重载铁路路基填（精选三篇）
重载铁路路基填 篇1
重载铁路运输具有高效、运能大、成本低备受青睐。铁路路基作为列车动荷载作用最显著的部分受到广泛重视,显然,路基沉降的变化密切影响铁路运输的安全。因此,结合大唐铁路专线工程,以路基土体为研究对象,进行动三轴试验,获取路基动力特性参数。从而更好对铁路路基沉降做出更好的预测,进而可以进行合理的路基维护工作,保证铁路正常运输及电厂正常运转。
冯怀平等(2015)针对朔黄重载铁路路基病害实际工况,针对重载列车引起的路基土体湿化变形以及造成的不均匀沉降问题,采用了GDS动三轴仪进行了室内动三轴试验研究。试验结果表明:土体的压实度对土体动力湿化变形有显著影响;此外,随着动应力幅值的增加土体的累积塑性变形而逐渐的增大。刘晶磊等(2015)针对重载铁路路基基床受列车循环动荷载的作用进行室内试验研究。基于试验数据以及Gauss函数拟合计算分析表明:根据不同荷载水平和基础结构形势下路基的动荷载条件,得到了路基面动应力的分别及衰减规律,进而为基床厚度的设计研究提供了理论参考。
本文依托大唐热电铁路专线工程,针对专线重载铁路引起的路基的不均匀沉降问题,选取专线典型区段路基土样进行室内动力特性试验,获取专线铁路路基土体动力特性参数进行研究。
1 研究概况
1.1 工程背景
大唐滨州热电联产工程是“上大压小”项目,拟建两台350MW国产超临界煤发电机组,铁路专用线作为电厂建设的中重要配套项目,线路自德大滨州西至杀虎刘联络线(滨沾联络线),线路全长1.782km;其中滨州西站接轨部分及区间(DK0+0-DK0+300)工程正在进行同步建设。
1.2 土样制备
试验土样选取典型区域路基土体,土样过筛去除杂质,根据要求的干密度及含水率用击实法制样。按照铁路土工试验规范章程,土样静置一夜然后才去分层击实,真空饱和缸制取饱和土样。试验土体尺寸高度80mm、直径39.1mm。
1.3 试验设备
本次动力特性试验研究选取DDS-70动三轴试验系统全套设备包括五个主要部分:电磁驱动系统、三轴室、电气控制、静压控制及数据采集和处理系统。具有静、动轴向力、侧限压力和孔隙水压力、轴向加荷程序等控制功能。
2 动三轴试验
2.1 试验方案
试验的土样取自大唐铁路专线典型区域,该段为专线运输关键区段,采取室内常规试验测得土体物理特性见表1所示。
根根据据专专线线列列车车动动荷荷载载的的作作用用形形式式及及规规律律,,制制定定出出试试验方方案案如如表表22所所示示。。
本次试验规范参照土工试验规程(SL 237-1999)进行。
2.2 动弹性模量变化规律分析
动弹性模量Ed反映循环荷载作用下弹性变形阶段的动应力-动应变关系,即:Ed=σd/εd(1)
针对压实度K=0.9的土样根据制定的试验方案进行动三轴试验,不同动应力幅值作用时动弹性模量Ed随动应变εd的变化关系如图1所示。
由图1可知:围压相同时,试验土体动弹性模量随动应力幅值的减小而变小。并且从图1中可以看出,动应力幅值不同时,动弹性模量随动剪应变增大而减小,存在明显的转折点,可以理解为土体动弹性模量变化的临界点。
由图1中变化规律可得,列车循环荷载作用时,路基动力特性,动弹性模量-动剪应力曲线存在变化临界点。
2.3 动阻尼比变化规律分析
由图2可知:相同围压下,试验土样动阻尼比随动应力幅值的增大而增大。此外,从图2中可知,动阻尼比和动剪应变整体呈线性变化趋势。没有存在明显的转折点。
由图2中可得列车循环荷载作用时,路基土体动阻尼比随动剪应变关系呈线性变化趋势,并且不存在明显转折点。
3 研究结论
针对大唐铁路电厂专线路基土体动力特性试验研究,通过动三轴试验获取相关参数指标,得出的结论如下:
①基于路基土体试验数据得到土体动力特性,根据动力特性参数进行路基填料与加固处理,对于路基压实度标准选取0.95以上为宜。
②针对路基土体填料设计,当土体压实度选取0.89-0.96之间存在,临界含水率最佳数值。建议选取含水率23%路基稳定性达到最佳。
摘要：依托大唐热电铁路专线工程,针对专线重载铁路引起的路基的不均匀沉降问题,选取专线典型区段路基土样进行室内动力特性试验,获取专线铁路路基土体动力特性参数进行研究。基于室内DDS-70动三轴试验研究,分析在不同动应力幅值条件下,代表性区域路基土体的动弹性模量以及动阻尼比等动力特性参数的变化规律,进而对重载铁路路基设计与维护提出合理建议。
关键词：重载铁路,动荷载,铁路路基
参考文献
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粤海铁路通道工程填海路基施工工艺 篇2
海安南轮渡站DJBK1+000至DJBK0+094.45填海路基
施 工三桥施 — 04
组 织
编制：曾贤军 复核：王路少 审定：吴天月
计
设
铁道部大桥局三处粤海铁路通道工程指挥部
一九九九年六月
一、工程概况
1、该路段线路位于待渡场栈桥至海安南站间，海岸上村舍密集、植被发育、交通方便，地表覆第四系淤泥（Q4m）流动——流塑状属高压缩性土，孔隙比较大、含水率高；下伏基岩为玄武岩，风化极严重。海水最高潮水位1.66m，平均高潮水位0.37m，最低潮水位-1.09m，年平均潮水位-0.20m，最大浪高1.0m，地震基本烈度为七度。
2、DJBK0+094.45 ∽ DJBK0+590全长495.55m，基底采用大于150kg的块石由中间向两侧抛填挤淤。
3、DJBK0+094.45∽DJBK0+725长630.55m，西侧坡脚采用硬质单块重于300kg的块石抛填棱体，胸坡1:2，背坡1:1.5，顶宽5m，棱体顶标高为▽+0.5m,棱体前坡脚抛填单块重50∽100kg的块石作护底宽10m，边坡1:2做到DJBK0+675止，顶高出海底面0.5m.4、DJBK0+725∽DJBK1+022.45长297.45m,西侧由外及里设置: ⑴ 最外侧铺设混凝土栅栏 ⑵ 高程在2.81m以下铺设厚干砌片石护坡。坡脚采用干砌片石漫石基础，高程在至路肩之间，在栅栏板后铺设0.3m厚干砌片石，东侧边坡高程在2.81m至路肩铺设0.3m厚干砌片石护坡。
二、施工方案
（一）路基填石
1、石料填筑按照路基边线控制，填筑石料为硬质石块，级配良好，严禁风化石及带泥土。填石时尽时减少石块间空隙，不可避免出现的空隙用小石头填塞。
2、路基应分层填筑，除第一层必须铺到高出一般潮水位0.5m左右，以后每层铺填厚度不得大于1.0，推土机推平、碾压，压实后采用重型压路机振动碾压，压路机行驶速度不得大于4km/h,压实5-6遍，每层验收合格后才能铺填下层。
3、路基填石工序以中央向两侧抛填挤淤
⑴ DJBK0+980∽DJBK0+590采用汽车运输大于150kg硬质石块填实。⑵ DJBK0+590∽DJBK0+094.45采用汽车运输150kg∽300kg硬质石块由中央向两
侧抛填挤淤，西侧（临海区）棱体采用大于300kg硬质大块石抛填,棱体前坡脚采用挖机 抛填单块石重500kg∽1000kg的块石作护坡。
4、高程在▽+2.81m以下干砌1.0m厚片石(块石)护坡与填石同步进行,以利石间嵌接.护坡宽度按设计图和测量放线及坡度架拉线砌筑.⑴ DJBK0+980∽DJBK0+725干砌片石护坡,片石需大面朝下放置牢固,片石间相互搭接卡紧卡牢,不许松动.如有空洞时应用小片石塞紧,面石应错开不许通缝,坡面绝不许个别点冒出坡面以防无法安装钢筋混凝土栅栏板.⑵ DJBK0+725∽DJBK0+094.45干砌块石护坡,块石形状应大致方正、无缝、棱凸角，顶面及底面大致平整，厚度不宜少于20cm，长度40cm左右，宽度30cm左右，石面修平整凹入深度不大于2cm，水平缝不大于3cm，石面上下错开，不少于8cm，严禁通，采用二顺一丁或三顺一丁，坡面平整，块石放置牢固，底下应用小片石塞紧，不许松动，以免造成下沉及变形形象。
5、高程2.81至路肩干砌0.3m厚干砌片石护坡，路肩之间基床采用碎石垫层，碎石级配良好，硬度不低于设计及规范要求，厚度按施工图要求分两层施工后用压路机振动碾压，压实五遍。
（二）钢筋混凝土栅栏板及四脚方块预制及安装
1、施工场地：在待渡场附近建搅拌站及预制场，其距离约300m。
2、钢筋混凝土材料：水、砂、碎石、水泥、钢筋、化验、试验各种要求合乎设计和规范要求，钢筋、水泥需要有出场合格保证书及质量保证书，经实验室配合比制作试块抗压合格后方能预制。
3、混凝土配合比控制：采用磅秤称斗车及砂入口料等，控制砂、石、水泥，搅拌机采用自动水表控制用水等。
4、混凝土运输：采用翻斗车运送混凝土，确保混凝土以最短时间运送到预制场。
5、混凝土养护：在大桥局生活区内用水管接井水采用人工流水自然养护，养护开始为混凝土浇筑初凝后进行，养护期不少于7天；如天气太过炎热，采用盖麻袋湿润，以不发白为好；当天下雨时，如混凝土未终凝时，用薄膜铺盖作防护。
6、钢筋混凝土栅栏钢筋自己弯曲、绑扎、电焊等。四脚方块混凝土为素混凝土，当养护期满后达到设计强度要求时，用吊机按设计图位置安装。
三、工期控制与工程量
（一）测量放线及无淤泥段基底处理
1、根据平面图基线控制，按里程桩号测量并将高程点引到桩号，按工程进度交叉进行测量，从98年11月28日开始。
2、基底小丛树及沉积泥处理：DJBK0+980∽DJBK０+750该地段有小丛树及局部有沉积15cm厚砂粘土，98年11月30日至12月10日完成。
（二）路基填石2.81高程工程
路基填石工程量为112094.9m3,从98年12月1日至99年6月30日完成，工期控制在6个月内。
（三）西侧棱体及护底工程交叉施工
棱体填石及护底工程为70653.9万多方，从99年7月1日至8月15日完成工程。
（四）边坡防护工程
1、片石护坡工程量为1663m3,从99年7月1日至8月15日完成，工期控制1.5个月内。
2、块石护坡工程量为3287.2m3,从99年8月15日至9月15日完成,工期控制在1个月内.3、片石护肩工程及碎石基床工程交叉施工，片石护肩量260.2m3,碎石基床工程量18476.04m3，从99年8月15日至10月15日完成，工期控制在3个月内。
4、钢筋混凝土栅栏板工程量1724块，从99年7月15日至9月15日完成，工期控制在2个月内完成。
5、混凝土四脚空心方块工程为7482块，从99年7月15日至12月30日完成，制作安装工期控制在5.5个月。
四、主要机具设备
（一）路基填石
1、路基填石现场采用一台推土机，一台碾压机，挖机一台。
2、运输采用15吨大卡车30部，修理车1部。
（二）栅栏板及四脚空心方块
1、制作用机具：500升搅拌车一台，运输混凝土翻斗车三台，运输砂、石料及水泥车三台，钢筋加工设备一套，振动棒及电机四台，装砂、石料等铲车一台。
2、吊装机具：8吨汽车吊机一台。
五、质量要求与施工控制
（一）施工控制
1、填筑前先清理地基，按照海安待渡场路基设地图横断面和里程确定基底范围，对该范围内的沉淀砂粘土、小丛树清除干净。
2、控制石料不易风化、硬质、级配良好，允许5%小块石，但不能夹带泥土，铺行车道、坝身分层填筑应稳固，对填料石块每车检查，目测是否符合设计和规范要求。
3、填层、铺层厚度和压实遍数：按上述办理，路堤填筑分层平，边坡砌筑抓紧时间完成，达到嵌紧，密实稳固，做到内实外美。
（二）质保措施
1、人员安排：公司每班安排3人负责，负责对车辆引导、统计工程量和质量把关，测量紧密程度，石料石质硬度。
2、每50m测量复查一次，检查填石是否按设计线路填筑。
3、按质量验算对碎石压实和块石密实进行检验，填写各种检查表格。
（三）质量检查
1、路基填石每100 m抽检不小于10个点，其中中部两点距离0.5∽1.0m各两点,检测结果填写记录.2、路基面应设计测量放样，填筑压实，要求做到肩棱明显，路面平整，完工时中基面允许误差为±5cm。
⑴ 宽度：路肩边缘至基线距离应不少于设计宽度，线路中线点至路肩一侧的宽度允许+5cm，-0cm的偏差。
⑵ 路肩高程与预留沉降的路肩高程在100m长路基内的个别地段允许有不超过±5的误差，但其连续长度不应大于10cm。
⑶平整度在每100m长路基上，用2.5m直尺垂直线路中线间距大致相当，均匀抽测10次，约最大凸凹差不应大于15cm。
3、边坡干砌片石中普通片石的形状不受限制，但其中部厚度不应小于15cm,用作镶面的片石宜选用表面较平整、尺寸较大者，且边缘厚度不得小于15cm，块石形状应大致方正、无锋棱、凸角，顶面及底面大致平整，厚度不宜小于20cm，长度及宽度不应小于其厚度，镶面石的长度不应小于顺石宽度的1.5倍。边坡应平顺，其坡度每100m，每侧用坡度心量两个点，误差不得大于5%，变坡点每段用水准仪测3个点，其误差不得大于±200cm，边坡尽量做到线条流畅、色泽一致。
4、栅栏板与空心四脚板
⑴ 空心四脚板，水泥从厂家出车时应有产品合格证和保证书，标号要根据所配制混凝土的强度选定，骨料的级配要良好，其制出来后混凝土表面光滑平整，不得有蜂窝、麻面，混凝土接缝处得有夹缝，模板内允许偏差不得大于+0mm，+5mm，宽度误差不得大于+5mm，15mm长度允许0，-5mm，侧向弯曲允许偏差为L/1000。
⑵ 栅栏板，其混凝土和模板除保证和空心块一样以外，还有钢筋的绑扎，其允许偏差受力钢筋顺长度方向的全长度不大于±10mm，弯起钢筋位置±20mm，保护层允许偏差±5mm，钢筋总截允许偏差±2%，双排钢筋排距为±5mm，同一排受力钢筋间距±20mm，分布钢筋间距为±20mm，箍筋间距±20mm，弯起点为±30mm，钢筋检总数量的20%。
六、安全注意事项
1、合理安排车辆、推土机和翻斗车交叉进行，排除行车干扰。
2、夜间施工，安排好照明灯。
3、现场必须设专人指挥车辆和推土机、压路机、挖土机必须服从指挥人员指挥。
铁路重载路基基床加固技术 篇3
重载铁路是指列车牵引质量达8 000t以上、轴重27t以上, 在至少150 km线路区段年运量超过40t, 上述三项条件满足其中两项即称为重载铁路。重载铁路是西方发达国家开始建设并投入使用的, 20世纪80年代中国开始建设自己的重载铁路。虽然我国重载铁路起步较晚, 但发展速度十分迅速, 已建成的大秦、朔黄等重载铁路均是在既有铁路路基加固升级的基础上逐步发展起来的。2014年, 我国牵引重量3万吨的重载列车试验成功。世界首条一次建成1 267 km、列车牵引质量1.2万吨、轴重30t的山西中南部铁路通道开通运营, 标志着我国铁路重载技术已达国际先进水平。重载铁路为我国经济发展和国家建设做出了巨大贡献, 保障铁路路基在重载条件下的稳定性和安全性至关重要。一旦铁路出现故障, 不仅会影响整个铁路运输, 而且可能导致严重事故的发生。因此, 研究铁路重载路基基床加固对我国经济发展和国家经济建设具有重要意义。
2 铁路重载路基基床常见病害
2.1 路基基床下沉
导致路基基床下沉的主要原因是路基强度不足和填筑密度不够造成。路基基床下沉可能会导致断面尺寸改变, 引起路堤沉陷。除了路基强度不足和填筑密度不够可能导致路基基床下沉外, 路基土松软, 不够密实, 在荷重、水、振动的作用下, 也可能产生路基基床下沉现象, 这种情况会导致大面积的竖向变形, 形成陷槽, 直接影响重载铁路的畅通。
2.2 边坡塌方
这种病害的主要表现形式为剥落、崩坍、碎落、滑坍, 等等。一般情况下, 碎落、滑坍、剥落这几种现象多发生在路基边坡上, 边坡塌方对重载铁路的影响最大。崩坍时大量土石会从坡面脱离, 滚落到边坡底部形成石堆或岩堆, 导致交通中断。
2.3 基床外挤变形
主要表现为侧沟被挤、路肩隆起、边缘外膨、路肩外挤, 导致这些现象发生的主要原因和重载铁路路基基床的土质有着直接关系。如果路基基床土体强度不够、密实度低, 土体就会处于流动、松软、软塑状态, 直接降低路基基床的稳定性。在列车荷载作用下, 路基基床发生变形, 出现剪断破坏现象, 使此段铁路处于不稳定状态。
3 铁路重载路基基床加固技术
3.1 置换法技术
置换法是常见的铁路重载路基基床加固技术, 主要针对铁路重载路基基床下沉现象。置换法是将不良土或松软的弱土挖出, 回填强度高、压缩性较小、抗剪强度较大的土。换土后需要进行夯实, 确保土体的密实程度, 以实现加固重载铁路路基基床。为了达到更好的加固效果, 回填时可适当加入碎石或砂, 并在基床表层形成封层, 避免水的侵蚀, 以提高路基基床的承载能力。
3.2 固化剂技术
固化剂的应用能够有效改善路基基床外挤变形问题。市面上流通的主流固化剂是日本熊田公司推出的奥特赛特系统土壤固化剂, 此类固化剂分为主固化剂和助固化剂, 主要成分为石灰、石膏、水泥等材料, 能够大幅度改善土质、增强土壤稳定性、加强土体强度。但固化剂不适合应用在路基基床下沉路段, 仅适用于路基基床外挤变形路段。路基基床下沉使用固化剂后会使路基出现开裂现象。
3.3 路槽排水技术
路基基床翻浆冒泥是铁路路基问题出现最多的问题, 一直都没有得到很好的解决。近些年, 主要采取的方法有利用新型材料封闭路基, 隔绝地表水减少对路基土体的影响。这种方式工程造价成本较高, 不适宜大面积使用。路基基床翻浆冒泥现象严重路段, 应采用路槽排水法进行治理。这种方式效果好, 造价便宜, 并且能够应对冻融现象或严重翻浆冒泥现象。
3.4 提高路基填土高度
雨季对路基基床稳定的影响最大, 提高路基基床填土高度是最有效解决地表水影响路基基床的好方法, 且经济实惠、操作简单、效果明显。保障了路基基床及路面的强度, 减小了路基基床与地表水的接触, 降低了冻融的影响。施工过程中通过试验, 对施工后的沉降做出准确预估, 尤其是黄土路基地段。为了达到更好的加固效果, 可在提高路基填土高度时, 在底部铺设砂垫层、石灰层, 等等, 以进一步提高路基基床稳定。
4 结语
随着我国国民经济的持续快速发展, 铁路运输面临的压力越来越大, 货运重载、客运高速铁路成为今后铁路建设的方向。近些年, 列车轴重和载重也在不断增加, 既有路基承受负荷过大, 导致铁路重载路基基床病害日趋增多, 这些现象严重地影响着铁路重载路基基床的稳定性, 威胁铁路运输安全, 因此, 对既有铁路路基基床加固以满足重载要求势在必行。
参考文献
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