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为建设青藏高速提供支撑 中外专家把脉冻土高速工程技术难题

2017-08-18 14:51:24 来源:中国日报网
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国内外专家考察共玉高速公路。

今年5月4日,“十二五”国家科技支撑计划“高海拔高寒地区高速公路建设技术”项目通过验收。8月1日,我国首条冻土高速公路——青海共和至玉树高速公路(简称共玉高速公路)建成通车,多年积累的研究成果得到实践验证。但冻土公路技术研究并没有告一段落,8月10日到14日,由中交第一公路勘察设计研究院有限公司(简称中交一公院)主办的“青藏高速公路建设技术咨询会”和“多年冻土高速公路建设技术国际高层论坛”在西安召开,国内多名院士和行业专家以及国际冻土工程界的权威人士,汇聚一堂,围绕冻土高速公路建设技术的难点及其解决方案,进行了深入探讨。记者在会上了解到,冻土公路建设技术已经取得了一定成果,但要支撑大规模高速公路建设和运营,科研攻关的任务依然艰巨。

院士专家团研讨冻土路面路基施工难题

“青藏高速公路要穿越550公里的连续多年冻土区,高温、高含冰量的冻土很不稳定。与已建成的冻土高速公路——共玉高速公路相比,青藏高速公路海拔更高、气候更恶劣、生态更脆弱、冻土控制风险更大。”会上,中交集团副总工程师、中交一公院党委书记汪双杰表示,要支撑青藏高速公路建设,很多关键技术还需要进一步的研究,如路基路面施工过程控制、大断面冻土隧道稳定控制以及冻土高速公路长期养护等技术难题。针对这些问题,需要业内专家群策群力,提出具体的解决方案。

“青藏高原上的混凝土桥开裂问题比较严重,可以考虑用钢结构桥,桥梁桩基处理是难点。”与会专家肯定了已取得的冻土高速公路建设技术成果,并给出了实质建议。在桥梁方面,程国栋、郑皆连、陈政清院士建议采用钢结构桥梁替代钢混结构桥梁,减轻对地基的压力和低温开裂风险;隧道方面,梁文灏、欧进萍院士建议加强对隧道内部温度变化及通风量的监测;路基方面,赖远明、郑健龙、龚晓南院士建议特殊路基在选取材料方面提高标准,并重视不同路基的过渡段以减轻相互影响;此外,专家们还针对建立大数据监测系统、提高一线工人施工技术水平等问题发表了看法。

依托平台中外合作 攻关冻土共性难题

“没想到中国有这种高温、高含冰冻土,没来之前这是不敢想象的。”在“多年冻土高速公路建设技术国际高层论坛”上,来自瑞士、挪威、美国、俄罗斯和加拿大的多位国际冻土工程权威专家,介绍了国际上冻土工程科研的最新成果,并根据对我国首条冻土高速公路——共玉高速公路的考察进行了报告。俄罗斯莫斯科国立大学地质系冰川地质部主任阿纳多利·布鲁科夫告诉记者,俄罗斯、北欧等地区都分布着多年冻土,也在冻土上建设了公路,但中国冻土的类型更多,尤其是这种高温、高含冰冻土,处理起来技术难度更大。加拿大曼尼托大学岩土工程博士詹姆士·M·欧思文介绍,加拿大地广人稀,冻土地区只铺筑了砂石路,在冻土上建设高速公路在世界上都是难题,中国工程师们很了不起。

在共玉高速公路鄂拉山隧道,记者看到,整整齐齐的铁棒直立在隧道口右侧和上方,像卫兵一样保护着这一段冻土,这是治理高原地区冻土病害、保护冻土的热棒。“经过几年的监测,冻土温度没有异常,隧道边坡稳定,这表明浅埋段热棒效果是可靠的。”共玉高速公路建设负责人纳启财解释,鄂拉山隧道属于高温不稳定多年冻土,很容易引起隧道的冻融病害,影响隧道安全。热棒可以把冻土的热量带走,促使隧道开挖形成的多年冻土回冻且降低冻土温度,经过这几年的观测,这项科研成果在处理冻土病害上效果显著。

海拔4280米的花石峡观测基地,是冻土工程国家重点实验室的室外观测基地。青海省交通科学研究院院长房建宏介绍说,这是全球最大、功能最全的冻土工程野外暴露试验场,是世界冻土工程研究的主要基地。基地可长时间观测冻土路基、桩基的变形,并通过传感器把数据实时传给后方,为长期研究冻土变化规律提供了宝贵数据。据了解,这里年降水量不足200毫米,山坡上植被非常稀少,气候条件恶劣,牧民都很少见,但无论冬夏,长期有科研人员在此坚守。

“实验室采集了很多数据,要把这些数据充分利用到冻土高速公路设计中;冻土生态环境很脆弱,一定要注意在建设中尽量少干扰;路肩是否设计更宽一些,这样有利于保护冻土……”在考察后的专题讨论会上,国外专家表示,中国冻土研究在短短四五十年内取得如此成就,让人刮目相看。目前这些成果应用于实体工程中的效果,后续还需要进行长期监测,数据分析,为今后建设青藏高速公路提供依据。此外,国外专家希望利用冻土工程国家重点实验室和室外观测基地,加强合作,联合攻关冻土工程中的共性难题。

责任编辑:王嵩
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