高速铁路路基施工技术

高速铁路路基施工技术1、关于客运专线路基的新标准、规范2、武广客运专线路基工程概况及特点3、路基工程重点施工技术4、施工组织特点主要内容客运专线是指时速超过200km的高速旅客列车专用铁路。路基作为轨道的基础，必须具有变形小、强度高、刚度大且纵向变化均匀、长期动力稳定性和耐久性等，以确保列车高速、安全、舒适运行以及最大程度的减少维修工作量。客运专线的路基结构采用了多层结构系统，其标准也较普通铁路有了显著的提高。设计、施工以及验收暂规对路基变形、基床结构、填料、地基条件及处理等均有明确规定和严格的要求，必须将路基当成结构物来对待。客运专线概念客运专线建设开始之前，铁道部已经着手制定关于客运专线相关的各类标准、规范，用于指导客运专线的设计、施工、验收。与路基工程相关的新标准主要有：《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212-2005）《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》《京沪高速铁路设计暂行规定》1、关于客运专线路基的新标准、规范武广客运专线路基施工除了遵守《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212-2005）及《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》中的相关规定之外，尚应执行客运专线铁路无碴轨道工程相关的技术规定。1:1.751.21.41:m0.41:11.41：m1.31.30.55.013.81:1.750.51.21.41：m1:1.751:1.751:m1.31.31.20.55.013.81.20.51.43.13.10.41:10.61～2m1～2m基床底层路堤本体防护栅栏防护栅栏表层基床4%4%4%4%4%电缆槽接触网支柱接触网支柱电缆槽电缆槽4%4%0.353.13.11.1、客运专线铁路路基断面典型形式有碴轨道路基断面客运专线铁路无碴轨道路基断面典型形式无碴轨道路基面宽度：路堤13.6m，路堑13.6m，线间距5.0m。基床表层厚度0.7m（含轨道支撑层0.3m），基床底层2.3m。路基面形状为梯形，轨道的混凝土底座范围内为平面，边缘以外做成向两侧4%横向排水坡，并设置8cm厚的沥青混凝土封闭层。曲线加宽时，路基面仍保持梯形。客运专线铁路无碴轨道路基断面典型形式无碴轨道路基面宽度：路堤13.6m，路堑13.6m，线间距5.0m。基床表层厚度0.7m（含轨道支撑层0.3m），基床底层2.3m。路基面形状为梯形，轨道的混凝土底座范围内为平面，边缘以外做成向两侧4%横向排水坡，并设置8cm厚的沥青混凝土封闭层。曲线加宽时，路基面仍保持梯形。变形控制是客运专线路基设计施工的关键，路基的变形一般分为两类，即：路基地基及本体的压密变形（工后沉降）和路基基床弹性变形及塑性变形。1.2、客运专线铁路路基工后沉降的要求工后沉降：路基竣工铺轨开始后产生的沉降量，即：示意图中△S2。大量的实测资料表明：当填料及压实度满足要求时，路基本体压密沉降仅占填土高度的0.1~0.5%，且完成的时间较快（一般在一年左右可完成），故工后沉降主要考虑由地基沉降引起的沉降量。S∞1△S3△S2△S填至路肩铺轨轨道锁定t32t地基沉降(p-t-s)示意图t1ts0P我国对路基工后沉降的要求如下：1）《铁路路基设计规范》（TB10001-2005）中规定路基工后沉降量：Ⅰ级铁路不应大于20cm，路桥过渡段不应大于10cm，沉降速率均不应大于5cm/年；2）《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》中规定路基工后沉降量一般地段不应大于15cm，年沉降速率应小于4cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于8cm。3）客运专线在采用无碴轨道结构时，路基工后沉降一般地段不大于3cm，不均匀沉降不大于2cm/20m，过渡段差异沉降折角不大于1/1000，差异沉降不大于0.5cm。客运专线铁路对路基工后沉降的高要求，对地基加固处理及路基填筑填料到填筑质量都提出了非常高的标准。1.3、客运专线铁路路基地基条件要求地层地基条件200km/h以上有碴轨道200km/h以上无碴轨道基岩无全风化层根据性质，参照砂类土、黏土判定碎、卵、砾石层无[σ]≥200kPa，或N≥15，地下水位稳定，且无地震液化可能砂类土Ps≥5.0MPa，或N≥10，且无地震液化可能黏性土[σ]≥150kPa，或Ps≥1.2MPa原则上均进行工后沉降检算N为标准灌入试验锤击数1.4、招标文件对客运专线铁路路基填筑填料的要求基床表层以级配砂砾石（或级配碎石）为主；基床底层采用路堑弃碴中的A、B组填料（或设置A、B组填料集中取土场）；基床以下，原则上采用A、B组及C组中的不易风化块石、碎石、砾石类填料。当采用细粒土、粉土和易风化软岩块石及其风化物等C、D组填料的改良土填筑时，应同时采取边坡加筋、坡面防护等加固措施。施工时应根据具体的场地条件、路基结构部位、填料性质选择符合要求的填料。在填筑施工前应加强室内试验及现场填筑试验，确保所采用的填料材质、级配、强度、水稳性、可压实性符合要求，从而保证达到路基各部位的填筑质量标准。《客运专线铁路路基工程施工技术指南》中对填料的要求1）基床以下路堤填料：基床以下路堤应选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料。当选用C组填料时，应根据填料性质进行改良。当选用硬质岩石及不易风化的软质岩的碎石时，应级配较好，块石类填料的粒径不得大于15cm。2）基床底层填料基床底层应选用A、B组填料或改良土。块石类作为基床底层填料时，应级配良好，其粒径不应大于10cm。3）基床表层基床表层填料应采用级配碎石、级配砂砾石和沥青混凝土。采用级配碎石时，碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的有关规定。采用级配砂砾石时，应符合《客运专线铁路路基工程施工技术指南》中对应的要求：客运专线铁路路基工程施工技术指南中对填料的要求级配编号通过筛孔（mm）重量百分率（%）605040302010520.50.0751100～97100～9599～9090～8494～7685～6577～5467～4051～2323～32100100～9093～8085～6570～4555～3035～1520～1010～43100100～9095～7570～5055～3030～1520～1010～44100100～8580～6050～3030～1520～1010～4基床表层级配砂砾石级配范围客运专线铁路路基工程施工技术指南中对填料的要求4）基床表层沥青混凝土混合料沥青混凝土用矿料质量、级配、粉尘含量、软弱颗粒含量等应符合设计要求。沥青混凝土用沥青质量符合设计要求。沥青混凝土的沥青含量、马歇尔稳定度、级配等应符合设计要求。沥青混凝土及原材料的试验方法应符合客运专线铁路的有关规定。5）过渡段填料基床表层填料应符合路基基床表层填料的相应规定。基床表层以下级配碎石级配范围应下表的要求，其颗粒中针状、片状碎石含量不应大于20%，质软、易破碎的碎石含量不应超过10%，黏土团及有机物含量不应超过2%。过渡段内与级配碎石连接段采用A、B组填料。客运专线铁路路基工程施工技术指南中对填料的要求过渡段级配碎石级配范围级配编号通过筛孔质量百分率（%）50403025201052．50．50.075110095～100————60～90——30～6520～5010～302～102——10095～100——60～90——30～6520～5010～302～103————10095～100——50～8030～6520～5010～302～101.5、客运专线铁路路基填筑质量标准无碴轨道基床以下路堤填筑压实质量控制标准填料压实标准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土A、B组及C组（不含细粒土、粉砂及易风化软质岩）填料及改良土地基系数K30(MPa/m)≥110≥130≥150压实系数K≥0.95————孔隙率n——＜28%＜28%注：当改良土采用物理改良方法时，其压实标准应符合本表规定；当采用化学改良方法时，其压实标准除符合本表规定外，还应符合设计提出的技术要求。填料压实标准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土A、B组填料地基系数K30(MPa/m)≥110≥130≥150变形模量Ev2（MN/m2）≥60≥60≥60压实系数K≥0.95————孔隙率n——＜28%＜28%无碴轨道路基基床底层压实质量控制标准无碴轨道路基基床表层填筑压实质量控制标准无碴轨道基床路基基床表层的K30、Ev2、Evd三项指标要求有两项同时检测，满足压实标准要求。压实标准级配砂砾石或级配碎石地基系数K30(MPa/m)≥190孔隙率n＜18%动态变形模量Evd（MPa）≥55变形模量Ev2（MPa）≥120过渡段路基填筑压实质量控制标准级配碎石掺5%水泥或级配碎石无碴轨道基床路基基床表层的K30、Ev2、Evd三项指标要求有两项同时检测，满足压实标准要求。压实标准地基系数K30(MPa/m)孔隙率n动态变形模量Evd（MPa）变形模量Ev2（MPa）基床表层≥190＜18%≥55≥120≥150＜28%≥60≥50基床表层以下2、武广客运专线路基工程概况及特点武广客运专线主要技术标准：铁路等级：客运专线设计速度目标值：基础设施350km/h正线数目：双线正线线间距：5m最小曲线半径：一般地段9000m，困难地段7000m最大坡度：一般地段12‰，困难地段20‰轨道类型：无碴轨道本标段正线路基长度约17.5双线公里，占线路总长约23%。土石方工程数量主要分布在新郴州站，是本标段路基工程施工重点。路基多位于桥隧、桥桥、隧隧之间，点多量少，给机械化施工带来很大的困难。本标段路基设计工点类型多，主要有：深路堑、高路堤、陡坡路基、边坡防护路基、松软土路基、岩溶路基、基床处理路基等。本标段涉及的施工方法较多，主要有：1）地基处理：基底挖除换填、垫层法、堆载预压法、强夯、冲击压实、搅拌桩、旋喷桩、粉喷桩、CFG（水泥粉煤灰碎石）桩复合地基、刚性桩桩网结构、桩板结构及岩溶注浆及嵌补等。2）支挡加固：重力式挡土墙、抗滑桩、桩板墙、预加固桩、预应力锚索及框架锚杆等。3）边坡防护：边坡绿色防护（喷播植草、客土喷播植草、立体植被护坡网内喷播植草、行栽香根草、喷混植生）、截水骨架护坡、预制空心砖内客土喷播植草、浆砌片石护坡、干砌片石及主动、被动防护网。3、路基工程重点施工技术3.1、地基加固处理技术3.2、路堤填筑技术3.3、施工监测技术3.1、地基加固处理技术1）土工合成材料施工2）堆载预压3）强夯置换4）冲击压实5）CFG桩6）刚性桩网结构7）刚性桩板结构8）岩溶注浆1）土工合成材料施工土工合成材料多用于路基加固与边坡防护，其施工要点在于：（1）土工合成材料的规格应符合设计要求；（2）铺设前，下承层面应平整；铺设时应拉抻、拉紧，并采取措施固定；（3）铺设多层土工材料时，其上下层接缝应错开一定的距离；（4）注意对已经铺设材料的保护。土工材料施工图片碎石垫层中铺设土工格栅土工材料施工图片土工材料施工图片砂垫层中铺设土工格栅土工材料施工图片垫层中铺设土工格室土工材料施工图片路堤边坡铺设土工格栅2）堆载预压临时堆载堆土砂垫层竖向排水通道堆载预压示意图预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。堆载预压有三个关键环节：铺设水平排水砂垫层；设置竖向排水体；施加堆载固结压力。首先采用人工配合机械铺设水平排水砂垫层，然后由机械完成竖向排水通道施工及上层路基填筑或堆载堆土施工，进行堆载预压。在加载工程中应每天进行竖向变形、边桩位移和孔隙水压力等项目的测定，利用沉降观测的数据指导堆载预压施工。当地基沉降达到设计要求时，按设计要求确定卸荷时间。竖向排水通道施工埋设沉降板及侧向位移边桩分层填筑监测综合判断地基稳定情况预压与沉降观测是否堆载预压施工工艺流程质量验收否是采取措施处理是否达到设计标高（1）堆载预压填筑过程中应同步进行地基沉降与侧向位移观测。位移及沉降观测应用符合精度要求的观测仪器进行，每次观测后应根据观测结果整理绘制“填土高～时间～沉降量”关系曲线图，控制超载预压土的填筑速率