高速铁路路基工程资料

设计、施工面临的几个问题


路基工后沉降预测技术； 特殊土地区低路堤、土质路堑的个别设 计； 改良土的施工技术； 复杂地质条件下的路基设计。
新技术的应用


桩网结构形式的选取、设计计算理论及 不同地质条件下的施工工艺尚未成熟； 桩板结构是无砟轨道新的结构形式，其 工作原理、动力特性和设计理论等需要 开展研究。
郑西客运专线路基试验段
郑西客运专线
坪塬村
试验段
高速公路
强夯
水泥土挤密桩 柱锤冲扩桩
柴油罐
水泥土拌合
试验段简介


郑西客运专线湿陷性黄土试验段位于陕西省华 阴市坪塬村，试验段总长140m，地基处理采用 了强夯、水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩三种方法。 路基本体和基床底层采用8％石灰和5％水泥改 良土填筑，基床表层采用级配碎石填筑，3m堆 载预压进行路基沉降观测。 试验段进行了地基处理前检测、地基处理和路 基填筑施工工艺、路基填筑工艺、地基处理和 路基填筑试验检测、路基沉降观测及路基浸水 等科研项目。
双线标准路堤横断面(350km/h)
变形模量Ev2（MPa）
高速铁路路基技术特点


路基按照结构物设计，填料和压实标准 高； 严格控制路基变形和工后沉降； 路桥及横向构筑物间设置过渡段； 路基动态设计； 地基处理类型多。
路基填筑质量标准高
基床表层采用级配碎石强化结构，K30 、 Ev2、Evd、n 指标满足设计要求。 基床底层采用A、B组或改良土填筑， K30、Ev2、K 、n满足设计要求 基床以下路基采用A、B、C组或改良土 填筑， K30、Ev2、K 、n满足设计要求
地基处理的种类多




对于浅层软弱地基采用了换填碾压处理、或换填砂垫层 处理； 对于深层软基的主要地段采用袋装砂井、塑料排水板的 排水固结加预压的处理方法； 对于工后沉降要求高及路桥过渡段，根据地质条件和经 济对比，采用了砂桩、碎石桩、粉喷桩、搅拌桩、旋喷 桩等地基处理方法； 对于有地震液化的粉土或粉细砂层的地基段，采用了挤 密砂桩的处理方法； 新建的一些客运专线采用强夯、CFG桩、灰土挤密桩、 桩网、桩板等地基处理方法。
土的工程分类


可从土类和土名中初步了解其主要的工程特性； 当用作地基土时，可结合其它指标确定地基土 的承载力、初步估计建筑物的沉降； 当用于路基填料时，可初步评估填料的压实强 度、透水性和稳定性，合理的选择施工方案， 这就是土的工程分类的目的 。
路基填料的分组



填料按照土的粒径、级配等分组； 粗粒土按照粒径、级配以及细颗粒含量 分为A、B、C（分化的软块石为D）组； 细粒土按照液塑限及有机质含量分为C、 D、E组； 路基填料组的选择按照设计要求选择， 客运专线基本采用较好的A组填料及灰土 改良土填筑。
8.0
3.0
1:
堆载预压土方
13.6
2.3 0.4
带排水槽拱形骨架护坡 骨架内液压喷播植草
1
级配碎石
5.0
1:1
M7.5浆砌片石 厚度0.3m
.5
5%～7%水泥改良土
2.0
0.6
Байду номын сангаас
8%～10%石灰改良土 铺设2层双向土工格栅 双向土工格栅，抗拉强度25KN/m 宽度3m，层距0.5m 抗拉强度60KN/m 5%水泥改良土

严格控制路基变形和工后沉降


工后沉降是高速铁路路基设计的主 要控制因素，路基发生强度破坏之 前，已经出现了不能容许的变形； 我国对无砟轨道的路基工后沉降要 求一般不应超过扣件可调高量15mm， 路桥路隧差异沉降不超过5mm。
路桥及横向构筑物间设置过渡段


路桥及横向构筑物间的过渡段，是以往设计及 施工中的薄弱环节，也是既有线发生路基病害 的重要部位。由于桥台与路堤的刚度相差显著， 高速列车通过时对轨道结构及列车自身会产生 冲击，从而降低列车运行的平稳性和舒适度， 加快结构物和车辆的损坏。 为保证列车高速运行时的平稳舒适，对路桥过 渡段采用了刚度过渡的设计方法。在桥台后一 定范围内，采用刚度较大的级配碎石作为过渡 填筑段，与路堤相接处采用1：2的斜坡过渡。
我国高速铁路路基面临的主要问题

技术标准的修改和完善； 车－轨－路系统合理匹配理论研究； 设计、施工面临的几个问题； 新技术的应用。
技术标准的修改和完善


路基工后沉降控制标准； 无砟轨道路基基床厚度200－350km/h没 有区分确定； 地基刚度的标准，直接关系到地基处理 的成本。
土的三相组成
土的基本物理指标

天然密度
m v

土粒比重
ms Gs vs (4C )
反映土的松密程度指标

孔隙比
VV e VS

孔隙率
VV n V
反映土的含水程度指标

含水率
m ms

土的饱和度
V Sr VV
土的最大干密度和最优含水率

最少的机械功获得最大压实度； 轻型击实试验； 重型击实试验； 灰土击实试验。
0.4
二八灰土垫层 厚度0.3m
郑西客运专线试验段

地基处理 路基填筑 堆载预压与沉降观测 铁路路基科研
地基处理前检测

机械钻孔取样 静力触探 雷达测试 面波测试 荷载板试验
（1）地貌单元属渭河II级阶地，勘探 深度内地基土由砂质黄土、黑垆土、 古土壤、粉质粘土及砂层组成； （2）试验场地属自重湿陷性黄土场 地，湿陷等级为IV级（很严重）； （3）地基处理深度范围内天然含水 率为12.2 ～ 20.4%，击实最大干密度 为1.74～1.76g/cm3，最优含水率为 15.5～17%（轻型击实）； （4）地下水位埋深为40.50m，地基 处理可不考虑其影响
高速铁路路基工程
中国铁道科学研究院
2002年11月27日321.5km/h
压 实 标 准 基床以下路基 地基系数K30 (MPa/m) 孔 隙 率n （%） 压实系数K ≥0.92 注：EV2 检测时，EV2 / EV1≤3.0。 改良细 粒土 ≥90 ≥45 砂类土及 碎石类及 细砾土 粗砾土 60 60 ≥130 60 ≥110 ≥45 ≥45 ＜31 ＜31
路基动态设计


为了有效地控制工后沉降量及沉降速率，需要 开展路基动态设计。 根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求 等，采取相应的措施，如调整预压土高度，确 定预压土卸荷时间，以及铺轨前对路基进行评 估及合理确定铺轨时间，以确保铺轨后路基工 后沉降量与沉降速率控制在允许范围内。路基 动态设计的成果可以为后续的轨道工程打下了 良好的基础。