穿越高寒冻土！我国最北高铁咋“抗冻”的？

摘要：穿越高寒冻土！我国最北高铁咋“抗冻”的？

摘要：穿越高寒冻土！我国最北高铁咋“抗冻”的？

阳春四月，春和景明当全国各地都在喜迎春天的时候黑龙江广袤肥沃的黑土地从冰封中慢慢“苏醒”哈伊高铁建设工地也迎来了“复苏之春”

哈伊高铁是我国目前在建最北高铁起自黑龙江省哈尔滨市终至伊春市小兴安岭腹地这里极端最低气温达-30℃以下沿线地质结构复杂分布多处季节性冻土历年最大冻土深度达1.8米
冻土就是在0℃以下含有冰的冻结土层因为土壤里含有水分当温度降到冰点水分凝结冰可以像水泥一样起着粘合剂的作用把土壤粘合在一起形成冻土

松软的土壤经过冻结后会变得坚硬要想在冻土地层施工就要采用机械把冻土破除漏出未被冻结的土壤才能施工
与气温适宜的南方不同同样的工程在南方可以全年无休施工可在黑龙江零下30摄氏度的天气只能停下有效工期只有六个月时间而同样的时间在南方能建5公里在这里只能建1公里建设者们得想办法和天气抢时间因此“争分夺秒”是这片高寒冻土施工的关键词

在这样的高寒地区冰凌撞击桥墩如何解决？混凝土浇筑如何“抗冻”？破开冻土又有何利器？来自中央企业的建设者一一破解冻土难题↓↓↓

能破冰的桥墩优化施工方案，改进装置设计

初春的呼兰河上融化的冰排顺流而下撞上桥墩的瞬间便被轻松分流减少对桥墩产生连续撞击破冰体的桥墩设计是关键之一

破冰体在大桥桥墩施工中并不少见但大多用钢轨制成且接触面为钝角破冰效果并不明显
哈伊高铁的建设团队创新采用新的破冰体形式将桥墩与冰凌的接触面调整为锐角并采用混凝土与墩身统一浇筑桥墩破冰器包裹在桥墩外尖头迎着水库放水的方向
经过改良生产的这种一体式锐角混凝土破冰体结构减少了受力面积有利于分流冰块减少撞击对桥墩的损伤而且整体性更好有利于减少破冰体的松动和破冰体与桥墩之间的开裂

为了合理安排工期项目团队还从河南调用了6套特制钢板桩这种桩强度高、尺寸大专门用在涉水较深的桥梁南方的桥墩两套周转就能满足需求现在6套同时投用在呼兰河特大桥作业效率大大提升
与大桥施工相比路基建设时间更是紧张春天冻融期和雨季下均不能施工建设团队通过重新安排施工顺序采用单机三排三列打桩顺序有效提高施工效率

“温室”里的桥梁搭建智能化保温棚，创新参数计算方法

制作桥梁要使用钢筋混凝土可在黑龙江的高寒天气下混凝土凝固成了一个大问题
要知道凝固和冻结是两个概念冷空气看似把混凝土冻结实了但温度上升后就可能变成废渣所以必须要保证工作环境在10摄氏度以上
建设团队从蔬菜大棚中得到启发用保温板搭建了16个保温棚用来制梁并在大棚里安装了智能温控器使棚内温度始终保持在10摄氏度以上智能化保温棚可以自动调节棚内温度就算室外是零下20摄氏度的环境大棚内也能每天生产一榀桥梁

在棚里制梁过程中加热和保温尤为重要因此建设团队在正常制梁施工的基础上新增模板预热、蒸汽养护和覆盖棉被三道工序提高加热和保温效果

冻土下的桥桩破碎锤砸冻土，精准放置护筒

哈伊高铁安邦河特大桥全长22.12公里有5400多个桩基而且建桩位置都是稻田一到冬天稻田里的水土冻结在一起就像是一个硬壳挖掘机一铲子下去只留下一个大白点

而且在施工过程中按照黑土地保护法建设团队还需要将用地红线内及施工便道内50厘米厚的表层黑土进行剥离保护用于竣工后农田复垦因此冻土埋桩是项目建设的又一大难题
冻土层硬度大剥离难度也大这些都需要一个能把冻土破开的利器原本用于破碎混凝土的破碎锤便派上了用场

建设团队采用破碎锤在冻土地区进行桩基施工原来用挖掘机挖冻土7个小时才能打下一个桩现在先用锤砸碎，再挖坑4个小时就能完工

把冻土破开后就要精准放置护筒确保施工有序推进
在这个过程中泥浆的温度需要严格控制一旦泥浆过热泥浆的热量通过护筒传导至外侧的冻土导致冻土解冻护筒就容易发生偏位这需要测量人员及时检测护筒位置并进行调整如果无法在原有护筒位置进行调整只能将护筒拔出重新定位埋放
因此护壁泥浆要满足两个条件一是循环防止泥浆结冰二是保温要用10摄氏度以上的泥浆
为了确保浇灌桥桩的混凝土满足条件项目团队用热风炮加热混凝土里的沙子、碎石然后用50摄氏度的温水搅拌保证其温度达到10摄氏度以上运输途中再用棉被和保温棉进行保温如此便解决了在冻土中精准放置护筒的难题

如今呼兰河上桥墩破冰器分外醒目庆安制梁场的智能化保温棚内一榀榀桥梁在蒸汽中凝固成型安邦河特大桥畔桥墩如雨后春笋般成排矗立……工程建设正按计划平稳推进哈伊高铁全线建成通车后将不断满足广大群众的出行需求为加快建设我国向北开放新高地贡献力量

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责任编辑丨孙静

执行主编丨刘海草 张灏然

内容来源丨人民日报 中国铁建