CN102409580B

CN102409580B - 350km/h高铁双线路基曲线段M型基床及其填筑方法

Info

Publication number: CN102409580B
Application number: CN 201110265654
Authority: CN
Inventors: 胡明文; 张玉民; 徐海龙; 范廉明; 刘辉; 郭彩英; 高治双; 王秀芬
Original assignee: China Railway 12th Bureau Group Co Ltd
Current assignee: China Railway 12th Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: CN102409580A

Abstract

本发明涉及高速铁路路基，具体为一种350km/h高铁双线路基曲线段M型基床及其填筑方法。本发明解决了现有350km/h高铁曲线段路基要求地基工后“零”沉降而现有技术无法达到要求的问题。350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法，所述的M型基床宽度为13.6m，基床的底层为4%横向人字坡；其填筑方法包括如下步骤：将级配碎石集中拌合，在基床底层上画方格网，将拌合好的级配碎石运至工地后卸到方格网内准备填筑；对拌合好的级配碎石在基床底层上分三层填筑压实：铲除静压整平。本发明所述的350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法操作简单，可广泛适用于时速350km/h的高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道。

Description

350km/h高铁双线路基曲线段M型基床及其填筑方法

技术领域

本发明涉及高速铁路路基，具体为一种350km/h高铁双线路基曲线段M型基床及其填筑方法。

背景技术

随着当代铁路建设的发展，从客运专线、城际铁路、城市轻轨到高速铁路，速度不断提高，对铁路路基基础的要求也越来越高。常规铁路都在道砟的基础上，再铺设枕木或混凝土轨枕，最后铺设钢轨，但这种线路不适于列车高速行驶。高速铁路的发展史证明，其基础工程如果使用常规的轨道系统，会造成道砟粉化严重、线路维修频繁的后果，安全性、舒适性、经济性相对较差。但无砟轨道均克服了上述缺点，是高速铁路工程技术的发展方向。德国是世界上研究及应用无碴轨道较早的国家，2009年12月26日武广铁路投入运行，该线的无砟轨道采用从德国睿铁公司（RAIL.ONE）引进的RHEDA 2000双块式无砟轨道技术；但是我国的地形千变万化，很多技术只适用于直线段，对曲线段无法使用。尤其是时速350km/h高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道，要求路基地基工后“零”沉降，这就提出了更高的要求，但是现有技术的地基都无法达到该要求。现有曲线段路基大都采用单面坡，这样将形成外侧轨道标高高于内侧轨道标高，外侧填筑厚度大于内侧填筑厚度，路基内外两侧填料重力不同，不利于沉降要求；同时较高的外侧路基表面的雨水将通过较低的内侧轨道板面流向内侧边坡，容易形成表层积水。

发明内容

本发明为了解决现有350km/h高铁曲线段路基要求地基工后“零”沉降而现有技术无法达到要求的问题，提供了一种350km/h高铁双线路基曲线段M型基床及其填筑方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法，所述的M型基床宽度为13.6m，基床的最左侧为左路肩边线，基床的最右侧为右路肩边线，基床的中线为线路中心线，基床的底层为4%横向人字坡；其填筑方法包括如下步骤：

（一）将级配碎石集中拌合，级配碎石可采用三级级配或四级级配（三级级配或四级级配的配比为本领域人员公知的技术），拌和前检测原材料的含水率，以便调整拌和加水量，确保达到最优含水率，从而达到最佳压实效果；在基床底层上划方格网，将拌合好的级配碎石运至工地后卸到方格网内准备填筑，级配碎石采用载重自卸汽车运输，每车运输数量保持相同，确保摊铺厚度均匀，级配碎石在运输过程中采用篷布覆盖，防止水分散失和粉尘污染，避免影响级配碎石的质量；

（二）对拌合好的级配碎石在基床底层上分三层填筑压实：

第1层基床：距左路肩边线右侧2.756m范围内，压实厚度控制在17cm，坡度控制在4%；线路中心线左侧0.882m处压实厚度控制在25cm，即压实厚度从距左路肩边线右侧2.756m处至线路中心线左侧0.882m处逐渐变厚；线路中心线处压实厚度控制在17cm，即压实厚度从线路中心线左侧0.882m处至线路中心线逐渐变薄；距右路肩边线左侧2.608m范围内，压实厚度控制在30cm，坡度控制在4%；压实厚度从距右路肩边线左侧2.608m处的30cm至线路中心线处的17cm逐渐变薄；

第2层基床与第1层基床的填筑厚度相同；

第3层基床：距左路肩边线右侧2.756m范围内，压实厚度控制在17cm，坡度控制在4%；从距左路肩边线右侧2.756m处至线路中心线左侧0.882m处按9.8%坡度控制；线路中心线左右各0.882m范围内超填做10%反坡；线路中心线右侧0.882m处至距右路肩边线左侧2.608m处按坡率8.8%控制，距右路肩边线左侧2.608m范围内超填做10%反坡；

（三）铲除静压整平：线路中心线左右各0.882m范围内超填做10%反坡部分铲除至17.5%的反坡；距右路肩边线左侧2.608m范围内超填做10%反坡部分铲除至21.9%的反坡。

采用上述的350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法填筑的350km/h高铁双线路基曲线段M型基床，所述M型基床的左线轨道中心线距左路肩边线4.3 m，右线轨道中心线距右路肩边线4.3 m；距左路肩边线右侧2.756 m范围内坡度为4%，左线轨道中心线两侧各1.625 m范围内坡度为9.8%，线路中心线两侧各0.882m范围内坡度为17.5%；右线轨道中心线两侧各1.625 m范围内坡度为8.8%，距右路肩边线左侧2.608 m范围内坡度为21.9%。

本发明所述的M型基床填筑方法设计成先超填再铲除，一是将坡度放缓，延长了路基面的宽度，这样就保证了压路机械能够上道压实作业的宽度，使机械作业成为可能；二是压路机械的压实作业是在压路机的重力作用下对路基填料冲击达到压实填料的目的，坡度的变缓增加了垂直于地面的冲击能量，更容易保证压实质量；三是在对正坡面进行压实作业时，反坡面的填料会在冲击作用下发生离析，大粒径的碎石容易被挤出留在反坡面层上，也就是在路基超填部分上，铲除路基超填部分更能保证填料的质量。同时本发明所述的M型基床左线轨道中心线与右线规道中心线的标高相同，使得路基内外两侧填料重力相同，利于沉降要求，而且也不容易形成表层积水。

将本发明所述的M型基床应用于京沪高速铁路建设中，工程开始于11月份，完工于次年五月份；在M型基床填筑压实后，及时对路基地基系数K30、动态变形模量Evd、孔隙率n、以及变形模量Ev2四项指标进行检测（其中：地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小；动态变形模量Evd是用动态变形模量测试仪测定路基在动荷载作用下的弯沉值Evd从而评估路基的承载力和变形量；路基土的孔隙率n指散土颗粒之间的空隙体积占总体积的比例；变形模量Ev2是由平板荷载试验第二次加载测得的土体变形模量），如下表1为对DK854+640-DK854+690（即距离北京建设起点854公里处640米-690米的路段）的曲线段进行检测后的数据：

表1

由上表1中的数据可以看出，地基系数K30、动态变形模量Evd、孔隙率n、以及变形模量Ev2四项指标全部符合规范要求，路基的压实质量合格。

下面对京沪高铁DK853+621～DK856+746的M型基床曲线段进行沉降评估：

当路基主体工程完工后观测期不少于6个月时对能否铺设轨道板进行最终评估，通过路基是否同时满足以下三条标准来判断：①路基填筑完成（含预压土）后观测期大于6个月，其沉降增量在±2mm 之内；②路基填筑完成（含预压土）后观测期大于6个月，无异常波动且沉降波动幅度在3.0mm 之内；③最后四期观测数据（且观测时间不少于一个月）未出现连续下沉现象。

观测时同时采用曲线回归方法预测工后沉降，曲线回归预测分析结果应满足以下标准：①预测得到的工后沉降小于15mm；②路基填筑完成（含预压土）后至无砟轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：S(t)/S(t=∞)≥75%（式中：S(t)：预测时的沉降观测值；S(t=∞)：预测的最终沉降值）；③路基与不同结构物间过渡段的预测工后沉降差异不应大于5mm，预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于1/1000。

在M型基床填筑完成后，进行如下操作：（1）该区段按沉降变形监测二等水准测量精度要求开展沉降变形观测；（2）该区段路基填筑完成后（含堆载预压）沉降变形观测时间已逾6 个月，观测时间及观测频次满足最终评估要求；（3）沉降板总沉降范围在-0.33mm～31.77mm之间，观测桩总沉降范围在-1.93mm～14.77mm之间，涵洞（涵洞指通过路基的过人、排水的通道）观测标总沉降范围在0.34mm～9.68mm，路基沉降板、观测桩、涵洞累计沉降值从填土开始计算，且该区段基底处理措施采用主要CFG桩基底加固，故总沉降较小；（4）路基填筑完成后，沉降板沉降增量为-1.91mm～1.87mm，观测桩沉降增量为-1.94mm～1.95mm之间，涵洞观测标的沉降增量为-0.67mm～0.53mm，满足路基评估标准沉降增量在±2mm 之内的要求；沉降板沉降波动范围为0.08mm～2.44mm，观测桩沉降波动范围为0.12mm~2.11mm，涵洞观测标的沉降波动范围为0.02mm～1.15mm，满足路基评估标准沉降波动幅度在3.0mm之内的要求；路基所有测点最后四期（且观测时间不少于1个月）沉降观测数据均未见持续下沉的情况；对421 个测点直接判定其满足评估标准，如图2-3所示为421个观测点中其中一个观测点的沉降曲线图，从图中可以看出，完工后填料高度始终处于同一高度，实现了“零”沉降的要求；（5）不同结构物间的预测差异沉降为0mm～0.44mm，满足《评估技术指南》小于5mm 的要求；预测沉降引起沿线路方向折角为0/1000～0.05/1000，满足《评估技术指南》小于1/1000 要求；如下表2所示为部分观测点的差异沉降及过渡段的折角。综上所述，该区段沉降变形满足轨道板铺设要求，可以开展轨道板施工。

表2

本发明所述的350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法操作简单，实现了列车高速行驶安全性、舒适性，成本低，解决了现有高速铁路曲线段路基要求地基工后“零”沉降而现有技术无法达到要求的问题，可广泛适用于时速350km/h的高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道。

附图说明

图1是本发明所述的M型基床的结构示意图。

图2是本发明所述的M型基床的某个观测点的沉降板沉降曲线图（图中：横轴为观测日期；曲线1中纵轴为基床的填筑高度，单位为m；曲线2中纵轴为沉降板的沉降累加值，单位为mm）。

图3是本发明所述的M型基床的某个观测点的涵洞观测标的沉降曲线图（图中：横轴为观测日期；纵轴为涵洞观测标的沉降累加值，单位为mm）。

具体实施方式

350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法，所述的M型基床宽度为13.6m，基床的最左侧为左路肩边线，基床的最右侧为右路肩边线，基床的中线为线路中心线，基床的底层为4%横向人字坡；其填筑方法包括如下步骤：

（一）将级配碎石集中拌合，级配碎石可采用三级级配，三级级配的配比为：0～5mm石粉35%、 5～10mm碎石25%、10～31.5mm碎石40%，最优含水率4.2%，最大干密度2.35g/cm³,颗粒密度2.7g/cm³，拌和前检测原材料的含水率，以便调整拌和加水量，确保达到最优含水率，从而达到最佳压实效果；在基床底层上划方格网，将拌合好的级配碎石运至工地后卸到方格网内准备填筑，级配碎石采用载重自卸汽车运输，每车运输数量保持相同，确保摊铺厚度均匀，级配碎石在运输过程中采用篷布覆盖，防止水分散失和粉尘污染，避免影响级配碎石的质量；

（二）对拌合好的级配碎石在基床底层上分三层填筑压实：

第2层基床与第1层基床的填筑厚度相同；

Claims

1.350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法，其特征在于：所述的M型基床宽度为13.6m，基床的最左侧为左路肩边线，基床的最右侧为右路肩边线，基床的中线为线路中心线，基床的底层为4%横向人字坡；其填筑方法包括如下步骤：

（一）将级配碎石集中拌合，级配碎石选用三级级配或四级级配；在基床底层上划方格网，将拌合好的级配碎石运至工地后卸到方格网内准备填筑；

（二）对拌合好的级配碎石在基床底层上分三层填筑压实：

第2层基床与第1层基床的填筑厚度相同；

2.采用权利要求1所述的350km/h高铁双线路基曲线段M型基床的填筑方法填筑的350km/h高铁双线路基曲线段M型基床，其特征在于：所述M型基床的左线轨道中心线距左路肩边线4.3 m，右线轨道中心线距右路肩边线4.3 m；距左路肩边线右侧2.756 m范围内坡度为4%，左线轨道中心线两侧各1.625 m范围内坡度为9.8%，线路中心线两侧各0.882m范围内坡度为17.5%；右线轨道中心线两侧各1.625 m范围内坡度为8.8%，距右路肩边线左侧2.608 m范围内坡度为21.9%。