铁路边坡填挖方计算

1概述

1.1铁道工程的构成

铁道工程是由上部结构轨道部分和下部结构路基、桥梁、隧道部分构成的异质结构体，将这些结构体练成有机整体的是线路。铁路线路是铁道工程结构体的空间中心定位线，通常用线路平面和纵断面表示。铁路线路的技术条件通常是决定列车行车安全、平顺和旅客舒适度的关键因素。

轨道位于路基、桥梁和隧道等基础设施之上，是直接提供列车行驶的部分，包括钢轨、轨枕、道床、道岔等，它直接影响着列车的安全和速度。中国铁路轨道以往主要采用43-50kg/m钢轨，每节钢轨长度为12.5m或者25m;现在为了适应高速重载运输的要求，逐步采用了60-75kg/m的钢轨，并且发展为长钢轨和无缝线路，并让道岔和提速相适应。

路基是轨道的基础。由于天然地面不可能同所需的线路高程相符，这就必须修建路堤、路堑以及植挡结构，并应设置排水系统。路基以往是用人力来填挖，路堤是依靠常年的自然沉降而渐趋密实，路堑是依靠放缓边坡求稳定。现在，路基施工可以机械化施工，填土可以用机械压实，也可以用土工布。支挡结构可以多种多样。铁路不得已而必须经过软土、膨胀土、黄土、冻土及崩塌、岩溶等不良地质地带，需采取相应的加固整治措施。

1.2铁路工程施工组织设计

1.2.1轨道工程施工组织设计

轨道是铁道线路的上部结构，线路下部结构的按期优质完成是轨道铺设的前提；而轨道铺设工作能否如期完成，是铁路轨道铺设的前提；而轨道铺设工作能否如期完成，又直接影响铁路交付运营的期限。轨道铺设是铁路建筑一项重要的基本工程，它包括铺轨和铺砟两项基本内容。

轨道铺设按性质可分为正常铺轨和临时铺轨。正常铺轨是在正常条件下，把正式轨道铺设在已完工的永久路基及桥隧建筑物上；临时铺轨是为了满足工程运输的需要临时铺设的轨道，在竣工够予以拆除。按铺轨方向可分为单向铺轨和多向铺轨。按照铺轨方法可分为人工铺轨和机械铺轨两种，包括轨排组装、运输铺设等三个环节。人工铺轨主要适用于铺轨工程量小的便线、专用线和旧线局部平面改建，较为经济；机械铺轨主要适用于铺轨工程量大的新线和旧线的换轨大修及增建二线的轨道铺设。

轨道铺设工作按其基本内容和顺序分为准备工作、基本工作和整修工作的三个阶段。其准备工作包括：资料准备、施工调查和测设，施工前准备和编制施工组织设计。基本工作:轨排组装、轨排铺设、道岔铺设、铺砟整道。

1.2.2路基工程施工组织设计

路基是以土石材料为主建造的一种条形建筑物,它与桥涵、隧道、和轨道等组成铁道线路的整体。因此，路基工程包括区间与站场路基土石方工程及路基附属工程。区间与站场路基土石方工程包括填筑路基、开挖路堑和场地平整；附属工程包括区间与站场路基的防排水设备及平交道土石方、路基加固及防护工程、因修筑路基而引起的改河改道工程、挡土墙工程等。

路基土石方工程的工作内容由准备工作、基本工作、及整修工作3部分组成。准备工作是在施工前进行的一系列为使基本工作能够顺利、安全而有效地完成的工作；基本工作是完成路基工程所进行的工作；整修工作是为路基各部分的形状和尺寸符合设计要求所进行的工作。

2 重点工程

铁路路基是以土、石材料为主而建成的一种条形建筑物。在挖方地段，路基是开挖天然底层形成的路堑；在填方地段，则是用压实的土石填筑而成的路堤。它与桥梁、隧道、轨道等组成铁路线路的整体。要保证线路的质量和列车的运行安全，路基必须具有足够的稳定性、坚固性与耐久性，即在其本身静力作用下地基不应发生过大沉陷；在车辆动力作用下不应发生过大的弹性或塑性变形；路基边坡应能长期稳定而不坍塌；同时还要经受各种自然因素的破坏。

所谓路基施工，就是以设计文件和施工技术规范为依据，以工程质量为中心，有组织、有计划地讲设计图纸转化成工程实体的建筑活动。路基施工包括路堑、路堤土石方，防排水设施，挡土墙等防护加固构筑物以及为修建路基而作的改移河道、道路等。其中路基土石方工程是最主要的，它包括路堑工程的开挖、路堤工程的填筑以及路基的平整工作，包括平整路基面、整修路堤（路堑）边坡、平整取土坑等，而有关防排水这方面的工程，由于项目众多而较为零星，往往受到忽视，但是防排水是保证路基主体工程得以稳固的根本措施，因此必须安排妥当、保证质量。

路基施工时的基本操作是挖、装、运、填、铺、压，虽然工序比较简单，但通常需要使用大量的劳动力及施工机械，并占用大量的土地，尤其是重点土石方工程往往会成为控制工期的关键工程。修筑路基时常会遇到各种复杂的地形、地质、水文与气象条件，给施工造成很大的困难。因此，路基施工绝非一般人所想象的那么简单，相反，对路基施工不能有任何轻视之意。要得到满意的路基工程施工质量，必须严密组织，精心施工。

铁路路基工程施工组织设计是指导拟建路基工程项目进行施工准备工作、基本工作和整修工作的综合性技术经济文件。它的主要内容是精确计算工程量，合理选择施工法案、施工方法，采用机械化施工，精心调配土石方，制定土石方最佳调配方案，使土石方的利用达到最大限度，以减少土石方施工方数；周密安排

施工进度计划，准确计算和科学安排施工的人力和物力，保证紧张有序的均衡施工，达到缩短工期，减低成本，保证优质地完成路基工程施工的目标。

3区间路基土石方工程量的计算方法

路基是修筑在地球表面的条形建筑物，由于地形的随机性，精确计算路基的土石方工程数量是极其困难的，所以常采用平均面积法或平均距离法等近似方法进行计算。

1.平均面积法

在实际工作中，一般采用此法进行计算，计算如式3.1；

112321212

22--⨯+++⨯++⨯+=∑n n n L A A L A A L A A V （3.1） 式中 —、、

、n 21A A A 路基横断面积； —、、

、1-n 21L L L 两相邻断面间距离。 2.平均距离法：它是有式3.1变换而得到，如式3.2；

2

222132321211-⨯+++⨯+++⨯=∑n n L A L L A L L A L A V （3.2） 4 路基横断面积计算

按上述计算式3.1、式3.2计算土石方工程量时，关键是求算路基横断面积。求算横断面积的方法很多，主要有以下几种。

1.用定型表确定路基横断面积

路基土石方面积表，是将各种情况下的路基横断面面积，利用几何图形的方法绘制成的定性表。根据中心填挖高度，地面横坡及路基本体的形状，即可查的与之相应的路基横断面面积。

使用路基土石方面积表，在地形起伏较大，地面横坡陡及中心填挖高度大的山区铁路，在这小比例图上取值，受人为的因素影响较大，其精度亦较粗，不能满足施工图设计的需要。

2.用路基横断面计算横断面

在施工设计阶段，一般利用路基实测的横断面面积计算。初步设计阶段必要时，可用线路平面图电汇横断面，在横断面图上计算面积。

在横断面图上计算面积的方法较多，有卡规法、求积仪法和分块计算法等方法。

卡规法时利用平行于线路中心线的垂直线系，将横断面分为若干个高度等于1m 的梯形，然后用卡规量出每个梯形的中心长，按顺序累计起来即得横断面面积。

分块计算法是将路基分成若干个地面水平的梯形或三角形来进行计算。

3.用电子计算机计算

（1）路基横断面积。计算的数学模型图4.1所示路基横断面，y 轴与线路中心线重合，x 轴则在地表以下通过。路基横断面设计线与x 轴之间的面积设A ，地面线与x 轴之间的面积地A ，地设与A A 之差即为路基横断面面积A 。