铁路路基施工技术 毕业设计

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1研究背景

目前，在建新线规模达到3.3万公里，投资规模达到2.1万亿元。上海-杭州、南京-杭州、杭州-宁波、南京-安庆、西安-宝鸡等客运专线，兰新铁路第二双线、山西中南部铁路通道等区际干线，以及贵阳市域快速铁路网，武汉城市圈、中原城市群城际铁路等相继开工建设。并且，在建工程项目进展顺利，京沪高速铁路累计完成投资1224亿元，哈尔滨-大连、上海-南京客运专线线下工程基本完成；北京-石家庄、石家庄-武汉、天津-秦皇岛、广州-深圳(香港)、上海-杭州等客运专线和上海-武汉-成都、太原-中卫(银川)、兰州-重庆、贵阳-广州、南宁-广州等区际大通道项目加快推进。随着经济的发展和技术的提高，铁路的覆盖将越来越广，速度越来越快，因此，提高铁路路基在不同地质条件下的施工技术成为一种必然选择。

1.1.2研究意义

通过对不同地质条件下铁路路基施工技术、工艺的总结归纳以及对各种支挡结构的分析。以便更好掌握路基的关键问题，实现对不同地质条件的分析，把握住应该采用何种技术才能更好地为保证铁路运输的安全通畅从而使铁路路基施工技术提高到一个新的水平。

1.2 铁路路基施工技术国内外现状

1.2.1国外铁路路基发展现状

国外铁路的发展方向是重载和高速铁路。发展重载铁路(轴重25～30t)的国家有美国、澳大利亚、前苏联等；发展高速铁路的国家有法国、日本、德国等。这些国家都制定了较高的路基技术标准和严格的施工工艺，其特点如下：

(1)强化路基基床：包括路堤、路堑及不填不挖地段，特别是对基床表层的填料和强度有严格要求。如日本在新干线上设置了强化基床表层，采用级配矿碴层或或增设沥青混凝土表层等，并用直径为30cm的平板荷载试验求出的地基系数k控制压实效果；法国在制定TGV线路技术条件前曾对全国既有铁路的路基进行了详细、全面的调查，发现轨枕下道床加垫层的厚度对防止路基病害的产生有重要作用。当总厚度超过60cm时，线路良好，基床病害的发生概率很小。

可以说，各个国家都根据本国的情况进行研究，采用不同的结构形式和强度标准对路基基床进行强化，根据土质、承载能力、防冻要求、线路等级、运输荷载条件以及线

路上部结构的条件设计路基基床结构。

(2)严格控制路基填筑：包括对路基填料的分类、填筑压实标准和检测方法等，并开发了一系列的检测设备和施工机械。各个国家根据本国的特点对路基填料进行了详细的划分，并开发了一系列的检测设备和施工机械。如日本采用K标准和压实系数K控制填筑质量；并研发了可时时监控压实系数的碾压机械。日本、法国分别提出用贯入仪及落球回弹法等快速检验法。

(3)各国在高速铁路建设过程中，对线路容易发生不平顺的部位特别加以重视，从结构设计到施工组织，从工期安排到质量检测等方面都采取了措施，严格控制轨道的刚度变化和由于沉降、不均匀引起的轨道下沉和轨面弯折，以达到线路平顺性，保证列车高速运行的安全和稳定。

1.2.2我国铁路路基的现状

我国铁路路基工程经过几十年的发展取得了许多成就，特别是在特殊地区和特殊土路基，无论在科研、工程实践水平上都有很大的发展和提高，积累了丰富的经验。但随着铁路运量的增加，轴重的增大，特别是大范围提速后，既有线路基出现的病害日趋增多，严重地影响了铁路运输能力。

(1)新线建设路基标准低：长期以来，我国铁路在新线建设中没有把路基当成土工建筑来对待。路基修筑时选用的填料性能优劣不一，常常就近取土填筑路基；压实标准低，检测频率少，致使新修的路基强度偏低，变形明显。新建铁路交付运营后不能立即达到设计速度与运量，一般经过5～15年自然沉落及病害整治才能达到设计速度要求，运营中还常发生路基变形、下沉、翻浆冒泥、边坡坍滑。道碴陷槽等病害，降低了铁路建设的经济效益和社会效益。

(2)既有线路基状态不佳：我国既有线运营铁路路基技术状态不佳，路基普遍强度偏低，稳定性差，严重威胁铁路运输和安全，已成为铁路运输的薄弱环节。随着国民经济的发展，运量不断增长，路基超负荷工作状态一直没有缓解，以至时常发生路基病害。据统计，提速前的1994年底，我国68053km的运营线上，路基总厂64088km，占运营线路的94%，路基病害地段81082处，累计长11055km，占运营线路的16.2%。提速后。路基状态不但没有改进，反而更加恶化。

(3)路基维护及改造难度大：随着提速范围的扩大，列车的最高速度不断提高，路基暴露出来的问题越来越严重。提速后行车密度加大，维修作业时间相对减少，加之提速对线路养护的质量要求高，公务部门难以应付困难局面，久而久之，路基病害加剧，影响行车安全。

1.3 研究内容

通过研究在各种地质条件下和各种环境下路基的施工技术分析，对铁路路基进行分类，并按照地质特点及周围环境分析，选取最适合的路基施工技术及方案。

1.4 客运专线路基工程技术特点

1.4.1路基填筑质量标准高

铁路客运专线提出路基填筑采用双控压实标准的新概念。铁路线路基施工标准较目前的国铁标准提高了很多，路基填筑根据不同部位，提出了压实系数K、地基系数K30、孔隙率n等压实标准。为此，要求各施工单位在正式进行路基施工前必须做路基填筑试验段的压实工艺试验。针对不同土质，在试验室得出最大干密度和最佳含水量的基础上，控制现场含水量范围，虚铺厚度，并采用重型压实机械压实，得到压实度和碾压遍数的关系，以指导大面积施工。

铁路客运专线沿线填料种类很多，有些粉质土和粉细砂，经现场试验达不到K30标准，通过专家论证和反复试验，进行了物理改良处理。沿线大量的山皮土属粗粒土，在重型击实试验中表现出较好的可击实性，属于级配良好的填料，但压实后达不到孔隙率n的要求，同样经专家论证和反复试验，提出对可击实性山皮土采用压实系数K和地基系数K30作为双控指标。秦沈线路基填筑充分体现了新技术和高标准。

1.4.2路基基床表层采用级配碎石强化结构

铁路路基的基床表层是路基直接承受列车动荷载的部分，是路基设计中最重要的部分之一。秦沈线首次在基床表层采用了60cm厚的级配碎石结构。其主要作用是①增强线路强度，使路基更加坚固、稳定，并具有一定的刚度；②均匀扩散作用到基床土面上的动应力，使其不超出下部基床土的容许动强度；③隔离作用，防止道碴压入基床及基床土进入道碴层；④防止雨水浸入使基床软化，防止发生翻浆冒泥等基床病害；⑤满足基床防冻等特殊要求。

为保证级配碎石的施工质量，施工技术细则中对级配碎石的材料质量、颗粒粒径级配范围、含水量、拌合、摊铺及碾压工艺和压实质量控制方法等提出了技术要求，施工过程中进行了严格地控制。

1.4.3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。

为此，在秦沈客运专线的设计中，为保证列车高速运行时的平稳舒适，对路桥过渡