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青海交科院盐渍土研究团队

2017-03-31 10:51:09 来源:中国交通新闻网 作者:

    入选理由:青海省交通科学研究院盐渍土科研团队持之以恒攻克盐渍土地区公路技术难题,为治理青海省盐渍土地区公路工程病害、减少养护维修费用、减轻养护工人劳动强度、保障公路畅通、提高公路工程质量,提供了可靠的技术支撑。团队成员克服了高原严酷的自然条件,在风沙中测量数据,顶着严寒埋设仪器,确保了盐渍土科研项目的顺利开展。察尔汗盐湖上的“万丈盐桥”、我国重盐渍土地区的第一条高速公路格尔木至察尔汗高速公路,都是团队的智慧结晶。交通运输部科技项目《盐渍土地区公路建设成套技术及工程应用》曾获国家“科技进步二等奖”。

 

公路跨盐湖 高原写传奇

——记青海省交通科学研究院盐渍土科研团队

  在我国西北高原有一个被昆仑山、阿尔金山、祁连山等山脉环抱的聚宝盆——柴达木盆地。在盆地东南部有个数条内陆河汇聚而成的我国最大的盐湖——察尔汗盐湖。横跨盐湖之上有一段举世罕见的路桥——察格高速公路“万丈盐桥”。盐桥背后有一批默默奉献的交通科技工作者——青海省交通科学研究院盐渍土科研团队。

  盐湖上“漂起”万丈桥

  青海多丘陵盆地,盆地地区盐渍土广泛分布,其中以柴达木盆地盐渍土最为突出。盐渍土作为一种特殊的路基填料,具有诸多工程隐患:盐渍土中的硫酸盐在反复结晶作用下,引起体积变化,破坏土体结构,发生溶蚀、盐胀、冻胀、翻浆,从而导致路基沉陷,边坡滑塌,路面稳定性降低等工程病害;盐渍土含有大量硫酸盐、氯盐,对桥涵构造物的腐蚀性很大,严重威胁桥涵构造物的耐久性和安全性。

  青海省交通科学研究院作为青海交通科研领域的中坚力量,立足青海地域特点,结合公路工程建设实际,毅然投入到盐渍土地区公路技术研究。

  早在上世纪80年代,科研人员便针对215国道“万丈盐桥”段的建设和养护开展了研究。西部大开发以来,针对215国道改建工程,团队陆续开展了《重盐碱地区公路翻浆处治技术、材料及工艺的研究》《青海万丈盐桥处治技术研究》《盐渍土地区公路桥涵及构造物防腐蚀技术研究》等10余项研究,为察格高速公路的建设奠定了坚实基础。

  2009年,我国在重盐渍土地区的第一条高速公路——格尔木至察尔汗高速公路顺利开工。该路线全长约60公里,其中30多公里经过重盐渍土地区,路基需要在“漂浮”着的10米至20米深的结晶盐和晶间卤水盐盖上铺设,施工难度极大。为此,盐渍土科研团队在青海省厅的大力支持下,积极投入到现场科研第一线,通过三年多的刻苦攻关,取得了一系列创新性科研成果,保证了察格高速公路的顺利通车,并建成了全国唯一的盐渍土地区公路研究实验基地。

  实现盐渍土研究的多个“首次”

  针对215国道和303省道格茫公路改建工程出现的技术难题,盐渍土科研团队开展了系统、全面的研究工作。经过大量工程地质调查,团队首次精确勘察了青海省盐渍土分布范围及分布规律,绘制了《青海省柴达木盆地公路沿线盐渍土分布图》;针对青海省盐渍土的特殊性,提出了盐渍土新的判别方法,并给出了诺谟图;针对盐渍土软弱地基的加固,提出了对岩盐路基进行挤密桩、灌注桩、护坡道、土工复合材料等合理有效的加固处治技术措施和方法;针对高含盐量及软弱地基、盐盖过渡段地基、地下水位较高等特殊路段,首次提出了强夯置换、砾石桩、冲击碾压等针对性强、处理效果好的盐渍土地基处理方法;结合青海省盐渍土工程建设经验,全面总结提出了盐渍土地区路基设计、施工和养护技术。为了进一步增强对盐渍土岩盐工程特性及岩盐变化的认识,团队还加强盐渍土基础性研究,首次模拟了气候及环境变化对岩盐稳定性的影响,建立了具有孔洞岩盐的动态响应模型,提出了暗洞的埋深及孔径的安全性评价标准。

  这些研究成果为青海省乃至全国盐渍土地区公路建设与养护维修提供了坚实的技术支撑,也为我国盐渍土地区首条高速公路——察格高速公路的顺利建设提供了重要的理论依据。

  “看这满手老茧,就知道咱是哪儿回来的”

  察尔汗盐湖地处青海西北部,属干旱荒漠区,紫外线强烈,降雨极少,气温变化剧烈,日温差常在30℃左右,夏季夜间温度可降至0℃以下;风力强劲,年8级以上大风可达两个月以上。在这里开展科研活动,严酷的自然环境是巨大的挑战。

  2011年8月的一天,为了不影响第二天上层路基施工,直至夜色降临,多名科研人员依旧加班埋设路基变形监测元件。这时,一名科研人员缓缓蹲下却久久无法站立,超负荷的建设工作已然使她劳累过度。身边的同事忙将她扶到帐篷中休息。深夜温度骤降至零度以下,看着她瑟瑟发抖的身体和被紫外线灼伤的脸颊,大家都忍不住流下了泪水。

  在暴露试验场,团队需要制作上万块混凝土试块,大家都磨破了手掌,伤口受到腐蚀钻心地疼。看着手掌上大大小小的疤,大家却笑称:“将来回到单位,露出这满手老茧,同事们便知道咱是哪儿回来的。”3年间,团队先后建设了3个公路路用材料耐久性暴露试验场、1个研究气象观测站、16个特殊路基处理路段变形监测断面、3个混凝土防腐蚀性监测断面、5个路基整体沉降监测断面和1个盐渍土试验室。

  为确保试验数据准确性、持续性和长久性,实验场地数据的采集要求精准连续。2012年10月的一天,一名在路堑边坡采集路基变形数据的队员被突如其来的狂风吹得一个趔趄,紧接着又一阵更大的狂风呼啸而过,他竟被风沙裹着从几十米的边坡上滑下。大风过后,他拍拍身上的土,蹒跚着起来继续测量,还打趣说自己太瘦。不料第二天清晨,他难以下床,脚踝一片红肿,大家这才发现他腿上一道道触目惊心的划痕。就在这样的环境中,科研人员坚持每日、每月、每季、每年不间断地测量,每年现场监测数据高达上万个,确保了盐渍土科研项目的顺利开展。

  在这片气候严酷的荒漠中,依托盐渍土地区公路研究实验基地,盐渍土科研团队深入研究了盐渍土地区公路工程的主要病害类型、产生原因以及相互作用机理,总结提出了盐渍土地区路基、路面、桥涵及构造物的设计、施工、养护维修及防腐蚀技术;编制了《盐渍土地区道路翻浆处治技术指南》《盐渍土微观形态图集》《全国盐渍土公路工程分区图》《盐湖地区公路工程技术指南》等。研究成果荣获国家科技进步二等奖1项,青海省科技进步二等奖2项,中国公路学会科学技术奖5项。研究成果已在215国道大柴旦至察尔汗段、3011国道察尔汗至格尔木段、315国道绿草山至黄瓜梁段、省道格尔木至茫崖公路的设计、施工和养护维修中得到广泛推广应用,对治理盐渍土地区公路工程病害、减少养护维修费用、减轻养护工人劳动强度、保障公路畅通、提高公路工程质量,提供了可靠的技术支撑。

  

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