利用泡沫混凝土建造保温排水沟的方法与流程

本发明属于多年冻土区排水技术领域，涉及一种利用泡沫混凝土建造保温排水沟的方法。

背景技术：

排水设施是线路工程的主要配套设施之一。

多年冻土区的路基防排水措施可借鉴的经验很少。青藏公路的排水设施是路基边直接挖沟，小部分用预制板，大部分没有任何措施，造成了青藏公路的冻胀与融沉病害。1975年修建的风火山试验路基其排水设施采用挡水埝和草皮排水沟，取得较好的效果，但高原生态环境恶劣，草皮无法获取，此方案在青藏铁路设计上被排除。大多数是根据经验采取挡水埝、拦水坝、浆砌片石排水沟、混凝土现浇和混凝土预制排水沟等方法进行路基防排水处理，由于高寒区地表土冻融循环强烈，刚性排水结构很容易开裂或错台，而且每年要对防排水设施进行养护与维修，耗费了大量的人力财力，国外有关多年冻土区路基防排水措施方面的可借鉴经验较少。

目前，青藏铁路多年冻土区的排水沟变形或破损非常严重。部分地段浆砌片石水沟、混凝土预制u形与梯形水沟在多年冻土季节活动层的寒季和暖季反复冻融作用影响下，浆砌水沟的勾缝和混凝土预制水沟的衔接部位变形不均匀，产生较大裂缝；受土体冻胀影响，排（截）水沟在水平横向冻胀力作用下遭受剪切破坏，导致预制的混凝土部件沿水沟纵向出现裂缝及浆砌水沟发生倒塌。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用泡沫混凝土建造保温排水沟的方法，能建造出适用于多年冻土区的排水沟，减少多年冻土季节活动层寒季和暖季反复冻融作用的影响，防止排水沟产生较大裂缝和倒塌。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用泡沫混凝土建造保温排水沟的方法，具体按以下步骤进行：

1）在多年冻土区建造排水沟的区域内开挖沟渠，沟渠的尺寸比预制沟槽的外形尺寸大；

2）沟渠底部放置第二垫块，将预制沟槽放入沟渠内，使预制沟槽与第二垫块相接触，再在预制沟槽侧壁与沟渠侧壁之间放置第一垫块，使预制沟槽不与沟渠相接触；

3）分段向沟渠内灌注泡沫混凝土，直至泡沫混凝土填满沟渠与预制沟槽之间的空隙，在该空隙内形成保温层，完成保温排水沟的建造。

本发明建造方法利用泡沫混凝土的保温性能延迟土体的冻结；利用泡沫混凝土的可变性性能消除土体的冻胀力对混凝土排水沟的破坏。当寒季土体冻结时，泡沫混凝土保温排水沟两侧没有侧向冻胀力，消除了排水沟的挤压破坏。底部没有法向冻胀力，消除了排水沟的冻胀抬起现象。当冻结深度大于排水沟深度时，排水沟两侧土体的冻结力使混凝土排水沟与土体成为整体，不会单独将排水沟抬起。另外如果有轻微的冻胀力（水沟底部或两侧），由于轻质泡沫混凝土具有较高压缩性和良好延性，使其在发生较大的变形之后，不发生整体破坏，可承担、吸收变形压力，改变结构体受力大小，保证了排水沟不被破坏，具有较好的排水效果效果和较长的使用寿命。

附图说明

图1是本发明建筑方法实施过程中保温排水沟半成品的横断面图。

图2是采用本发明建造方法建筑成的保温排水沟的横断面图。

图中：1.第一垫块，2.预制沟槽，3.土体，4.沟渠，5.第二垫块，6.保温层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种利用泡沫混凝土建造保温排水沟的方法，具体按以下步骤进行：

1）在多年冻土区建造排水沟的区域内的土体3上开挖沟渠4，沟渠4的尺寸比预先定制的预制沟槽2的外形尺寸大10～15cm；

2）在沟渠底部放置第二垫块5，然后，将预制沟槽2放入沟渠4内，使预制沟槽2与第二垫块5相接触，再在预制沟槽2两侧壁与沟渠4两侧壁之间分别放置第一垫块1，使预制沟槽2不与沟渠4相接触，如图1所示；

第一垫块1和第二垫块5均为木块。

3）分段向沟渠4内灌注密度为600kg/m³的泡沫混凝土，直至泡沫混凝土填满沟渠4与预制沟槽2之间的空隙，在该空隙内形成保温层6，完成保温排水沟的建造，如图2所示。

本发明建造方法利用泡沫混凝土的低导热系数（0.14w/m·k），当寒季土体冻结时，排水沟两侧没有侧向冻胀力，消除了排水沟的挤压破坏。排水沟底部没有法向冻胀力，消除了排水沟的冻胀抬起现象。当冻结深度大于排水沟深度时，排水沟两侧土体的冻结力使混凝土排水沟与土体成为整体，不会单独将排水沟抬起。另外如果有轻微的冻胀力（水沟底部或两侧），由于轻质泡沫混凝土具有较高压缩性和良好延性，使其在发生较大的变形之后，不发生整体破坏，可承担、吸收变形压力，改变结构体受力大小，保证了排水沟不被破坏，具有较好的排水效果效果和较长的使用寿命。

实例：

在青藏铁路的排水设施出现问题以后，在某些试验段的排水沟底部铺设碎石层，起到了较好的效果，缺陷是在有积水时，碎石层不保温，冻结时会发生冻胀，使用四年后，在这些试验段中已经有预制混凝土排水沟抬起现象。当时间一长碎石空隙被泥土填充后，碎石层失去效果，虽然用防水土工布和土层隔离，但上部有开口，还是有水进入。而在另外一些试验段中采用了本发明保温排水沟，使用四年后，这些保温排水沟没有抬起现象，没有破坏，排水效果良好，且具有较长的使用寿命。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种利用泡沫混凝土建造保温排水沟的方法，开挖尺寸比预先定制的预制沟槽的外形尺寸大的沟渠；预制沟槽放入沟渠内，使用垫块使预制沟槽不与沟渠相接触；分段向沟渠内灌注泡沫混凝土，直至泡沫混凝土填满沟渠与预制沟槽之间的空隙，在该空隙内形成保温层，完成保温排水沟的建造。该建造方法利用泡沫混凝土的保温性能延迟土体的冻结；利用泡沫混凝土的可变性性能消除土体的冻胀力对混凝土排水沟的破坏。当寒季土体冻结时，泡沫混凝土保温排水沟两侧没有侧向冻胀力，消除了排水沟的挤压破坏；排水沟底部没有法向冻胀力，消除了排水沟的冻胀抬起现象。保证了排水沟不被破坏，具有较好的排水效果效果和较长的使用寿命。

技术研发人员：李勇;孙永宁;苏奇;程佳;刘有乾;唐彩梅;王进昌;韩龙武;党海明;赵相卿;唐彬杰;潘亚飞;蔡汉成
受保护的技术使用者：中铁西北科学研究院有限公司
技术研发日：2018.08.07
技术公布日：2018.12.04