随着科技的迅速发展,人们对交通的需求也与日俱增。从第一条铁路的建设通行,到铁路网线四通八达,曾经的"劝君更尽一杯酒,西出阳关无故人"在今天看了已经是无需担心的事情。然而,我国国土广阔,虽然铁路的发展已经取得了一定的成绩,但是对于一些地质特殊的冻土地区(如西部青藏地区),这些地区的铁路修建仍是一个值得研究的问题。文章首先根据冻土地区铁路事业的发展现状,然后分析冻土铁路涵洞施工对地基土地温的影响,最后对冻土地区涵洞开挖的注意事项加以讨论并提出相应的措施、建议。
通过对青藏铁路沱沱河试验段2座试验涵洞进行地温现场监测和观测数据的分析,研究适合青藏高原特殊施工环境的涵洞施工工艺、最佳施工季节、施工对多年冻土的影响以及沿涵洞轴向多年冻土上限的变化特征。研究表明:涵洞施工选择在寒季且选用预制基础,对冻土的热扰动较小;受涵洞施工热扰动、路基填土储热以及涵洞过水等的影响,建涵初期涵洞下多年冻土地温升高,且有部分融化现象;由于涵洞的通风与遮阳作用,涵洞下多年冻土近地表地温的变化特征与天然地面下有明显的不同,涵内浅层地温对气温的响应比天然地面相应深度迟缓,浅层地温年波动幅度逐渐减小,尤其在夏季正温波动幅度明显减小,同时沿涵洞轴向不同部位地温变化特征也有所不同,涵身地基地温正温波动幅度小于进出口,而负温波动幅度大于进出口,与此相应,涵身冻土的人为上限一般也高于洞口,说明路基和涵洞具有保温隔热的作用。
对青藏铁路沱沱河试验段两座拼装式涵洞进行了地基地温及冻融变形监测,分析了涵洞多年冻土上限处的地温变化及地基的冻融变形特征。结果表明:涵洞地基的变形随地温的年波动变化,可分为冻胀和融沉两部分。冻胀变形小于下沉变形,涵洞基础的变形整体上表现为渐减沉降的特征;铁路路基及涵洞的修建改变了多年冻土原来的水热平衡,使涵洞多年冻土上限处地温产生正温波动,冻土上限产生变化,导致了涵洞地基土体沿涵洞纵向的不均匀变形。