CN203960699U - 路堑式浸水路基结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种路堑式浸水路基结构，它包括路基填筑体，路基填筑体从上到下依次为无地下水影响区、地下水影响区，无地下水影响区、地下水影响区之间铺设有防水层；路基填筑体的纵向两侧设有挡水坝，挡水坝的坝顶标高高于路肩的高程，挡水坝与路基填筑体之间的地基上设有排水沟。当铁路路基穿越通过积水地段时，通过在其路基填筑体两侧设置挡水坝，路基填筑体采用级配碎石填筑，并设置防水层以阻止地下水进入无地下水影响区，并在路基填筑体与挡水坝之间设置排水沟将水纵向引出路基外，可防止铁路路基长期浸泡在水中或被水淹，保证铁路的正常运营以及路基的长期稳定性。

Description

路堑式浸水路基结构

技术领域

本实用新型涉及铁路路基技术领域，具体地指一种常年通过积水地段的路堑式浸水路基结构。

背景技术

目前的高速铁路路基，尤其是高速铁路无砟轨道路基对变形控制要求高，要求铺轨后的工后沉降不超过15mm，且要求路基的强度与变形在线路的长期使用年限范围内（设计年限一般为100年）长期稳定不变化。这就要求路基要有稳固的、且基本无压缩变形的基础，以及适应于各种自然环境影响的路基结构。

而高速铁路路基是由岩土组成的土工结构物，在水的作用下，这种由岩土构成的土工构筑物易受水的软化、侵蚀等作用，导致路基强度降低、产生新的变形，严重影响路基的长期稳定性、降低高速铁路路基的使用寿命。当路基位于长期有水地段（如水塘）时，更易对路基产生浸水软化、掏蚀或管涌、冲刷等破坏作用，使路基产生过量沉降、边坡失稳、基床翻浆冒泥等病害，甚至危及路基的整体稳定与运营安全。因此，以往的铁路建设中，不将高速铁路路基长期浸泡的水中，即铁路线路通过常年有水地段时，以往常不采用路基的形式通过。

由于高速铁路修建跨越区域范围广，尤其是在我国南方、中东部广袤地区，河沟水网密集，农田水利设施星罗棋布。在现有设计中，线路穿越河、沟、渠、水库时，则抬高线路标高，架桥（或设涵）通过；通过水塘或小型水库时，则采取废除改移水塘的措施，避免路基长期浸泡在水中，如水塘无法废除改建，则抬高线路标高改设桥通过等。实际上，废除原有水塘，另外迁改还建，会对当地居民生活劳作习惯造成一定的影响，还建水塘设置不当，还会造成部分农田失灌，对此，将会大量增加工程建设难度，造成社会经济损失；遇水塘抬高线路标高设桥通过，很明显，要增加大量的工程投资。

因此，需要有一种专门的通过水塘的路基结构，既能满足高速铁路耐久性与长期稳定性要求，又不增加工程建设难度，更重要的是不用抬高线路标高，节省大量的工程投资。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种常年通过积水地段、并满足高速铁路路基强度与变形长期稳定性要求的路堑式浸水路基结构。

本实用新型的技术方案为：一种路堑式浸水路基结构，它包括路基填筑体，所述路基填筑体上端中部沿纵向铺设有道床和轨道，所述路基填筑体上端两侧沿纵向设有路肩，其特征在于：所述路基填筑体从上到下依次为无地下水影响区、地下水影响区，所述无地下水影响区、地下水影响区之间铺设有防水层；所述路基填筑体的纵向两侧设有挡水坝，所述挡水坝的坝顶标高高于路肩的高程，所述挡水坝与路基填筑体之间的地基上设有排水沟。

上述方案中：

自路肩高程以下不少于1.5m为无地下水影响区，所述无地下水影响区采用夯填级配碎石填筑；所述无地下水影响区并按梯形断面填筑，其边坡率为1：1.5，通信设备、信号设备、供网设备、电气化设备布置在无地下水影响区中。

所述防水层为复合土工膜防水层，所述复合土工膜防水层按向外倾4%的人字形坡度铺设。

优选地，所述复合土工膜防水层由加筋布、PVC膜、无纺布、PVC膜组成。

优选地，所述复合土工膜防水层由PVC膜、无纺布、PVC膜组成。

所述地下水影响区采用夯填级配碎石填筑，所述级配碎石中小于0.075mm的细颗粒含量少于5%。

所述挡水坝采用夯填黏性改良土填筑；所述挡水坝的坝顶标高应高于线路所穿越的积水地段的堤顶标高不小于0.5m，坝顶6的顶宽不少于1.5m；所述挡水坝5的临水侧边坡率为1：1.75。

所述挡水坝的临水侧边设有防护结构，所述防护结构包括设置在挡水坝的临水侧边上的护坡、挡水坝的临水侧边的填筑土中水平间隔设置有多个的土工格栅及挡水坝的临水侧边底部的防冲刷脚墙，所述土工格栅竖向间距不大于0.6m，横向铺设宽度为2～3m，所述护坡与挡水坝的填筑土间还设有渗排水网垫与砂卵砾石反滤层；所述挡水坝内侧边坡率为1：1.5，并采用浆砌片石骨架内植草防护。

所述排水沟为矩形结构，所述排水沟的高度和宽度均不少于0.8m，所述排水沟的的沟顶标高在防水层上方，靠近路基填筑体一侧的排水沟内侧上方设有泄水孔，所述泄水孔背侧设置有渗排水网垫与砂卵砾石双层反滤层。

还设有多个间隔设置的过水涵洞，所述过水涵洞穿过路基填筑体并延伸到挡水坝外侧，所述过水涵洞设置在排水沟下方。

当铁路路基穿越通过积水地段时，通过在其路基填筑体两侧设置挡水坝，路基填筑体采用级配碎石填筑，并设置防水层以阻止地下水进入无地下水影响区，并在路基填筑体与挡水坝之间设置排水沟将水纵向引出路基外，可防止铁路路基长期浸泡在水中或被水淹，保证铁路的正常运营以及路基的长期稳定性。

本实用新型是一种高速铁路路基的修建技术，在我国河沟水网、农田水利设施密布的南方、中东部广袤地区，有着广泛的应用前景，其不仅能满足高速铁路的技术要求以及长期安全运营要求，更重要的是不用废除水塘，破坏农田水利，更不应抬高线路标高改设桥通过，不仅具有良好的工程经济效益，而且保护了农田水利，有着良好的社会经济效益。

附图说明

图1为本实用新型设置在无压缩地基上的结构示意图；

图2为本实用新型设置在一般土质地基上的结构示意图；

图3为本实用新型设置在软土或沙土地基上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参考附图，一种路堑式浸水路基结构，它包括路基填筑体3，路基填筑体3上端中部沿纵向铺设有道床和轨道2，路基填筑体3上端两侧沿纵向设有路肩1。

为了解决背景技术中的问题，本实用新型的路基填筑体3从上到下依次为无地下水影响区3.1、地下水影响区3.2，无地下水影响区3.1、地下水影响区3.2之间铺设有防水层4；路基填筑体3的纵向两侧设有挡水坝5，挡水坝5的坝顶标高高于路肩1的高程，挡水坝5与路基填筑体3之间的地基上设有排水沟10。

当铁路路基穿越通过积水地段时，通过在其路基填筑体3两侧设置挡水坝5，路基填筑体3采用级配碎石填筑，并设置防水层4以阻止地下水进入无地下水影响区，并在路基填筑体3与挡水坝5之间设置排水沟10将水纵向引出路基外，可防止铁路路基长期浸泡在水中或被水淹，保证铁路的正常运营以及路基的长期稳定性。

本实用新型中：

自路肩高程以下不少于1.5m为无地下水影响区3.1，无地下水影响区3.1采用夯填级配碎石填筑，级配碎石应符合《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》中的要求；无地下水影响区3.1并按梯形断面填筑，其边坡率为1：1.5，通信设备、信号设备、供网设备、电气化设备等“四电”布置在无地下水影响区3.1中，以解决当挡水坝5外侧的水位较高时，会导致路基主体内的地下水位上升，影响路基的耐久性，对布设在路基中的“四电”附属设施造成安全隐患，并会造成运营安全隐患的问题。

防水层4为复合土工膜防水层，复合土工膜防水层按向外倾4%的人字形坡度铺设，以利于防水层4上方的无地下水影响区3.1的水顺利横向排出路基外，阻止地下水或毛细水上升进入无地下水影响区3.1中。复合土工膜防水层可采用两布两膜结构，即由经纬向加筋布、PVC膜、无纺布、PVC膜组成，复合土工膜防水层也可采用两膜一布结构，即由PVC膜、无纺布、PVC膜组成。

地下水影响区3.2采用夯填级配碎石填筑，其内填筑的级配碎石除应符合《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》中的规定外，级配碎石中小于0.075mm的细颗粒含量小于5%。基床表层压实应满足高速铁路基床表层的压实要求，表层以下均应达到高速铁路路基基床底层的压实要求，且下部地下水影响区的路基压实孔隙率不大于25%。

本实用新型中的挡水坝5具有挡水功能，可避免路基填筑体3直接浸泡在水中，挡水坝5应永久稳固，防渗漏，因此本实施例中的挡水坝5采用夯填黏性改良土填筑，黏性改良土应具有良好的防渗性能；黏性改良土现场7d饱和无侧限抗压强度不小于350kPa，压实系数K不小于0.92，挡水坝的渗透系数小于1*10-6cm/s。挡水坝5的坝顶6标高应高于线路所穿越的积水地段的堤顶标高不小于0.5m，坝顶6的顶宽不少于1.5m；挡水坝5的临水侧边坡率为1：1.75。

在挡水坝5的临水侧边设有防护结构，防护结构包括设置在挡水坝5的临水侧边上的护坡8、挡水坝5的临水侧边的填筑土中水平间隔设置有多个的土工格栅7及挡水坝5的临水侧边底部的防冲刷脚墙13。其中护坡8用于防止水对挡水坝5边坡的冲刷，护坡厚30cm，一般采用M10浆砌片石结构，也可采用素混凝土结构；土工格栅7竖向间距一般不大于0.6m，横向铺设宽度一般为2～3m；而防冲刷脚墙13一般采用钢筋混凝土结构；在护坡8与挡水坝5的填筑土间还设有渗排水网垫与砂卵砾石反滤层9，厚度一般不小于15cm，在挡水坝内侧边坡率1：1.5，采用浆砌片石骨架内植草防护；

本实用新型的排水沟10为矩形结构，一般采用钢筋混凝土结构，排水沟10的高度和宽度均不少于0.8m，并应满足行洪要求，排水沟10的的沟顶标高在防水层4上方，靠近路基填筑体3一侧的排水沟10内侧上方设有泄水孔11，将路基中的渗水排出，泄水孔11背侧设置有渗排水网垫与砂卵砾石双层反滤层12，以保证路基填筑体处于较为干燥的状态。

为防止两侧挡水坝5外的水位高度不一致，本实施例还设有多个间隔设置的过水涵洞14，过水涵洞14穿过路基填筑体3并延伸到挡水坝5外侧，过水涵洞14设置在排水沟10下方。过水涵洞14可将两侧挡水坝外的水连通，过水涵洞14的洞径与间距按计算确定。

参考图1，当本实用新型的路基结构设置在无压缩层地基19上时，路基填筑体3、挡水坝5下方设置封闭层16；

参考图2，当本实用新型的路基结构设置在一般土质地基20上时，路基填筑体3、挡水坝5下方设置封闭层16，并在路基填筑体3下方的封闭层16下方设置地基加固层18；

参考图3，当本实用新型的路基结构设置在软土或沙土地基21上时，路基填筑体3、挡水坝5下方设置钢筋混凝土筏板17以防产生管涌破坏，钢筋混凝土筏板17下方设置地基加固层18。

本实用新型所设计的路堑式浸水路基结构，施工前应首先在挡水坝5的两侧设置临时围堰15，临时围堰15一般设置为梯形形式，一般采用隔水性较好的黏性土分层填筑，也可采用麻袋装黏性土分层码砌填筑，临时围堰上部标高应高出常水位标高不小于0.5m。

路基基底如存在淤泥，抽除临时围堰15内的水后，应将淤泥全部清除，并换填不少于0.5m厚的封闭层16，该基底封闭层16采用不透水的材料，如：黏性土化学改良土或低标号素混凝土、水泥砂浆等。并应检算工后沉降是否满足高速铁路的控制要求，检算沉降时，表层应考虑一定厚度的浸水软化层，一般不少于2m，如沉降不满足要求，则按规定进行地基加固处理。

当积水地段只在路基结果过一侧时，也可以只在一侧设置挡水坝5，以节约施工用料。

当高速铁路线路常年通过积水地段时，为实现上述目的，本实用新型提供的一种路堑式浸水路基结构，分以下几个步骤实施：

1、先进行两侧临时围堰，排水、清除塘底淤泥，基底根据地基条件以及沉降分析结果在，按如下方法实施：

(1)如检算路基工后沉降满足要求，无须进行地基加固，则按图1所示，清除塘底淤泥后，换填基底封闭层16，厚不少于0.5m，封闭层16可采用黏性土化学改良土，也可采用低标号素混凝土或水泥砂浆；

(2)如为一般黏性土地基，检算路基工后沉降不能满足要求，则如图2所示，进行路基基底地基加固，加固好后，按上述方法施工全断面的基底封闭层16；

(3)如基底土质为软土、松软土或者易透水的砂土地基土，则按图3所示，进行全断面（含路基基底与挡水坝基底）地基加固，加固好后于桩顶设置钢筋混凝土筏板17。

2、基底处理好后，采用级配碎石填筑高速铁路路基填筑体3，填筑到排水沟10顶部时，平整填筑层面，做成向外倾4%的排水坡，铺设复合土工膜防渗层，复合土工膜铺设搭接宽不小于2m，复合土工膜铺设好后，再填筑其上部分，填筑同时施工“四电”过轨管道、综合接地贯通电缆等布设在路基中的“四电”附属构筑物；

级配碎石应符合《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》中的要求，其中，地下水影响区3.2的级配碎石中小于0.075mm的细颗粒含量小于5%。基床表层压实应满足高速铁路基床表层的压实要求，表层以下均应达到高速铁路路基基床底层的压实要求，且复合土工膜以下下部地下水影响区的路基压实孔隙率不大于25%。

3、路基填筑体3填筑好后，施作两侧的挡水坝5，挡水坝5采用黏土化学改良土填筑，现场7d饱和无侧限抗压强度不小于350kpa，压实系数K不小于0.92。挡水坝顶宽不少于1.5m。临水侧边坡率1：1.75，且每60cm铺一层宽2～3m的土工格栅补强，坡面采用M10浆砌片石防护，厚30cm，且上、下、左、右每隔2～3m设置PVC泄水孔11，孔径不小于5cm，内设渗排水网垫与砂卵砾石双层反滤层12，厚15cm，坡脚设置防冲刷脚墙13；挡水坝5内侧边坡率1：1.5，采用浆砌片石骨架内植草防护。

4、在路基填筑体3与挡水坝5间设置钢筋混凝土排水沟10，排水沟10顶两侧设置不小于2m宽的平台，并采用浆砌片石或混凝土铺砌封闭，厚不小于30cm。排水沟10靠路基侧沟壁上部设置泄水孔11，孔径5cm，纵向间距每2m一个，沟壁外侧设置渗排水网垫与砂卵砾石反滤层9。

5、除以上要求外，还要同时满足高速铁路路基规定的其他技术要求。

本实用新型的有益效果为：

(1)当铁路路基通过积水地段时，可不用废除积水地段，避免了对农田水利的破坏，路基通过所占用部分地段，可在原地段位置扩建补偿所占用的容量，减少了工程建设的难度；

(2)当铁路路基通过积水地段时，避免了以往在积水地段不能废除的情况下，将线路平面改变、或抬高线路标高改设桥通过，引起大量的投资增加；采用本技术方案，无需将线路纵断面标高抬高，可以在积水地段中修建路堑式浸水路基，避免了大量投资的增加。

综上所述，本实用新型的路堑式浸水路基结构是铁路通过积水地段路基的修建技术，在我国河沟水网、农田水利设施密布的南方、中东部广袤地区，有着广泛的应用前景。应用该技术，不仅能满足高速铁路的技术要求以及长期安全运营要求，更重要的是不用废除积水地段，破坏农田水利，更不应抬高线路标高改设桥通过，不仅具有良好的工程经济效益，而且保护了农田水利，有着良好的社会经济效益。

Claims (9)

1.一种路堑式浸水路基结构，它包括路基填筑体(3)，所述路基填筑体(3)上端中部沿纵向铺设有铁路(2)，所述路基填筑体(3)上端两侧沿纵向设有路肩(1)，其特征在于：所述路基填筑体(3)从上到下依次为无地下水影响区(3.1)、地下水影响区(3.2)，所述无地下水影响区(3.1)、地下水影响区(3.2)之间铺设有防水层(4)；所述路基填筑体(3)的纵向两侧设有挡水坝(5)，所述挡水坝(5)的坝顶标高高于路肩(1)的高程，所述挡水坝(5)与路基填筑体(3)之间的地基上设有排水沟(10)。 

2.根据权利要求1所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：自路肩高程以下不少于1.5m为无地下水影响区(3.1)，所述无地下水影响区(3.1))采用夯填级配碎石填筑；所述无地下水影响区(3.1)并按梯形断面填筑，其边坡率为1：1.5，通信设备、信号设备、供网设备、电气化设备布置在无地下水影响区(3.1)中。 

3.根据权利要求1所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：所述防水层(4)为复合土工膜防水层，所述复合土工膜防水层按向外倾4％的人字形坡度铺设。 

4.根据权利要求3述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：所述复合土工膜防水层由加筋布、PVC膜、无纺布、PVC膜组成。 

5.根据权利要求3所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：所述复合土工膜防水层由PVC膜、无纺布、PVC膜组成。 

6.根据权利要求1所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：所述挡水坝(5)采用夯填黏性改良土填筑；所述挡水坝(5)的坝顶(6)标高应高于线路所穿越的积水地段的堤顶标高不小于0.5m，坝顶(6)的顶宽不少于1.5m；所述挡水坝(5)的临水侧边坡率为1：1.75。 

7.根据权利要求1或6所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：所述挡水坝(5)的临水侧边设有防护结构，所述防护结构包括设置在挡水坝(5)的临水侧边上的护坡(8)、挡水坝(5)的临水侧边的填筑土中水平间隔设置有多个的土工格栅(7)及挡水坝(5)的临水侧边底 部的防冲刷脚墙(13)，所述土工格栅(7)竖向间距不大于0.6m，横向铺设宽度为2～3m，所述护坡(8)与挡水坝(5)的填筑土间还设有渗排水网垫与砂卵砾石反滤层(9)；所述挡水坝(5)内侧边坡率为1：1.5，并采用浆砌片石骨架内植草防护。 

8.根据权利要求1所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：所述排水沟(10)为矩形结构，所述排水沟(10)的高度和宽度均不少于0.8m，所述排水沟(10)的沟顶标高在防水层(4)上方，靠近路基填筑体(3)一侧的排水沟(10)内侧上方设有泄水孔(11)，所述泄水孔(11)背侧设置有渗排水网垫与砂卵砾石双层反滤层(12)。 

9.根据权利要求1所述的路堑式浸水路基结构，其特征在于：还设有多个间隔设置的过水涵洞(14)，所述过水涵洞(14)穿过路基填筑体(3)并延伸到挡水坝(5)外侧，所述过水涵洞(14)设置在排水沟(10)下方。