CN210797110U

CN210797110U - 一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构

Info

Publication number: CN210797110U
Application number: CN201921359560.0U
Authority: CN
Inventors: 王多青; 李肖伦; 张宗堂; 田士军
Original assignee: China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd
Current assignee: China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2029-08-21

Abstract

本实用新型涉及一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，于路堑内铺设空心模块，分层纵向成列紧密布置，作为轨道板的承载基础；所述空心模块为长方体或正方体的中空结构，中两个对称面敞开，其余各面预留通风口，与相邻模块对接时对应贯通。该结构应用补偿式基础设计原理、烟囱工作原理、冻土工程设计理论，不仅减小了地基附加应力，减小路基沉降，而且充分利用高原丰富的冷能或人工制造的冷能，降低地温，冷却地基，为解决高原多年冻土区高速铁路冻土融沉、地基沉降技术问题提供了新思路、新方法、新途径。

Description

一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构

技术领域

本实用新型涉及一种高速铁路路堑结构，具体涉及一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构。

背景技术

高速铁路路基是承受轨道结构和列车荷载的基础，是保证列车高速、安全、舒适运行系统的关键工程。路基工程除应具备基本功能外，还应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，保证路基平顺，保证铁路基础长期稳定安全。高速铁路路基工后沉降控制标准见表1。

但在多年冻土区修建高速铁路，多年冻土融沉是需要解决的首要关键技术问题，特别在高含冰量冻土路堑地段，往往由于冻土埋藏深度变浅或完全暴露在大气中，冻土开始融化，土体饱水，强度急剧下降，路基下沉，完全不能满足高速铁路沉降控制标准，研究、开发适合高速铁路的多年冻土路堑结构势在必行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，降低地温，冷却地基，保护冻土。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

于路堑内铺设空心模块，分层纵向成列紧密布置，作为轨道板的承载基础；

所述空心模块为长方体或正方体的中空结构，其中两个对称面敞开，其余各面预留通风口，与相邻模块对接时对应贯通。

空心模块拼装时，敞开面顺线路方向，行列对齐，底面平顺，相邻模块通风口正对。

位于上层的空心模块顶面设置有竖向的换气管，将空心模块内部与外界连通。

空心模块为钢筋混凝土预制结构。

空心模块的拼装体两侧填筑有三七灰土。

三七灰土表面、空心模块的拼装体两侧设置纵向的钢筋混凝土侧沟，侧沟平台铺设混凝土块板。

路堑两侧的路肩和边坡上铺设有保温板，保温板向内铺设到空心模块的拼装体外侧，位于三七灰土内的侧沟下方。

保温板上方铺设有保温填料，保温填料为粗颗粒土，保温填料向内铺设至侧沟外侧。

路堑两侧的路肩上纵向设置有竖向的隔水板，隔水板上至保温板以上的保温填料，下至冻土天然上限以下。

空心模块纵向分段按一面坡或人字坡铺设。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型于路基基床设置空心模块拼装结构，应用补偿式基础设计原理、烟囱工作原理、冻土工程设计理论，充分利用高原丰富的冷能（夏季人工预冷），经换气管将外界冷量“输入”地基，将地基热量经换气管“输出”，降低地温，冷却地基，保护冻土，为解决高原多年冻土区高速铁路冻土融沉、地基沉降技术问题提供了新思路、新方法、新途径。

具体包括：

（1）应用补偿式基础设计原理，挖除路基面以下冻土后拼装空心模块，减小了地基附加应力，有利于减小路基沉降。

（2）应用烟囱工作原理，在路基面以下拼装空心模块，充分利用高原丰富的冷能，将地基中的热量排出，外界冷量输入空心模块后降低地温，冷却地基，主动保护冻土。

（3）应用空气预冷器、送风机等技术，将预冷的空气送入空心模块后降低地温，冷却地基，主动保护冻土。

（4）空心模块“工厂化”预制、现场快速拼装，可减少冻土暴露时间，减小对多年冻土地基的热干扰，以利于工后多年冻土环境的恢复.

（5）拼装空心模块节约了填筑土方，是防止水土流失对有利举措，有利于环境保护。

附图说明

图1 为本实用新型横断面图。

图2为空心模块正视图。

图3为空心模块侧视图。

图4为空心模块俯视图。

图5为本实用新型施工流程图。

图中，1-隔水板，2-冻土天然上限，3-保温板，4-保温填料，5-三七灰土，6-换气管，7-空心模块，8-通风口，9-高含冰量冻土。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，于路堑内铺设空心模块7，分层纵向成列紧密布置，作为轨道板的承载基础；所述空心模块7为长方体或正方体的中空结构，其中两个对称面敞开，其余各面预留通风口8，与相邻模块对接时对应贯通。

空心模块7拼装时，敞开面顺线路方向，行列对齐，底面平顺，相邻模块通风口8正对。位于上层的空心模块7顶面设置有竖向的换气管6，将空心模块7内部与外界连通。空心模块7为钢筋混凝土预制结构，空心模块7纵向分段按一面坡或人字坡铺设。

空心模块7的拼装体两侧填筑有三七灰土5。三七灰土5表面、空心模块7的拼装体两侧设置纵向的钢筋混凝土侧沟，侧沟平台铺设混凝土块板。路堑两侧的路肩和边坡上铺设有保温板3，保温板3向内铺设到空心模块7的拼装体外侧，位于三七灰土5内的侧沟下方。保温板3上方铺设有保温填料4，保温填料4为粗颗粒土，保温填料4向内铺设至侧沟外侧。

路堑两侧的路肩上纵向设置有竖向的隔水板1，隔水板1上至保温板3以上的保温填料4，下至冻土天然上限2以下。

本实用新型的具体施工步骤为：

1、路堑边坡坡率为1：1.75，两侧设钢筋混凝土侧沟，侧沟平台铺设混凝土块板防护。

2、挖除边坡、路基面下多年冻土，挖除厚度为1.4倍天然上限值，但不超过4.0m。设置保温板时挖除厚度可减少，具体根据热工计算确定。

3、边坡换填粗颗粒土保温层；路基面下拼装钢筋混凝土空心模块，拼装体两侧填筑三七灰土防止地面水下渗。

4、钢筋混凝土空心模块采用工厂预制，现场拼装。

（1）空心模块呈长方体或正方体，两对称面敞口，其他四面封闭。于各面板形心位置预留直径20cm通风口。

（2）模块棱长1.0～2.0m，具体根据起吊设备、路基换填厚度设计。

（3）模块壁厚0.2～0.3m，具体根据模块尺寸、上部荷载设计。

（4）最上层模块设换气口，换气口安置直径20cm钢管。

（5）模块自下而上分层拼装，拼装时开口面顺线路方向，行列对齐，底面平顺，相邻模块通风口正对。

（6）为防止模块内积水，纵向应分段（50m左右）按一面坡或人字坡设计，流水面纵坡不小于5‰。一旦大量积水可自换气口用泵抽出。

（7）模块拼装完成后即可开始工作。若遇冬季，根据烟囱的工作原理，外部冷空气即与模块内暖空气开始对流，外部冷量自动“输入”地基；若遇夏季，线路两侧每50m左右交错各设一台送风机、空气预冷器，送风机与换气口钢管外口连接（部分钢管外口应封闭，封闭数量根据排气量确定），经空气预冷器向模块内输送冷空气，外部冷量被动“输入”地基。

施工具体要求为：

1、路堑施工宜尽量安排在寒季暖初。换填、保温、防护、排水等工程应在春融前完成。

2、施工前应准备充足机械设备、物质材料，同时准备雨雪天所用盖布及临时支架等，便于对暴露地区进行及时覆盖。

3、路堑采用全宽、分段（长度50m左右）、分层开挖方法，先挖阴坡，后挖阳坡。冻土层宜采用松土机法开挖，施工困难时可采用冻土爆破法开挖。白天温度较高时，对暴露的高含冰量冻土应作临时遮阳隔热保护。

4、路堑开挖后，立即进行空心块拼装作业，开口面顺线路方向（纵向流水面纵坡不小于5‰），行列对齐，底面平顺，相邻模块通风口正对。

5、模块拼装完成后即连接送风机、空气预冷器，并进行试运行。

6、试运行期间同步实施灰土层、边坡保温层换填作业，连续作业、快速施工。

7、换填结束后，按设计施工侧沟、边坡防护等工程。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

于路堑内铺设空心模块（7），分层纵向成列紧密布置，作为轨道板的承载基础；

所述空心模块（7）为长方体或正方体的中空结构，其中两个对称面敞开，其余各面预留通风口（8），与相邻模块对接时对应贯通。

2.根据权利要求1所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

空心模块（7）拼装时，敞开面顺线路方向，行列对齐，底面平顺，相邻模块通风口（8）正对。

3.根据权利要求2所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

位于上层的空心模块（7）顶面设置有竖向的换气管（6），将空心模块（7）内部与外界连通。

4.根据权利要求3所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

空心模块（7）为钢筋混凝土预制结构。

5.根据权利要求4所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

空心模块（7）的拼装体两侧填筑有三七灰土（5）。

6.根据权利要求5所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

三七灰土（5）表面、空心模块（7）的拼装体两侧设置纵向的钢筋混凝土侧沟，侧沟平台铺设混凝土块板。

7.根据权利要求6所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

路堑两侧的路肩和边坡上铺设有保温板（3），保温板（3）向内铺设到空心模块（7）的拼装体外侧，位于三七灰土（5）内的侧沟下方。

8.根据权利要求7所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

保温板（3）上方铺设有保温填料（4），保温填料（4）为粗颗粒土，保温填料（4）向内铺设至侧沟外侧。

9.根据权利要求8所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

路堑两侧的路肩上纵向设置有竖向的隔水板（1），隔水板（1）上至保温板（3）以上的保温填料（4），下至冻土天然上限（2）以下。

10.根据权利要求9所述的一种高原多年冻土区高速铁路空心模块路堑结构，其特征在于：

空心模块（7）纵向分段按一面坡或人字坡铺设。