铁路路基工程基础知识(ppt-52页)

铁路路基工程交通工程：戴学臻第一章铁路路基的技术标准第二章路基排水设备第三章路基坡面防护第四章挡土墙第五章路基病害及其防治主要内容：第一章铁路路基的技术标准第一节路基的组成一、路基的作用和要求二、路基构造第二节铁路路基的技术标准一、路肩宽度及路肩标高二、路基面的形状和宽度三、路基边坡第一节路基的组成一、路基的作用和要求（一）路基的功用路基是轨道的基础，是线路的重要组成部分。其主要作用是：（１）直接承受轨道的重量；（２）承受机车、车辆及其荷载的压力和冲击力的作用。第一节路基的组成（二）路基的要求为使路基经常不断地发挥它的作用，保证铁路畅通无阻，为此对于路基必须满足如下要求：１．路基顶面应平整，其标高和平面位置和路肩标高应与线路平、纵断面的设计规定相符，其宽度应和线路轨道的辅设、养护技术条件相适应，在其上方应有一个和铁路建筑接近限界的要求与规定相符的空间。２．路基的各个组成部分应有足够的强度稳定性，不能因自重、列车和轨道的重量，以及雨、水、冰、雪、风砂、泥石流等自然因素的作用，而出现影响列车正常运行的变形。３．路基的构造应经济合理，其形状和尺寸应满足上述要求，并力求工程量最小、造价最低、原材料最省和少占农田，还要体现新技术的应用，确保按时竣工通车和满足铁路远期扩建的要求。第一节路基的组成二、路基构造路基主要包括下面几个部分。（一）路基本体路基本体包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地层中挖出的路堑，其轮廓及各部分名称如图所示。它直接支承轨道，承受通过轨道的列车荷载，是路基的主体。第一节路基的组成路基本体根据地质条件和填筑材料的不同，又可分路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖路基六种基本形式，如图所示。第一节路基的组成（二）路基排水设备排水设备可分为以下两大类：１．地面排水设备：用来将有可能停滞在路基范围以内的地面水迅速排除到路基以外，并防止路基以外的地面水流入路基范围，以免下渗浸湿路基土体或形成漫流冲刷路基边坡，如侧沟、排水沟、天沟等。２．地下排水设备：根据水文和地质条件修筑于地面以下一定深度，用来截断、疏干、引出地下水或降低地下水位，以使路基及边坡保持干燥状态，提高土的稳固能力，如排水槽、渗水暗沟、渗井等。第一节路基的组成（三）路基防护与加固设备路基防护与加固设备根据用途不同可以分为以下４类：１．坡面防护设备：用来防护易受自然作用破坏而出现坡面变形的土质边坡，如铺草皮、喷浆、抹面、捶面、护墙、护坡以及为防护崩塌落石而修建的拦截和遮挡建筑物，如明洞、棚洞。２．冲刷防护设备：用来防护水流或波浪对路基的冲刷和淘刷，如铺草皮、抛石、石笼、圬工护坡、挡土墙、顺坝、挑水坝等。３．支撑加固设备：用来支撑加固路基本体，以保证其稳固性，如挡土墙、支挡墙、支柱等。４．防沙、防雪设施：用来防止风沙、风雪流掩埋路基，如各种栅栏、防护林等。第二节铁路路基的技术标准一、路肩宽度及路肩标高（一）路肩的作用和宽度１．路肩的作用：加强路基的稳定性，防止道碴滚落到路基面以外，安设永久性和临时性的线路标志和信号标志，便于进行养路作业时堆放必要的材料，摆放和运送机具、车辆，以便于工作人员和行人的通行和避车。２．路肩的宽度：Ⅰ、Ⅱ级铁路，路堤时不得小于0.6ｍ，路堑时不得小于0.4ｍ。Ⅲ级铁路均不得小于0.4ｍ。既有线如不符合上述标准时，应逐步加以改善。第二节铁路路基的技术标准（二）路肩标高应保证在洪水期间不致被淹而影响行车，以及在地下水或地面积水达到最高水位时，不致因洪水上升到基床，使土的含水量增加而减低基础的强度和承载力或者发生冻胀，翻浆冒泥病害。第二节铁路路基的技术标准二、路基面的形状和宽度（一）路基面的形状路基面是指路基表面包括铺设轨道的部分。路基面与坡面的交线，称为路基面边缘（或叫路肩边缘）。路基面的形状分为有路拱和无路拱两种。第二节铁路路基的技术标准路拱的形状有梯形和三角形两种，我国《铁路路基规范》规定：１．单线路基的路拱横断面应做成梯形，上2.1ｍ，高0.15ｍ，底边等于路基面宽度。曲线加宽时，路拱上宽保持不变。２．一次修筑双线路基的路拱横断面应做成三角形，高0.2ｍ，底边等于路基宽度，曲线加宽时，仍保持三角形。第二节铁路路基的技术标准（二）路基面的宽度路基面宽度等于道床坡脚间所占用的路基宽度再加上两侧路肩的宽度，如图所示。路基面宽度Ｂ＝2Ｃ＋Ａ＋2ｍ（Ｈ＋ｈ）式中:Ｃ———路肩宽度；ｍ———道床边坡率；Ｈ———道床厚度；ｈ———轨枕埋入道床的深度Ａ———道床顶面宽度。第二节铁路路基的技术标准三、路基边坡（一）路堤边坡路堤边坡的坡度是决定路堤稳定性的主要因素之一。因而，必须以保证土体稳定为前题，根据填料的物理力学性质、边坡高度和基底的工程地质条件等合理确定。《铁路工程技术规范》《铁路工程技术规范》第二节铁路路基的技术标准（二）路堑边坡选择路堑边坡坡度时，应结合边坡形式一并考虑。路堑边坡形式如图所示，主要有以下4种。《铁路工程技术规范》路基标准横断面示例（路堤）路基标准横断面示例（路堑）第二章路基排水设备第一节地面排水设备地面排水设备主要有：排水沟、侧沟、天沟、截水沟、矩形水槽、跌水和急流槽。第二章路基排水设备第二节地下排水设备一、排除地下水的措施二、排降地下水的常用建筑物第三章路基坡面防护第一节路基坡面病害常见的坡面病害主要有以下类型：１．边坡溜坍２．边坡坍塌３．风化剥落４．坡面冲刷第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型一、种草种草是一种施工简单，造价低廉和有效的坡面防护措施。草能覆盖表土，防止雨水和地面水的冲刷，调节土的湿度，防止裂缝产生，固接土壤，防止坡面风化剥落，从而加强路基的稳定性。种草适用于雨量较多、草籽容易生长，边坡较缓（缓于1∶1.25）且不高的土质路堑和路堤边坡，但经常或长期浸水的边坡，由于草籽易被冲走，不宜采用。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型二、铺草皮铺草皮作为坡面防护，其作用和种草防护相同，但效果更好，而且可用于较高、较陡的边坡。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型三、植树植树也是坡面防护中施工简单、经济有效的方法之一，其主要作用是加固边坡，防止冲刷。植树可与种草、铺草皮配合使用，使坡面上形成一个良好的覆盖层。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型四、抹面抹面是将灰浆均匀地摊在坡面上，经压实、提浆、抹光后形成的一种防护层，适用于各种易风化（如泥岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等），但尚未严重风化的软岩层边坡，以防止其风化剥落。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型五、捶面捶面防护是将捶面材料按比例混合后，分层铺于立在坡面上的模板内进行捶实，再经捉浆，抹光后形成的一种坡面防护层，适用于比较干燥的易受冲刷的土质边坡和易风化剥落的岩石边坡，其坡度不宜陡于1:1.5。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型六、灌浆勾缝灌浆是将较稀的水泥砂浆或混凝土灌注进较坚硬的，裂缝较大较深的岩石路堑边坡，借助灰浆或混凝土的黏聚力把裂开的岩石黏结成一个整体。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型七、干砌片石护坡当较缓的（不陡于1:1.25）土质及土夹石边坡坡面受地面水冲刷产生冲沟、流泥，或坡面经常有少量地下水渗出而产生小型溜坍等病害时，可采用干砌片石护坡。此种护坡也常用于土质路堑边坡下部的局部嵌补。第三章路基坡面防护第二节常用坡面防护类型八、浆砌片石护坡在缓于1∶1的各类岩石和土质边坡上，因风化剥落，地面水冲刷而发生流泥、冲沟以及表层溜坍等病害时，如当地石料来源充足，可采用浆砌片石护坡。第四章挡土墙挡土墙是支挡建筑物，常用于高路堤、深路堑、陡坡和不良地段，用以支撑和加固边坡、土体，防止滑坡，河流冲刷等病害。一、挡土墙的基本类型二、重力式挡土墙的构造三、浸水挡土墙和抗滑挡土墙一、挡土墙的基本类型１．路堑挡土墙：用以支撑路堑边坡。２．路肩挡土墙：用以支撑路堤边坡，墙顶和路肩齐平。３．路堤挡土墙：用于支撑路堤边坡，墙顶以上一定填土高度。一、挡土墙的基本类型按照其结构形式，挡土墙可分为以下4种基本类型：１．重力式。２．薄壁式。３．柱板式。４．新型支挡结构。一、挡土墙的基本类型1.重力式重力式挡土墙主要分为一般重力式（简称重力式）和衡重重力式（简称衡重力）两种。重力式挡土墙主要依靠墙身自重平衡土压力的作用，保持墙身的稳定，由于其形式简单，取材容易，施工简便，因而得到了普遍应用。衡重式挡土墙由上墙和下墙组成，上、下墙背之间有衡重台，衡重台上的部分填土重量和墙身共同作用，保持墙身稳定。一、挡土墙的基本类型2．薄壁式在缺乏石料的地区，可采用薄壁式钢筋混凝土结构。一、挡土墙的基本类型３．柱板式柱板式挡土墙如图所示，由深埋的桩柱和挡板组成，依靠挡土墙构件的强度支撑土体，适用于土压力较大、地基较差，因而要求基础深埋的地段。一、挡土墙的基本类型４．新型支挡结构如垛式、填腹式挡土墙等，其中尤以锚杆挡土墙近年来发展十分迅速。二、重力式挡土墙的构造在路基工程中使用最多的重力式和衡重式挡土墙，通常采用M7.5号浆砌片石砌筑，浸水地区和严寒地区应提高到M10。片石应选用硬质岩石，并满足一定的浸水和耐冻要求。在缺乏石料的地区，可用C15号混凝土或片石混凝土，严寒地区标号应提高到C20。二、重力式挡土墙的构造重力式挡土墙的墙胸坡度一般采用1:0.20～1:0.35，其墙背有仰斜、俯斜和垂直３种形式三、浸水挡土墙和抗滑挡土墙浸水挡土墙通常采用重力式或衡重式，用M10浆砌片石或C15混凝土砌筑，严寒地区混凝土应提高到C20。石料应选用具有一定耐水能力的硬质岩石，在有强烈流冰、流木或有大量滚石的水流中，还应用坚硬石料或混凝土镶面。三、浸水挡土墙和抗滑挡土墙抗滑挡土墙常采用体积较大的重力式类型，如图所示。由于滑坡的推力较大，力的作用点较高，具有如下结构上的特点：１．抗滑挡土墙的外形宽大，胸坡较缓；２．墙后常设宽1～2ｍ的衡重台或卸荷平台，以节省圬工；３．挡土墙的高度应考虑土体由墙顶滑出的可能；４．基础埋置深度应通过计算确定。第五章路基病害及其防治第一节基床变形及其防治第二节冻害及其防治第三节雪害及其防治第四节滑坡及其防治第五节裂隙黏土路基病害及其整治第一节基床变形及其防治一、基床变形的类型及其特征路基上部受列车动力和水文、气候变化影响较大的一层叫做基床。它的厚度随线路结构、运输条件和地质、水文、气候条件的不同而有差别。在我国现有轨道结构和运输条件下，列车荷载的有效影响深度约达路基面下１ｍ左右，其上部50ｃｍ较为显著。水、温度变化影响的深度，南方一般不超过１ｍ，东北可达３ｍ左右。因此，可以认基床的概略范围约为路基上部１～３ｍ，在某些特殊情况下，可能超出这一数值。在《铁路工程技术规范》中，按路基面以下1.2ｍ考虑。第一节基床变形及其防治根据基床变形的基本成因和性质，并按其典型的外部特征，结合发生的部位，我国铁路路基常见的基床变形主要分为翻浆冒泥、沉陷、挤出和冻胀等４个基本类型。第一节基床变形及其防治二、基床变形的预防主要的预防措施有：１．完善各种排水设备，并使之经常处于良好状态。２．保持道床具有一定的厚度、饱满、清洁，有足够的弹性。３．认真做好线路的计划预防性维修，使线路上部的各项设备经常保持在良好状态，使列车动力作用的影响减小到最低限度。４．对整治基床变形所修建的各项设备，应经常检查，及时整修。第一章铁路路基的技术标准第二章路基排水设备第三章路基坡面防护第四章挡土墙第五章路基病害及其防治内容回顾：