高速铁路路基工程施工要点

高速铁路路基工程一、高速铁路路基工程特点：路基是轨道的基础，也称为线路下部结构，具有以下三个特点：1、控制路基变形：路基是线路工程中最薄弱、最不稳定的部份，路基几何尺寸的偏差必然引发轨道的不平顺。要求路基在静、动态下的平顺性。普通铁路路基以强度控制设计，高速线路基以控制变形为主，在强度破坏之前，不容许出现过大变形。2、路基刚度的均匀性：列车速度越高，要求路基刚度越大，弹性变形越小，但刚度大会使列车振动加剧，不能平稳运行。路基刚度不平顺，会使轨道造成不平顺，要求路基在纵向刚度均匀变化，不允许刚度突变。3、在列车运行及自然条件下具有足够稳定性：列车承受动、静荷载，同时还要抵抗气温变化，雪雨作用、地震破坏，路基工程必须在这些条件作用下强度不降低，弹性不改变，变形不继续加大，以保证高速行车和增加运行安全性及减少维护费。为此，必须在路基结构、路基材料、路基施工工艺手段一系列技术标准才能实现。具体表现为下列三个方面：强度高，刚度大的路基基床；沉降小或没有沉降的地基；沿线路方面平缓变化的刚度。二、路基设计荷载：路基荷载是指作用在路基面上应力，它包括：静荷载—线路上部结构重量作用在路基面的应力；动荷载—列车行驶时轮载力传递到路基面的应力。荷载分担作用：在车轮P作用下，常简化为5根轨枕分担，按日本假定如图所示：道碴基床表层(18.0)基床底层(9Kg/cm2,1.9t/m3)路堤填土(7Kg/cm2,1.8t/m3)地基(7Kg/cm2,1.8t/m3)高速铁路计算参数简图0.72.3采用换算土柱法计算时,路基上的轨道及列车荷载换算土柱高度和分布宽度符合下表规定:表4.1.14轨道和列车荷载换算土柱高度及分布宽度计算高度（m）土的重度（kN/m3）列车活载种类设计轴重(kN)钢轨(kg/m)轨枕(根/km)道床厚度(m)道床顶宽(m)道床坡度分布宽度(m)1819202122ZK活载2006016670.353.61：1.753.43.02.82.72.62.4中活载2206016670.353.61：1.753.43.43.23.02.92.8路基面动应力设计值为100KPa，在路基面上的分布符合图的规定：σmax=100kPa45°路基面2.8045°0.203.000.152.60计算公式：σd=0.26×Ps×(1+αV)α—系数，对高速无缝线路α=0.003σd—路基动应力Ps—机车车辆静轴重Ps=200kNV—设计速度350Km/h枕距—60cmσd≈100Kpa三、路基的形状和基本尺寸路基面形状为三角形，曲线加宽时仍应保持路基面的三角形状，路基面中心向两侧设4%横向排水坡。路肩宽度:路堤和路堑两侧均为1.4m直线地段路基面宽度满足下表规定:单线双线路堤路堑路堤路堑8.88.813.813.8单位：m正线曲线地段应在曲线外侧加宽，其加宽值按下表规定：曲线半径路基外侧加宽值（m）14000~110000.311000以下~7000以上0.47000~55000.5表4.1.12曲线地段路基面加宽值路基面的标准横断面：1:1.751:10.43.11.41.20.51.31:1.751.35.013.81.23.10.51.41:1.753.11.21.40.51.31:1.753.113.85.01.21.30.51.41～2m0.41:11：m1:m1～2m0.61:m1：m1.51.11:1.750.53.12.68.80.51.51.11:m注：当采用级配砂砾石时，表层换填0.70m厚级配砂砾石。当采用级配碎石时，表层换填0.55m厚级配碎石，其下填0.15m中粗砂。1.41:1.751:1.751.21.43.11.30.55.03.10.51.31.213.81：m1～21：m1:1.751：m1～2m1:1.750.41.51.10.51:1.750.52.68.81.11.53.10.51.51.11～2m1:1.751.51.10.52.61:1.758.80.61：m0.91～20.41～2m1:m注：当采用级配砂砾石时，表层换填0.70m厚级配砂砾石。当采用级配碎石时，表层换填0.55m厚级配碎石，其下填0.15m中粗砂0.61：m1:m1:11:13.1四、基床路基基床由表层和底层组成，表层厚度0.7m，底层厚度2.3m，总厚度3.0m.0.7高速铁路计算参数简图地基(7Kg/cm2,1.8t/m3)路堤填土(7Kg/cm2,1.8t/m3)基床底层(9Kg/cm2,1.9t/m3)基床表层(18.0)道碴2.3基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及压实标准应符合表规定：填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Ｅvd(MPa)孔隙率n级配碎石0.6～0.65≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.45～0.5≥190≥55＜18%当为软岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥45级配碎石基床表层压实标准K30、Evd、n要求同时检测级配砂砾石基床表层压实标准按下表采用：填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（Mpa/m）动态变形模量Ｅvd(MPa)孔隙率级配砂砾石0.6～０.65≥190≥55＜18%级配砂砾石基床表层压实标准K30、Evd、n要求同时检测基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表规定：填料厚度（m）压实标准改良细粒土粗粒土碎石类A、B组填料及改良土2.3地基系数K30（Mpa/m）≥110≥130≥150压实系数K≥0.69孔隙率n＜28%＜28%五、路堤基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良土，其压实标准按下表采用：填料压实标准细粒土粗粒土碎石类A、B、C组填料及改良土地基系数K30（Mpa/m）≥90≥110≥130压实系数K≥0.90孔隙率n＜31%＜31%路堤地基条件路堤基底以下25m范围内的地基土不符合下表规定时应作工后沉降分析。地层地基条件基岩无条件碎、卵、砾石类无条件砂类土Ps≥5.0MPa或N≥10，且无地震液化可能粘性土Ps＞1.2MPa或σ≥0.15MPaN为标准贯入试验锤击数;Ps静力触探端阻路基工后沉降限值:定义：铺轨开始的沉降量与最终形成的沉降量之差。限值：一般地段:不大于5cm；沉降速率:小于2㎝/年台尾过渡段路基:不大于3㎝。不满足时应加固地基。六、高速铁路软土路基与控制要点软土地基土层强度底，压缩性大、渗透系数小，地基沉降问题突出。应将工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使路基不影响列车高速、舒适安全运行。•控制要点1、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载时不应小于1.15。2、设置沉降观测点，控制填土速率：路堤中心地面沉降速率≤1.0㎝/每昼夜坡脚水平位移速率≤1.0㎝/每昼夜。3、根据沉降观测进行综合分析，开展动态设计，以推算地基最终沉降量，并应及时调整设计，使地基处理达到预定的控制要求。4、结合工程实际选择代表性地段提前修筑实验路堤，以检验设计指导施工。5、对沉降控制较困难地段路基，提前安排施工预压，保证必要预压期。•采取的主要工程措施1、路基面两侧各加宽0.1m；路堤两侧设1.0m，高1~2m护道，护道以下边坡为1：1.75，护道及护道边坡采用干砌片石护坡防护。2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行片石挤淤。对具有弃土条件和渗水土有来源地段，可挖除换填渗透水土；当片石缺乏时，可采用深层搅拌复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。3、对于软土埋藏较深，厚度较大地基，一般采用水泥搅护桩、旋喷桩、砼预制管桩等进行处理。桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度不小于40KN/m土工格栅。加固深度原则穿透软土层。4、过渡段地基根据地质条件和沉降计算，地基处理措施适当加强，一般采用水泥搅拌桩，旋喷桩加固。七、过渡段在轨下基础刚度不同和沉降差异处，即路堤与桥台、路堤与立交框构或箱涵、路堤与路堑连接处，土质、软质岩及强风化硬质岩路堑与隧道连接地段，应设置不同过渡段，并采用渐变处理措施，使轨下基础刚度和沉降差异逐渐过渡。•路桥过渡段过渡段长度L（m)L=2(h-0.7)+a式中：h—台后路堤高度a—常数3~5m•各种过渡段设置方式:1、台座过渡段路堤Ⅰ-Ⅰ断面图』』』』1:11:1.5横向排水管渗水板Ⅰ过渡段3～5mⅠl1:2基床表层基床底层4.3.8-1图1:1横向排水管1:1.5台尾过渡段路堤设置方式图4.3.9图路堤与横向结构物连接处设置方式图2m过渡段基床底层基床表层2、路堤与横向结构物连接处设置方式3、路堤和路堑间过渡段方式图堤堑过渡方式一4.3.10-12m1:2基床表层基床底层4.3.10-2图1:2堤堑过渡方式二基床底层基床表层八、边坡防护1、当地基良好时，路堤边坡可按下表采用表4.3.14路堤边坡坡度填料种类边坡高度（m）边坡坡度备注细粒土及改良土0～88～121：1.51：1.75超过12m于12m处设边坡平台，宽2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0碎石土、卵石土、粗粒土（细砂、粉砂、黏砂除外）0～1212～201：1.751：1.5超过20m于20m处设边坡平台，宽2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0注：路堤填筑细粒土时边坡内设置土工格栅等层厚控制材。2、路基坡面防护按《暂规》办理九、抗震按《暂规》有关条款办理十、路堑•不易风化的硬质岩基床，应将路基面作成向横向两侧的4%排水坡。•软质岩、强风化的硬质岩及土质基床处理，应按《暂规》中有关条款办理。•基床部分有膨胀土时应作处理。•半填半挖路基，轨道下横跨挖方与填方两部分时，在轨枕长两倍道床厚度的宽度内，挖方部分应挖1.0m深，换填与路堤相同的填料，并设置4%向外排水坡。•路堑边坡坡度参照《铁路路基设计规范》办理。十一、排水•按《暂规》有关条款办理十二、支挡•按《暂规》有关条款办理十三、电缆槽、接触网主柱和声屏障基础布置•按《暂规》有关条款办理路基施工§1施工准备1、施工调查及审核设计2、测量放线3、征租土地4、拆迁建筑物5、修建施工便道6、设置排水系统7、修建临时工程设施§2土质调查与试验1、土质调查内容2、土质调查方法3、土工试验项目及成果应用§3、编制施工组织1、施工组织设计2、土石方调配§4、施工机械的选择1、施工机械适用范围2、施工机械选择原则3、使用机械类型挖装机械：挖掘机、装载机推运、铲运机械：推土机、铲运机碾压、平地机械：压路机、平地机、松土机、挖根机等§5、路堤施工（略）§6、路堑施工（略）