高速铁路路基施工方法及工艺 培训课件

一、高速铁路路基特点

路基是轨道的基础，也叫线路下部结构。高速铁路的出现对传统铁路的设计施工和养护提出了新的挑战，在许多方面深化和改变了传统的设计方法和关键。

与普通铁路路基相比，高速铁路路基主要表现为以下三个特点：
1.高速铁路路基的多层结构系统
高速铁路路基结构，已经突破了传统的轨道、道床、土路基这种结构形式，既有有碴轨道，也有无碴轨道。对于有碴轨道，在道床和土路基之间，已抛弃了将道碴层直接放在土路基上的结构形式，作成了多层结构系统。

2.控制变形是路基设计的关键
控制变形是路基设计的关键，采用各种不同路基结构形式的首要目的是为了给高速线路提供一个高平顺、均匀和稳定的轨下基础。由散体材料组成的路基是整个线路结构中最薄弱、最不稳定的环节，是轨道变形的主要来源。
日本东海道新干线的设计时速为220km，由于其在设计中紧紧采用了轨道的加强措施，而忽略了路基的强化，以至于从1965年起，因为路基的严重下沉，线路变形严重超标，不得不对线路以年均30km以上的速度大举整修，列车运行平均速度降到100－110km/h 。

3.在列车、线路这一整体系统中，路基是重要的组成部分。
变形问题相当复杂，是一个世界性的难题。日本及欧洲等国虽然实现了高速，但他们都是通过采用高标准的昂贵的强化线路结构和高质量的养护维修技术来弥补这方面的不足。
对于高速铁路，轮轨系统应该是车轮、钢轨、道床、路基各个部分相互作用的整体。因此，在高速铁路技术研究中，无论机车车辆、轨道结构或路基隧道等专业，都应该把自己的问题放在整个系统中去考察。

二、高速铁路路基横断面

一、路肩宽度
路肩虽不直接承受列车载荷作用，但它对保证路肩受力部分的稳固十分重要。京沪高速铁路路肩宽度为1.4m（双线）和1.5m（单线）的标准。
二、路基面宽度
1.直线地段路基面宽度（京沪）

2.曲线地段路基面加宽值

四、高速铁路路基基床
4.1基床的作用与结构

1.基床的作用
基床是铁路路基最重要的关键部位，其主要作用由以下几个方面：
（1）基床由足够的强度
（2）基床具有足够的刚度
（3）基床具有良好的排水性
（4）基床有防冻等特殊作用

2.基床的结构
一般情况，高速铁路路基基床是由基床表层和底层组成的两层结构。最典型的是德国无碴轨道的线路结构，包括钢筋混凝土板连续板、混凝土连续层和支持层、素混凝土、矿渣混凝土、填土、道碴等。
我国的京沪高速铁路路基基床由表层和底层组成，表层厚度为0.7m，底层厚度为3.0m。其中，基床表层由5～10cm厚的沥青混凝土和65～60cm厚的级配碎石级配砂砾石组成。

4.2基床表层

基床表层是路基直接承受列车荷载的部分，又常被称为路基的承载层或持力层，因此基床表层的设计是路基设计中最重要的部分。
自20世纪50年代末日本开始研究东海道新干线路基以来，主要是研究基床表层的设计及施工问题。在此之前，日本铁路并无基床表层。

1．基床的表层填料
从日、法、德三国和我国铁路以前进行的少量强化基床的试验研究来看，基床表层使用的材料大致有以下几类：级配砂砾石、级配碎石，级配矿物颗粒材料(高炉炉渣)和各种结合料(如石灰、水泥等)的稳定土。

我国高速铁路路基基床表层填料采用级配砂砾石和级配碎石。

2．基床表层结构
高速铁路路基基床表层一般均由两层结构组成，日本、德国、法国、西班牙均如此。上层大多要求填料变形模量大，渗透系数小。在使用级配砂砾石的国家，一般都把基床表层分成上下两部分。上层较薄，大多为0.2～0.3m，要求变形模量高，其次，为了提高该层的刚度，颗粒的最大粒径可适当提高，粗颗粒含量增加。下层的作用偏重于保护，颗粒粒径应与基床填料匹配，使基床底层填料不能进入基床表层，同时要求渗透系数小，至少要小于10-4m/s。

3 基床底层
高速铁路路基基床底层填料只能用A、B组填料或改良土。

五、施工方法及工艺
5.1地基加固处理技术

1）土工合成材料施工
2）堆载预压
3）强夯置换
4）冲击压实
5）CFG桩
6）刚性桩网结构
7）刚性桩板结构
8）岩溶注浆

1）土工合成材料施工

土工合成材料多用于路基加固与边坡防护，其施工要点在于：
（1）土工合成材料的规格应符合设计要求；
（2）铺设前，下承层面应平整；铺设时应拉抻、拉紧，并采取措施固定；
（3）铺设多层土工材料时，其上下层接缝应错开一定的距离；
（4）注意对已经铺设材料的保护。

2）堆载预压

堆载预压的目的
预压土是将一超过设计荷载加在地基上，经超载预压一段时间后，再卸载预压土。经过预压后，受压土层各点的有效竖向应力大于设计荷载引起的相应点的附加总应力，则今后在设计荷载作用下地基土不会再发生主固结沉降，同时减小了次固结沉降，并推迟了次固结沉降的发生。

一般路基基床底层施工后，开始填筑预压土方，堆载预压土方的底面铺1层土工布，土工布幅宽不小于2.0m，并考虑0.2m的搭接，铺设宽度应大于堆载范围每侧不小于1.5m，预压土碾压后平均重度应不小于18KN/m3。预压土堆载高度3.0米，堆载边坡坡度1:1，工点端部纵向边坡坡度1:2，向外延伸，桥头已架设地段以1:2坡度向桥上延伸。堆载预压时间为6个月，具体卸载时间应根据沉降观测资料推算确定。

3）强夯

强夯法又名动力固结法或动力压实法。这种方法是反复将夯锤（质量一般为10～40t）提到一定高度使其自由落下（落距一般为10～40m），给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的承载力并降低其压缩性，改善地基性能。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。

施工要点

（1）施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。
（2）强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，以验证强夯施工设计参数，并根据现场试夯效果对参数优化。
（3）各遍夯击之间应有一定的时间间隔，具体间隔时间参考设计提供参数确定。施工计划安排时应考虑该时间对进度的影响。

（4）强夯处理范围应大于路基基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。
（5）强夯与岩溶注浆同时采用时，先进行强夯。
（6）当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。一般在建筑物50m范围内不宜采用强夯措施。当桥台附近，涵洞附近需要进行强夯时，可先进行路基范围内的强夯后，在进行桥台、涵洞施工。

投稿会员：芳华