许所设计的路基基底(或边坡)多年冻土逐渐完全融化或产生局部融化,而且经融化下沉变形量计算,可以将融化速率和深度控制在路基稳定性所允许的变形范围之内。(3)破坏冻土原则是指在设计文件中规定在施工过程中将基底(或边坡)多年冻土融化或清除(全部或达到设计深度),并将融化后的水份疏干。3 多年冻土地区的桥涵基础施工技术研究多年冻土地区桥涵地基的设计主要要注意保持冻结,允许融化两大原则。桥涵基础施工的重点是拼装式基础施工和现浇基础施工。基础拼装是工序中的一项重点与难点,为了有效的控制基础拼装的正确就位与平整度要求,施工中应着重从以下方面着手:(1)采用人工配合汽车吊拼装,从入口端开始依次拼装成型;(2)拼装前放出基础的轮廓尺寸,并在构件上标出中心线及吊装顺序的编号,以确保基础的正确就位;(3)垫层顶面严格找平,以确保基础均匀受力,同时做到基础的顶面高差满足设计要求;(4)拼装过程中,为了精确控制基础块的正确就位,技术人员采用经纬仪现场控制每一基础块的就位;(5)为了保证涵节拼装的顺利进行,在基础拼装完成后立即按设计与规范要求进行沉降缝的施工。高原多年冻土区现浇涵洞基础施工与内地普通涵洞的施工方法基本类似,我项目队施工时采用在搅拌站集中拌合,利用运输罐车运至现场,主要不同点表现在以下几个方面:(1)多年冻土区明挖勘姻赌然溅吐觉佣的剧田显早强耐久吐混凝土。(2)在水泥方面则选用了水化热较小的水泥。(3)对混凝土拌合物的入模温度控制较严。为了有效控制其入模温度,要求现场有试验人员进行旁站,并对混凝土拌合物的温度进行严格测量。对拌合物温度达不到要求的,则要求调节水温重新拌合。为了保证砂石料拌合前的温度要求,在寒季施工时,混凝土拌合站搭设有暖棚,并在暖棚内生有火炉,对暖棚内的温度做到严格控制,并及时做好记录。(4)对混凝土的养护要求较严格。当混凝土浇注完毕后,便及时采取防风防冻措施,采用蓄热法养护,待混凝土达到一定的抗冻强度后(七天左右)才能拆除模板。另外,在涵洞基础沉降缝施工完成并检查合格后进行基坑回填,填料采用粗颗粒土,回填前对基础四周侧壁混凝土面按设计要求涂上防冻胀渣油,并采用平板振动夯进行分层夯实。4 多年冻土地区混凝土施工技术研究.多年冻土地区铁路施工多是在一些高原地带,这些地方的一些地段的河流中存在有害离子的侵蚀,部分路段还面临着强烈的风沙磨蚀。在这样特殊的环境下,对混凝土的低温硬化能力和耐久性能提出了更高的要求。低温早强耐久混凝土就是在这种特殊的环境下应运而生的一种高性能混凝土。它具有低温早强、耐腐蚀、高抗冻、高抗渗等高耐久性能,另一特点是早期强度高,后期强度不损失。负温达到极限时,混凝土也基本冻结,强度停止增长,但气温回升时,水泥颗粒继续水化,混凝土强度继续增长。混凝土灌注后,采取适当的加热和保温覆盖措施,较适用于低温环境下的施工。(1)原料的选用拌制低温早强耐久混凝土所用的原材料应符合寒季施工的要求。水泥优先采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。硫铝酸盐水泥不得与硅酸盐水泥或石灰等碱性材料混和使用。硫(铁)铝酸盐水泥适用于钢筋混凝土现浇细薄截面结构、装配式结构的接头和孔道灌浆。不得使用矾土水泥(高铝水泥)。拌制混凝土用骨料应清洁,不得含有冰、雪、冻块及其它易冻裂物质。(2)试配对低温早强耐久混凝土来说,耐久性要求是其设计的依据。因而需要根据混凝土使用部位及地质条件、原材料情况、最小胶凝材料用量、使用环境温度、最大水胶比、拌合物和易性要求等具体情况选定。(3)拌制过程控制耐久混凝土应集中拌和、集中供应,禁止分散拌和。试验室在每次开盘前应提供当次的施工配合比,搅拌站工作人员应严格执行。拌制设备宜设在温度不低于10℃的暖棚内,拌制混凝土前及停止拌制后应用热水冲洗拌和机。用于低温早强耐久混凝土的外加剂大都是引气剂,掺量过多会大幅降低混凝土的强度引起工程事故,掺量过少则不能发挥外加剂应有的性能。因此,在外加剂的计量上我们设专人负责,在混凝土拌制前事先称量配制并分袋装好。如果使用液体外加剂应随时测定溶液温度,并根据温度变化测定溶液浓度,这样既能保证称量准确又提高了混凝土拌制的工作效率。(4)混凝土浇注在浇注混凝土前,地基基础表面应予清理,并应采取防、排水措施,将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净,模板应设置稳固,能够满足混凝土侧压力的要求,当模板有缝隙和孔洞时,应予堵塞,不得漏浆。浇注混凝土应分层进行。其分层厚度(指捣实后厚度)应根据混凝土拌制能力、运输条件、浇注速度、振捣能力和结构要求等条件决定。浇注对冻土层有直接影响的混凝土结构时,混凝土的入模温度宜控制在2-5℃,浇注在低温或负温下养护且不与冻土层直接接触的混凝土结构时,混凝土的入模温度宜控制在5-10℃。混凝土浇注应连续进行,当因故间隔时,其间隔时间应根据环境温度、水泥性能、水灰比和外加剂类型等条件通过试验确定。当允许时间己超过时,应按浇注中断处理,同时应留置施工缝,并作记录。施工缝的平面与结构的轴线相垂直,施工缝的处理应满足规范要求。结论多年冻土地区修建铁路工程技术难度大,意义深远。本文进行了多年冻土地区的铁路施工技术研究:要在施工中严格按规范和设计图施工,严格执行环境保护措施。多年冻土地区施工有效工期短,多年冻土非常娇贵,稍有破坏后果很难设想,因此要快速施工,保护冻土上限不被改变是路基施工的关键。另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。冻土路基的稳定问题仍需要进一步进行研究和探讨。参考文献[1]张旭芝,王星华.冻土铁路涵洞施工对地基土地温的影响[J].中国铁道科学,2007,28(4):19-24[2]李成.青藏铁路冻土工程有关问题的探讨[J].铁道勘察,2007,(3):84-86[3]吴青柏,刘永智,于晖.青藏铁路普通路基下部冻土变化分析[J].冰川冻土,2007,29(6):960-968[4]张贵生,梁波,刘德仁.青藏铁路典型工点多年冻土力学特性研究[J].岩土工程界,2007,10(4):27-29[5]冉理.青藏铁路多年冻土工程的探索与实践[J].铁道工程学报,2007,(1):32-39

路基沉降论文参考文献

以下内容均为引用,成果不归本人,希望对您的提问有所帮助软土地基处理方法概述 杜艳花(中交一公局第五工程有限公司京密项目部) 摘要:本文介绍了软土及软土地基的定义及特点,探讨了软土地基在公路工程中造成的危害,并介绍了几种软土地基的处理措施,对软土地基的施工具有一定的指导意义。关键词:软土地基 喷粉桩法 土工格栅 换土垫层法 改革开放以来,我国的公路运输事业经历了一次前所未有的发展机遇,取得了辉煌的成就。随着国民经济的发展,公路对经济的发展产生了越来越大的影响,也越来越受到国家的重视。虽然东南沿海地区的高速公路建设水平居国内前列,但是软土路基公路病害也时有发生。尤其桥头跳车现象严重,影响高速公路使用功能。由于桥头与路堤沉降差异太大,造成行车事故,不得不反复根治,不仅耗费资金,还造成严重的社会影响。为了保证道路的安全运行,对软土路基进行处理就显得尤为重要。1 软土及软土地基 软土软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。 软土地基我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类,提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。2 软土地基在公路工程中造成的危害 (1) 勘察设计不详细或不准确,导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。(2) 已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。(3) 虽然做了软土地基处理,但是措施不力,施工不当造成路堤失稳。(4) 堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。(5) 扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。3软土地基的处理方法地基处理的方法很多,高速公路软基处理与其它如房建等地基处理相比,有其自身的特点。一般处理路基的地质稳定问题从以下几个方面进行考虑:(1)改善剪切特性路基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于路基土的抗剪强度。因为了防止剪切破坏以及减轻土压力,需要采取一定措施以增加路基土的抗剪度。(2)改善压缩特性需采取措施提高地基土的压缩模量,以减少地基土的沉降。(3)改善透水特性由于是在地下水的运动中所出现的问题,因此,需要采取措施使地基土变成不透水或减轻其水压力。(4)改善动力特性地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)将会产生液化,因此,需要采取某种措施避免地基土液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。(5)改善特殊土的不良地基的特性主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。地基处理的方法可以从不同角度来分类,一般是根据地基处理的原理来进行分类,大致可以分为以下几种方法。换土垫层法当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,将基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压实至要求的密度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法,简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。换填法的加固机理是:将软弱土层利用人工、.机械或其他方法清除,分层置换强度较高的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。对软土厚度小于3米的情况,一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况,通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基,不留后患,效果最佳,是最为彻底的措施。当高速公路路线通过的软弱土层位于地表、厚度较薄(小于3米)且呈局部分布的软土或泥沼地段,常宜采用全部挖除换填法处理地基。此种方法又可以分为:机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法。强夯法强夯法是20世纪60年代末、70年代初首先在法国发展起来的,国外称之为动力固结法,以区别于静力固结法。它一般是用50吨左右的强夯机,将大吨位(100~400KN)的夯锤起吊到6~40米的高度自由落下,对地基土施加强大的冲击能,在地基土中形成冲击波和动应力,使地基土压密和振密,以加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著,设备简单,施工方便、快捷,经济易行和节省材料,有利于环境保护等特点,很快传到世界各地约束法在路堤两侧坡脚附近打入木桩、钢筋混凝土桩或者设置片石齿墙等,可限制基底软土的挤动,从而保证基底的稳定。地基在实行侧向约束后,路堤的填筑速度可不加控制,且较反压护道节省土方,少占耕地,但需耗费一定数量的三材,成本较高。此法适用于软土层较薄、底部有较硬土层且施工期紧迫的情况,下卧层面具有横向坡度时尤其适合。土工织物加固法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等,使这种人工复合的土体,可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用,以提高地基承载力,减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用,使土体中的拉应力传递到筋体上,筋体承受拉力,而筋间土承受压应力及剪应力,使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室,其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样,能延缓或者切断地基破坏的滑动面,从而使地基承载能力提高。而且,土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束,,使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体,它能较好分布施加在它上面的荷载,使地基受力较为均匀,从而提高地基承载力。粉喷桩法粉喷桩法,是用特制的设备和机具,将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送,与地基土强行拌和,使之产生充分的物理、化学反应后,形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质,提高地基强度的软土地基加固方法,可以广泛地适用于淤泥质土,杂填土,软粘土等地基加固。粉喷桩处理软基属于深层搅拌法中的一种,它是利用压缩空气向软弱土层中输送石灰、水泥等粉状加固料,使其与原位软弱土混合、压密,通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理化学作用,使软弱土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土,它与原位软弱土层组成复合地基,提高软土地基承载力,减少地基沉降量。高压喷射注浆法我国简称为高喷法或旋喷法,这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层,将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流,其动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来,一部分细颗粒随浆液或水冒出,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土层中形成一个固结体,可提高地基承载力,减少沉降,还可起到支挡与防渗的作用。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。轻质路基粉煤灰处理法粉煤灰是一种质轻、多孔隙、颗粒均匀、具有一定水稳性的无粘性材料。由于粉煤灰中含有一定量的CaO,SiO2,MgO等成份,它们在粉煤灰水化过程中体积产生膨胀,可利用这一膨胀率来增加软基加固效果。其路用性能满足公路中的技术要求。Ø 粉煤灰重量轻,最大干容重耐左右,比一般土的最大干容重轻40%左右,在软土路基上填筑粉煤灰时,可有效地减轻路堤重量,减少路基沉降及工后沉降量,从而影响路基处理方案,降低地基处理费用。Ø 粉煤灰强度高、磨擦系数大,在路面设计时,由于粉煤灰提高了软土的回弹模量值,相应减薄路面设计厚度。Ø 击实试验表明,粉煤灰和软土混合物具有更好的干密度,含水量和最大干密度的关系曲线较平缓,更利于在野外的施工水泥土搅拌法 是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与地基的软土搅拌成桩柱体,这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩,它具有一定的强度和水稳性。搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基,可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量。因此,经搅拌法加固的软弱地基能提高地基承载力,减少地基沉降,阻止水体流动,增强地基的稳定性,还能阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体喷搅法。 处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基,用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当,就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案,应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素,按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证,使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。软土地基的处理方法很多,总之,软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性,坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案,同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据,积累经验,为今后的施工打下坚实的基础。参考文献[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1993. [2]叶书麟.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.[3]朱梅生.软土地基[M].北京:中国铁道出版社,1989.[4]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社,2002[5]徐至钧.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社,2004[6]汪双杰.高速公路不良地基处理理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2004[7]SidnegM,JohnsonandJ’[M].1968[8]曾国熙.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1993[9]孙更生.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1984[10]叶观宝.地基加固新技术(第二版)「M].北京:机械工业出版社,2002[11]钱家欢.殷宗泽.土工原理与计算[M].北京:中国水利水电出版社,1996[12]叶观宝.高速公路软基处理的优化设计[D].同济大学博士论文,2003[13]刘宝兴.路基工程新技术实用全书[M].北京:海潮出版社,2001[14]刘兴德,牛福生,倪文.粉煤灰的资源化利用现状与研究进展[J].建材技术与应用,2005.[15]王建华.粉喷桩加固高速公路的机理和有效桩长的分析[D].河海大学硕士论文,2007.[16] 张洪强,房建果.土工格室在软土地基处理中的应用[J].山东交通科技,2003.

道路桥梁沉降段路基路面施工技术浅谈论文

摘要:道路桥梁沉降段路基路面,在进行施工过程中,容易出现沉降不均匀现象,影响行车安全,目前,沉降不均匀现象普遍存在,这种因素导致道路桥梁的施工寿命极大降低。为了有效避免道路桥梁沉降段路基路面产生不均匀沉降,文章结合自己多年的道路桥梁施工经验,首先分析了不均匀沉降产生的原因,随后在此基础上提出一些有效地道路桥梁沉降段路基路面施工技术,从而为预防道路桥梁沉降段跳车现象提供借鉴与参考。

关键词:道路桥梁;沉降段路基;路面施工技术

1 造成道路桥梁沉降原因分析

缺乏合理的结构设计

部分项目在桥头引道的沉降段施工时,采用粗粒料填筑法,钢筋混凝土搭板法以及增加钢筋法进行处理,但这些方法难以有效避免跳车效果。通过分析发现,相关勘测人员在进行地基勘测时,钻孔较少且相关的钻探深度缺乏,使得在进行具体设计时所采用的地质数据不准确导致结构设计不合理;在软土地基的设计中,设计人员没有合理科学的计算方法,这使得结构设计缺乏合理性。这种桥头沉降段的结构设计不合理性,导致道路桥梁沉降段产生不均匀沉降现象。

道路桥梁沉降段回填作业中填料影响

在道路桥梁沉降段的回填作业过程中,填料选择了普通的黏性土材料,这种回填材料受到多种因素影响。由于不同地区,不同施工现场环境,在地质情况以及各工程在台背土方压实度等方面都存在很多差异,因此填料也会出现差异。普通黏性土材料在道路桥梁施工中,易受到自重以及长期荷载作用,使道路桥梁沉降段产生不均匀现象。即基于道路桥梁沉降段回填作业中填料选择不合理,会导致道路桥梁沉降段产生不均匀沉降现象的出现

桥头搭板的设置导致沉降出现不均匀现象

在大桥的施工项目中,企业选择利用设置桥头搭板方式,避免桥端出现由于连接不良造成的沉降,但桥头搭板很容易遭受其他外界因素影响导致道路桥梁沉降段路基路面出现不均匀沉降。具体因素包括:在道路桥梁施工中,桥头搭板的`位置主要位于沥青混凝土表面层的下面以及平路面基层的顶面,这会导致行车荷载可以与路床进行直接传递,在衔接位置,由于长时间遭受雨水渗透,使得填料流失,从而导致搭板脱空,使得路桥梁沉降段路基路面出现不均匀沉降现象。

2 道路桥梁沉降段路基路面施工技术

针对路桥梁沉降段路基路面出现不均匀沉降问题,我们从以下几个方面进行了改进:

科学设计沉降段结构形式

基于桥头引道沉降段,结构缺乏合理的设计,导致沉降,可以采用相应措施进行解决。通过多年的道路桥梁施工经验,我们主要从设计以及施工两方面进行着手:第一,提高在道路桥梁沉降段的搭板长度以及强度的设计,由于现阶段,我国在这一方面还存在很多的不足,特别是缺乏相应的设计标准,因此,在进行设计时,要保证设计质量,设计单位必须依据道路桥梁工程的实际情况以及自身以往此类工程设计实践的前提,进行设计。第二,在对设计方案进行合理性验证条件下,我们从施工角度入手,譬如,充分结合道路桥梁沉降量以及搭板长度的实际情况,在路基施工过程中采用土木格栅技术,使道路桥梁的沉降量可以在稳定性前提下,大幅度降低。

搭板设置

在道路桥梁沉降段路基路面施工中,为了避免搭板沿竖直方向滑落,引起桥头凹陷,需要设置在横向之间的拉杆;会在纵向之间,进行锚栓固定,通过选择合适的钢筋,确保控制器之间具有合适的距离,从而确保在具体施工中的安全性。对于纵向方面的锚栓固定,所以其一直处于垂直状态。但这种状态会导致搭板易于受损,因此在进行具体施工时,必须确保锚栓位置以及横向拉杆位置一直,确保施工效果的安全性。在支座的选择方面,首先要铺设一层铺垫层,铺设位置要靠近桥台的搭板下;橡胶支座的距离要确保低于80cm,通过对橡胶支座距离的严格控制,确保其稳定性满足需求。当搭板的倒角出现转动问题,会影响道路路面结构,因此,要确保牛腿和桥台的上端位置设置成倒角模式。通过改变牛腿和桥台的上端位置模式,保证道路路面结构的稳定性,降低公路路基的损害。当连接桥头以及搭板位置有间隙存在时,可以通过填充材料在缝隙处,确保施工质量,进而有效预防雨水的渗透。填充材料可以是油浸甘蔗板,沥青以及纤维类位置,此外还要讲一定浓度比的沥青灌倒填充材料位置,如此降低间隙,确保其防水性,实现密切作用,提高施工效率以及施工质量,利于后期维护和延长道路桥梁沉降段路基路面的使用寿命。

桥台软基施工

在进行桥台软基施工过程中,主要施工技术涉及到了水泥粉喷桩地基法、强夯法、塑料排水板法等。在施工过程中,水泥粉喷桩地基法具有较好的加固效果,并能够有效地缩短施工工期。但这一技术手段在应用过程中工程造价较高、经济效益较差。强夯法在施工过程中,施工工艺较为复杂,但是能够很好地处理软土层地基问题。因此在进行施工过程中,需要从工程情况进行考虑和分析,选择有效地施工方法,这样能够有效地消除不均匀沉降问题。

道路桥梁沉降段回填作业中填料的选取

由于填料选择不合理,导致道路桥梁沉降段出现不均匀沉降,因此我们从以下几个方面着手选取合适的道路桥梁沉降段回填作业中填料:第一,受沉降段地质要求以及工程其他路段都存在很大的差异,因此,在填料的选取上应当选用加固材料。第二,企业在遵循上述原则的基础上,确定几种填料,并借助土工试验,最终确定填料的选取,此外,企业的土工试验结果,应该以渗水性能,干容重等作为判断依据,进而选择合适的道路桥梁沉降段回填作业填料。

3 结语

近年来,道路桥梁建设工程事业快速发展,道路桥梁沉降段路基路面施工技术已得到人们的高度重视,但道路桥梁沉降段路基路面施工技术中还存在很多缺陷,行车跳车现象经常产生。因此,分析道路桥梁沉降段路基路面施工技术中不均匀沉降产生的原因,在此基础上,研究道路桥梁沉降段的结构设计以及路面施工技术。希望通过本文对道路桥梁沉降段路基路面施工技术探讨,为预防道路桥梁沉降段跳车现象的发生提供借鉴与参考。

参考文献

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[3] 栗月琴.浅谈公路桥梁沉降段路基路面的施工技术[J].四川水泥, 2014(11):29-29.

路基路面病害科学检测与养护措施论文

摘要 :首先介绍了高速公路路基路面普遍的病害。随后就高速公路路基路面病害问题的检测技术展开探讨,包括检测原则、选择检测技术、检测技术种类。重点分析了高速公路路面路基病害的预防养护措施,如路基、路面早期病害的原因和表现以及高速公路预防和养护措施。结论证实,要运用科学的检测技术,在高速公路施工结束早期及早检测出存在的病害问题,找出问题并进行及时的预防养护,保证高速公路施工符合建设要求。

关键词 :高速公路;路基路面病害;科学检测;预防养护

1高速公路路基路面普遍的病害

车辙损害

车辙损害是高速公路路面常见的病害情况,主要特点是路面具有明显的车辙痕迹,还有的发生明显的凹陷,导致发生车辙损害的原因有两个。第一是路面材料不耐高温,在夏季日晒情况下路面会变软,从而导致车辙出现。第二原因是车辆超载,当车辆载荷过大超出路基承载范围,就会发生路面沉降,导致车辙出现。

结构性破坏

高速公路发生结构破坏具有多种表现,包括网状裂纹、横裂纹等种类。引发高速公路出现结构破坏的原因非常多,可以总结为三种。一是高速公路受到外部水体侵蚀,对材料结构造成破坏,引发结构破坏。二是路面防水层性能比较低,不能起到很好的防水效果,雨水冲刷后破坏了公路结构。三是没有很好的养护管理,外界温度会影响混凝土收缩变化,最终导致裂缝出现。

沉降不均

高速公路建设中非常容易出现沉降不均,这个问题很难处理。导致沉降不均的原因非常多。施工方面的因素是,路基碾压施工不够合理,没有达到设计标准。此外,路基施工材料填筑不合格,压缩系数及路基设计都有偏差,这样都引发了沉降出现。施工以外的因素包括,没有勘察好施工地质条件,导致发生沉降隐患。

2高速公路路基路面病害问题的检测技术

检测原则

对高速公路定期检测可以全面了解公路的情况,做好公路的全面诊断。为了全方面检测公路病害情况,要制定科学化的检测流程,进行科学化的检测,才能获得准确的检测结果并制定出相应的解决方法。及时检测路基路面的病害问题,可以促进高速公路的使用和发展。检测时,要遵循相关的原则开展,主要有:一,确保检测结果准确无误。对病害进行检测是为了及时发现高速公路路基路面存在的不同质量问题,尽快消除隐患,提高高速公路安全性。二,确保检测高效。检测病害问题时,一般是在公路施工结束后进行,还有的在正式运营后。当公路通车运营后,进行病害检测会对正常交通造成影响,所以需要提高检测工作的效率,可以在短时间内就完成工作,恢复正常运营。三,要确保病害检测具有经济性。经济性指的是,在一定成本下,能够进行高质量的检测,避免浪费。四,要遵循针对性检测原则。在高速公路路基路面进行全面检测的同时,还要做好针对性的检测。检测过程中有针对性和目的性,既可以缩短公路检测时间,又可以节省公路检测中的人力和物力。因此遵照针对性原则,可以显著提升检测效率,还能做到有针对性。比如在卡车经常路过的路段进行针对性检测,可以及时发现由于重载负荷引起的路基路面病害,这就要配合交警部门严格查处违法超载车辆,由于连年超载会导致高速公路发生严重损害,必须技术加以维护。

选择检测技术

对高速公路路基路面病害检测要运用多种检测技术,在不同条件下,选择的检测技术是各不相同的。所以,要针对高速公路具体的病害问题,采取恰当的检测技术。当路面发生病害不会影响到正常交通的时候,可以采用无损检测全面检查路面,一旦发现问题要及时处理。如果高速公路路面发生大面积损害,首先要采用无损检测技术,但如果不能达到检测效果,就要采用破坏性的检测技术。例如,对路面网状裂缝进行检测时,因为其是受到外界很大的`载荷,对周围环境和交通都会造成很大影响。在这种条件下,就要选择使用破坏性的检测方法,通常采用钻芯取样。当路面遭受的破坏比较大,对交通造成影响时,只能挖除路面,检测路基的情况,才能发现病害原因。

检测技术种类

检测高速公路路基路面病害是一个重要工作,检测内容主要有弯沉检测、平整度检测、摩擦系数检测、路面破损检测和裂缝检测等。用于检测的技术主要包括:雷达探地检测技术、声波检测技术、EH-4连续电导率检测和可控源高分辨地震波检测等。弯沉检测指的是对路基路面出现的沉降和沉降引发的弯曲情况进行检测。平整度检测是对路面平整情况进行检测,它关系到车辆行驶的舒适度。裂缝检测指的是检测路面裂缝引发的原因。以上的检测技术,它们的检测原理是非常不同的,例如雷达探地检测法使用雷达检测路面存在的缺陷;声波探测法通过发出声波对路面病害进行检测。针对不同病害形式,要根据不同表现采取相应的检测,从而保证检测结果的准确和高效。

3高速公路路面路基病害的预防养护措施

路基早期病害的原因和表现

路基是高速公路重要构成部分,一旦路基出现病害会直接影响到公路的整体质量,造成严重的后果。根据调查,路基早期病害表现有非常多类型,会引发行车的安全事故。首先,路基压实度不够高。这会导致路面沉降和路基发生破坏的连锁反应,特别是纵向压实度不够高,路面会出现纵向裂纹。其次经常存在桥头跳车的情况。桥头跳车的出现原因是,由于地基沉降不均匀,使得桥面和路面连接缝位置有了高度差,当车辆通过此高度差的时候就会出现跳车的情况。最后是水破坏问题。水破坏会使路基发生损坏,导致路基质量下降。在一些路段,由于地理的原因,水的流速非常大,会对路基材料进行冲刷,还有的会出现洪水冲刷路基。

路面早期病害的表现

和路基的问题相比,路面具有更加多样的问题。路面早期的病害包括变形破坏、沉降破坏和松散破坏等问题。这些不同的病害相互间既有不同之处,也有内在的联系。针对变形破坏和沉降破坏,这两种病害的表现特点是一样的,还有的时候沉降破坏会导致变形破坏。松散破坏的原因是施工导致的问题,当车辆碾压后,会发生松散破坏,造成车辙、裂纹等问题。

高速公路预防和养护措施

不管是路基病害还是路面病害,当发生早期病害的时候,要及时开展预防养护措施,从而尽快消除问题,确保高速公路施工质量。进行路面预防养护时,先要翻修破损的路面,进行翻修后使公路能够符合通行的要求。比如某地的部分高速公路,在2016年翻修过一次,增强了整体道路质量。另外还要修补破坏不严重的路面。在某个高速路段,落石砸在了路面上,对部分路段造成了不同程度的损害,采用混凝土修补后,使路面满足了高速公路的设计要求。最后,还要对路面裂缝进行处理。当路面出现裂缝时,要找出裂缝的原因,制定针对裂缝的解决对策。比如,当裂缝宽度在2mm以下时,可以使用灌浆法,使用环氧树脂进行填补。一旦裂缝在10mm以上就要进行开挖,安置钢筋架,把环氧树脂灌注在里面,最后使用混凝土抹平。路基预防养护措施为,先要增强桩基,特别是桥梁部分的桩基,采用有效的桩基施工,避免造成沉降。另外,还要加强路基碾压施工,合理制定碾压次数,进行均匀碾压、多次碾压,保证路基材料密实度符合要求,最终保证高速公路在使用过程中不会发生沉降。

4结语

高速公路在施工中,路基路面是重点和难点部分,在施工刚结束的早期阶段,极易存在很多病害问题,比如裂纹、车辙和沉降等问题。这些病害虽然在一段时间内不能影响到整体高速公路的使用性能,但是会大大降低局部路段的行车安全和质量。所以要运用科学的检测技术,在高速公路施工结束早期及早检测出存在的病害问题,及时找出问题并进行及时的预防养护,保证高速公路施工符合建设要求。

参考文献:

[1]张喆,席进.复工续建高速公路路基路面特殊问题及其处理措施研究[J].工程与建设,2014(4):531-532,547.

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[5]何光兵.高速公路沥青路面预防性养护研究[D].西安:长安大学,2012.

[6]鲍晓军.高速公路路基路面病害科学检测与预防养护研究[D].长沙:长沙理工大学,2008.

京津铁路沿线地面沉降研究论文

一、内容概述

地下水开采和工程性建设是影响上海市地面沉降的两大主要因素。针对这两大因素,分别开展了地面沉降防治技术方法研究,其中地下水开采方面包括地面沉降机理、地面沉降模拟预测以及地面沉降防治3个层面的工作;工程性地面沉降防治包括地面沉降规律研究、地面沉降监测体系建设、地面沉降防治技术研究。

(一)针对地下水开采引起的地面沉降

1.地面沉降机理

在分析地面沉降监测成果的基础上,根据承压含水层应力-应变规律,研究承压含水层在不同应力状态下的变形特征和“弹性—弹塑性—塑性”变形规律,通过开展室内土层变形试验,研究地下水开采土层变形机理。

图1 上海市第二和第四承压含水层应力-应变规律

2.地面沉降模拟预测

针对上海地面沉降不同的时空变化特征(图1),建立真三维地下水 地面沉降耦合模型,充分考虑了含水层压缩变形等因素,建立了渗透系数与孔隙比、土层体积压缩系数与有效应力和孔隙比等之间的函数关系,模拟了含水层系统的非均质特性,实现了大范围、垂向含水层和弱透水层结构复杂等条件下地面沉降演化过程的模拟及预测(图2)。

图2 耦合三维水文地质结构模型的地面沉降过程模拟

3.地面沉降防治

上海每年在深入分析上年度地下水开采与回灌格局及地面沉降情况的基础上,通过地面沉降数值模型预测确定下一年度全市地下水开采和回灌量,调整地下水开采与回灌布局规划,制定各区县、各含水层地下水开采与回灌目标,进而具体到每口井的开采回灌量的分配。

(二)针对工程性建设引起的地面沉降

1.工程性地面沉降影响规律

根据地质结构特征和基坑工程的实际工况,结合基坑不同降水深度和围护结构插入深度的组合类型,分别建立开挖和降水引起的地面沉降数值分析模型,并依托基坑工程开展地面沉降影响范围全覆盖监测工作,通过综合分析和总结得到基坑工程开挖和降水引发地面沉降影响的规律(图3,图4)。

图3 上海世博变电站基坑开挖地面沉降曲线

说明:世博变电站开挖深度约34m,进入到第⑦1层砂质粉土中,基坑围护结构采用地下连续墙,深度为,进入到第⑧1层黏土中,隔断了降水目的层,基坑开挖引发的地面沉降范围较小

2.建立地下空间工程地面沉降监测体系

根据地下空间开发中基坑和隧道工程施工引发的地面沉降数值分析,结合大量实测工程数据,并依托基坑工程地面沉降监测试验,研究确定地下空间开发地面沉降监测工程类型、监测范围、监测内容以及监测频率等的关键技术及方法,建立地下空间工程地面沉降监测体系(表1,表2;图5)。

图4 轨道交通10号线国权路站基坑数值计算与实测结果对比图

说明:轨道交通10号线国权路站最大开挖深度为,采用坑外降水的基坑工程,因无隔水帷幕的阻挡,降水目的层的水头大幅下降,引发周围区域地面沉降非常显著,其影响范围可达到10H(H为覆土厚度)

表1 考虑地质条件下的基坑分类一览表

表2 地下空间开发中基坑和隧道工程建设地面沉降监测范围分区

说明:表中D为隧道底板埋深,H为覆土厚度。基坑工程一般在距离基坑边界3H左右范围内地面沉降较显著,是目前基坑施工的常规监测区域,定义为地面沉降常规监测区域;在3H以外的地面沉降影响区域,地面沉降量相对较小,但影响范围较广,对区域地面沉降防治不利,一般通过有效防治措施可将地面沉降量和影响范围控制在有限范围内,该区域定义为地面沉降重点控制区。

图5 地下空间开发地面沉降监测体系

说明:地下空间开发地面沉降监测体系将工程建设安全和地面沉降控制融为一体,体现了地下空间开发地面沉降的特点。地下空间开发地面沉降监测体系以区域地面沉降监测网络为基础,制定地下空间开发地面沉降监测方案,包括监测范围、监测项目、监测网(点)布设、监测频率等,利用地面沉降监测技术方法进行监测,并同步开展监测成果分析,实时控制地面沉降风险,当监测数据报警时,立即启动地面沉降风险预警,采取地面沉降防治措施,并进行应急处置,为地下工程安全运营提供保障

3.工程性地面沉降防治——浅层地下水人工回灌技术

依托重大市政工程,建立大型试验场,通过试验研究,深入探索了浅层地下水回灌的技术方法、工艺流程等,总结了回灌对控制工程降水引起的地下水位降低及防治地面沉降的综合效果,建立了较为完善的地下水人工回灌技术流程(图6),进一步补充完善了地面沉降防治技术体系,为新形势下地面沉降防治工作提供了重要技术支撑。

二、应用范围及应用实例

(一)应用范围

地下水开采地面沉降防治技术主要应用于由地下水开采引起的地面沉降地区,工程性地面沉降防治技术主要应用于城市地下空间开发引发的地面沉降。

图6 浅层地下水回灌试验场工作部署图

说明:以往地下水人工回灌工作主要集中在深层承压含水层中进行,对浅层承压含水层的回灌工作开展较少。与深层承压含水层相比,浅部微承压含水层由于其含水层颗粒较细,且含有较多黏性土颗粒,含水层渗透性较差,对地下水人工回灌的开展带来了一系列不利影响。依托轨道交通10 号线同济大学车站的施工,建设浅部含水层回灌大型试验场,开展浅部含水层回灌工作方法与流程试验研究,并深入探讨了浅层承压水回灌对周边地下水位及地面沉降的影响

(二)应用实例

年上海市地下水开采与人工回灌

(1)2010年地面沉降控制效果评价

2010年通过大幅压缩地下水开采量、稳步增加地下水回灌量等地面沉降防治措施,使上海市第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ承压含水层地下水位较上年同期均有明显抬升,尤其是大幅压缩了第Ⅳ、Ⅴ承压含水层地下水开采,使水位抬升幅度较大达~。

通过各项地面沉降控制措施的开展,2010年上海市地面沉降量较上一年度进一步有所缓和,总体实现了在“十一五”末期地面沉降量在7mm/a的基础上进一步有所降低的控制目标,但在大虹桥区域、嘉定南翔、闵行梅陇及浦东张江、三林、外高桥等局部地区仍有地面沉降量大于20mm的漏斗,漏斗中心极端地面沉降量达100mm,不均匀沉降现象仍较突出。

(2)2011年地下水开采与人工回灌方案

在分析2010年地下水采灌现状、调研地下水回灌设施与供水基础设施建设状况等基础上,依据地面沉降防治现状及面临的形势,结合地面沉降“十一五”防治实施情况,确定2011年地下水开采与人工回灌目标:2011年上海市地下水开采量控制在2000×104 m3 以内;全市人工回灌量在确保完成2000×104 m3(第Ⅳ承压含水层应达到500×104 m3)的基础上,力争形成2300×104 m3 的回灌能力。具体分配方案见表3。

经过模拟计算,通过该方案的实施,上海市在2011年各承压含水层的水位有不同幅度的上升,上升幅度为~ m,其中第Ⅳ承压含水层地下水位预期上升幅度较大,为~;全市地面沉降有进一步的降低。

表3 2011年上海市地下水采灌方案水量分配

(3)2011年地下水开采与人工回灌方案实际实施效果

图7 上海市中心城及周边地区地面沉降等值线图(2011年)

2011年上海市实际地下水开采总量为×104 立方米,以第Ⅳ、Ⅴ承压含水层为主,分别占总开采量为、。全市实际地下水人工回灌总量为×104 m3,地下水人工回灌以第Ⅱ、Ⅲ承压含水层为主,分别占总回灌量的、,第Ⅳ承压含水层回灌量也达到了×104 m3。

通过大幅压缩地下水开采量、开展人工回灌等地面沉降防治措施,使上海市第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ承压含水层地下水位较上年同期均有较为明显的抬升,尤其是大幅压缩第Ⅳ、Ⅴ承压含水层地下水开采地区,水位抬升幅度达~。

通过各项地面沉降控制措施的开展,2011年上海市平均地面沉降量为,其中中心城、郊区沉降量分别为 mm、(图7)。

2.轨道交通13号线祁连山南路站基坑降水

将工程性地面沉降防治技术应用于13号线祁连山南路站基坑工程中,对基坑降水设计进行了优化,引入浅层地下水回灌,并制定了基坑内外地下水位控制条件,从基坑地下水位实测数据出发开启回灌井,控制降水量和回灌量,实测数据显示基坑工程地面沉降控制效果显著,浅层地下水回灌控制地面沉降效果良好(图8)。

图8 轨道交通13号线祁连山南路站基坑降水与地面沉降关系

三、推广转化方式

通过参加或举办国际、国内地面沉降会议,发表科技论文等方式,对成果进行宣传推广。2000年以来先后参加了第六届意大利国际地面沉降会议、第八届墨西哥国际地面沉降会议,并成功举办了第八届上海国际地面沉降会议。此外参加了第一届、第二届、第三届全国地面沉降会议,在国内外期刊上发表数百篇有关地面沉降防治的科技论文。

技术依托单位:上海地质调查研究院

联系人:方正

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一、内容概述

地表形变监测是地质灾害防治与预警的基础工作。我国当前频发的滑坡、地面沉降、地裂缝、地面塌陷等对人居环境的威胁逐步增大。传统地面测量手段受制于监测范围小、点位密度低和施测周期长等不足,对地质灾害宏观特征及时空演化过程的监测能力有限。自20世纪90年代末期开始,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在多类型地表形变监测中得到广泛的研究和应用,具有快速、准确、精度高、覆盖范围广等优点,改变了以往测量手段点位密度低、工作周期长、施测要求高的不足。

InSAR技术的核心是利用相位观测值获取目标的几何特征及变化信息。由于干涉相位对微小形变极其敏感,毫米级的形变在干涉相位中都会有所反映,因而利用重复轨观测获取的干涉相位,通过差分干涉处理可获得高精度的形变信息。

自2000年起,在国土资源部、科技部等部门的支持下,航遥中心依托国土资源大调查、国土资源部公益性行业基金、863计划等项目,开展InSAR技术的理论、方法及应用研究,形成了趋于完善的多尺度、多类型的灾害性地表形变InSAR调查与监测技术体系。通过InSAR关键技术研究、应用示范、结果验证和工程化应用等环节的攻关研究,系统解决了低相干、有限数据量条件下InSAR地面沉降信息提取和跨轨道、多图幅大范围地面沉降InSAR监测制图等一系列地表形变InSAR监测工程化应用的核心技术,建立了一套解决大区域性地面沉降同步监测的InSAR方法技术体系。在我国首次系统利用InSAR技术开展了大范围区域性地面沉降工程化监测,获得了当前华北平原、长三角、汾渭谷地等地区全覆盖、高精度的地面沉降监测数据,填补了地面沉降基础调查数据的空白。工程化应用表明相干目标InSAR时序技术测量成果的精度优于±3~5 mm,在区域性监测中整体方差优于±1 cm,满足地面沉降监测的需要。InSAR技术的研究和应用提升了我国地表形变,特别是区域性地面沉降监测的工作能力和技术水平,取得了显著的社会效益和经济效益。

二、应用范围及应用实例

研究成果先后应用于地面沉降、滑坡、高铁沉降、油田地表变形和矿山开采沉陷等多类型地表形变监测。从2004年至今,先后开展了华北平原、长江三角洲地区、汾渭谷地全覆盖InSAR工程化监测,突破了以往独立行政区划对地面沉降监测工作的局限,实现了区域地面沉降InSAR监测成果“一张图”,填补了我国地面沉降防治与风险管理工作基础数据的空白。

同时,针对重大工程对地面稳定性的要求,开展了京津、京沪等高速铁路,南水北调工程东线,西气东输工程长三角段等一批重大工程区地面沉降InSAR调查和监测,为重大工程区的地质灾害风险管理提供了有效的技术服务。先后开展了三峡库区滑坡(新滩、树坪等)、矿山开采沉陷(唐山、兖州等)、油田地表形变(大港、东营等)、城市地裂缝(西安)、地震形变场等多尺度、多类型地表形变监测应用,全面提升了InSAR技术的应用能力和水平。

图1 华北平原地面沉降区InSAR监测沉降速率图(2008~2010年)

1.实现我国三大地面沉降区监测全覆盖

利用InSAR技术开展华北平原、长三角、汾渭谷地大范围、区域性地面沉降调查与监测,累计范围超过20×104 km2,首次实现了我国三大沉降区的InSAR监测全覆盖。

(1)华北平原地面沉降InSAR监测成果

监测范围14×104 km2,覆盖北京、天津、石家庄、唐山、郑州等城市以及黄河三角洲地区(图1)。监测成果显示:华北平原以往地面沉降严重的主要城市(天津、北京(图2,图3)、沧州等),自2004年开始市区沉降速率均有所减缓,普遍小于30mm;主要沉降中心多集中于这些城市的周边,以各种开发区为主。沉降中心的年沉降速率普遍大于40~50mm,且有不断扩大的趋势;各省级行政区交界地带沉降区呈现连片发展趋势,沉降速率大、范围广;沉降中心与大型基础设施(铁路、公路)分布以及区域经济发展密切相关。

图2 北京地区2007~2010年累积沉降量

图3 北京来广营累积沉降量

(2)长江三角洲地区地面沉降InSAR监测成果

监测面积约6×104km2,覆盖上海(图4、图5)、江苏苏锡常与扬泰通、浙江杭嘉湖地区,查明了各地区2006年至今地面沉降的分布状况,获取了上海、苏锡常、杭嘉湖地区的连续监测数据,发现了上海市与浙江交界地带金山 平湖等多个快速大范围沉降区,年最大沉降速率达到40~50mm。监测表明:长三角地区整体沉降幅度和范围小于华北平原地区,地面沉降速率总体趋缓,快速沉降区仍多集中在各地的主要开发区。

图4 上海地区InSAR 监测累积地面沉降量图(2003年9 月—2010年9 月)

图5 华漕镇累积沉降量图(2003年9月—2010年9月)

(3)汾渭地区地面沉降InSAR监测成果

图6 太原盆地地面沉降速率图(2007~2010年)

以大同-太原-临汾地区(图6)、西安市为主要工作区,查明了覆盖汾渭地区近4×104 km2 范围的地面沉降发展分布状况,新发现了榆次、清徐、临汾等快速沉降区,最大年沉降速率达50~70mm。完成了太原市区(图7)自2005年以来地面沉降变化过程的连续监测,详细查明了各主要沉降中心的时空变化特征。

图7 太原市主城区主要沉降中心分布图

2.有效服务高速铁路沿线等国家重大基础设施建设

积极服务国家重大基础设施建设,应用InSAR技术开展高速铁路沿线地面沉降监测与调查。在国内首次应用欧空局ENVISAT卫星SAR数据(分辨率20m)开展了京津高速铁路全线地面沉降状况InSAR调查与监测,获取了沿线5 km范围内2004年至今各年度的地面沉降监测成果,发现了京津高铁沿线位于北京和天津地区的2 处主要沉降漏斗(图8,图9)。同时,首次利用德国TerraSAR-X高分辨率SAR数据(分辨率3m)开展了京津高铁沿线重点沉降区精细监测,获取了2009年2~10月间连续监测数据,有效服务于铁道部门对京津高铁基础的稳定性评价和对策研究工作。

3.积极开展多类型地质灾害监测与工程实践

在实现区域性地面沉降InSAR监测的基础上,开展了矿山开采沉陷调查、油田地表变形监测、滑坡活动监测、城市地裂缝探测、地震形变场提取等多尺度、多形式的灾害性地表形变场探测与监测,取得了良好效果。以唐山开滦矿区为研究区(图10 和图11),开展了煤矿区开采沉陷和矿业城市地面稳定性InSAR监测,证实InSAR技术可及时发现矿山开采的范围和强度,能够满足矿山开采沉陷动态监测需要。目前已广泛应用于大同、兖州、淮南、徐州、皖北等主要煤矿区。连续监测三峡地区新滩滑坡、链子崖滑坡自2002年至今的活动变化,结果显示新滩滑坡已趋于稳定。开展石油开采诱发地表变形的InSAR监测,查明了大庆、东营等油田地面沉降和抬升状况。

图8 京津高铁全线地面沉降速率图(2007~2009年)

图9 京津高铁沿线2007~2009年地面沉降剖面图

图10 开滦矿区开采沉陷InSAR干涉图(2009年10月07日至2009年10月31日)

InSAR技术在我国主要地面沉降区以及多类型地表形变灾害监测工作中的应用实践显示了在地质灾害监测领域的独特优势。“十二五”期间,InSAR技术将在全国地质灾害易发区调查、重要经济区(城市群)建设、主要矿产资源开发区监测、地下水主要开发利用区监测以及重大工程区等领域内缓慢地表形变监测工作中发挥重要作用。立足全国区域性地面沉降监测工作,重点围绕国家重大基础设施建设,依托InSAR技术开展大区域地表形变监测,提供地面稳定性监测与风险评价,服务于工程规划、建设和运营。在矿山、石油、水利等领域的应用,特别是煤矿区开采沉陷和工矿城市地面沉降监测方面的应用需求明显,将促进InSAR技术成为日常监测手段。

图11 唐山市老采空区缓慢沉降速率图(2004~2009)

高分辨雷达卫星及其相关技术的发展将进一步推动地质灾害InSAR精细化监测。新一代高分辨雷达卫星,如TerraSAR-X、Cosmo-skymed等将为InSAR技术精细化应用提供丰富的数据源。应用高分辨SAR数据开展高速铁路、公路、大坝以及大型单体建筑等重大工程和基础设施的精细监测将成为现实。将在国土资源、矿山、交通运输、水利工程等诸多领域的地质灾害调查与监测工作中发挥更为重要的作用。

三、推广转化方式

本项研究成果已先后在中国地质调查局开展的《华北平原地面沉降监测与防治》、《长三角地区地面沉降监测与风险管理》、《全国地面沉降监测与防治》等计划项目中得以推广应用,并于2011年启动了《全国地表形变遥感地质调查》工作,旨在应用InSAR技术开展我国中东部的平原、盆地、三角洲地区和海岸带地区地面沉降、矿山开采沉陷调查与监测,详细查明目前我国地面沉降的发生状况,为全国地下水管理、城市规划、基础设施建设布局等提供基础资料。

华北平原和长三角地面沉降InSAR监测成果有效地指导了各地区地面监测网络的布设和建设。通过与北京、天津、上海等各省市地质环境总站联合,针对各地区关心的重点沉降区开展详细调查和监测,直接服务于地方需要。此外,为铁道部第三设计院、煤炭科学研究院唐山分院、山东省鲁北工程勘查院、河北省水文地质工程地质4队等单位和组织提供了技术资料和成果。

2010年6月,中国地质调查局以地质调查要情专报的形式刊发了“InSAR技术在我国地面沉降调查监测工作中应用效果显著”的通报,介绍InSAR技术研发取得的成果和先进经验。2011年初,由中国地质调查局主办,航遥中心承办,召开了迄今以来全国最大规模的“地表形变InSAR监测技术培训及研讨会”,全国各地质环境监测部门、高校、研究所等机构共计120余人参加了本次培训,邀请了来自意大利、德国、加拿大等国家和机构专门从事InSAR技术研发的专家授课,全面介绍InSAR技术及其应用情况,取得了良好的社会效益。

主要推广转换方式包括会议交流、技术培训与技术咨询。

技术依托单位:中国国土资源航空物探遥感中心

联系人:葛晓立

通讯地址:北京市海淀区学院路31号航遥中心遥感方法技术研究所

邮政编码:100083

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