京津、武广、郑西客运专线工程咨询重大技术问题汇编

1、京津、武广、郑西客运专线工程咨询重大技术问题汇编铁道部工程管理中心二六年七月 北京 1 京津城际铁路工程咨询重大技术问题京津城际铁路为新建时速350公里的无碴轨道客运专线铁路，建设单位为京津城际铁路有限责任公司，线下工程由铁三院设计。为引进、消化、借鉴国外先进的无碴轨道技术和经验，工程试验段由中铁十七局与德国博格公司联合体设计施工总承包，由铁科院、铁一院与法国systra公司咨询联合体进行工程咨询。在施工图设计文件的咨询中，各方进行了沟通与协商，对因中外规范体系不同、设计理念差异等难以达成一致的重大技术问题，京津公司以书面汇报和京津铁工管200664号文上报了工管中心，涉及线路轨道、路基、桥涵

2、和隧道专业，共8个问题，其中轨道专业2个，路基专业1个，桥涵专业5个。工管中心组织了专题研究，形成了专家意见，并以技委200513号、工管200649、72号文进行了回复。为便于理解和应用，对这些问题按专业进行了汇总。1.1线路轨道工程1.1.1曲线地段轨道超高设置（1）中铁十七局博格铁三院联合体意见联合体认为：考虑到今后一段时间行车速度主要是在200km/h和300km/h之间，建议曲线半径5500m时采用165mm的超高。中铁十七局博格铁三院联合体超高设置方案速度v(km/h)曲线半径r(m)均衡超高h0(mm)实设超高h(mm)过、欠超高hg/hq(mm)过、欠超高hg/ hq(mm)3

3、505500263165988030055001931652880200550086165-79803508000181120618030080001331201380200800059120-61803509000161100618030090001181001880200900052100-4880（2）外方（systra公司）咨询意见速度v(km/h)曲线半径r(m)均衡超高h0(mm)实设超高h(mm)过、欠超高hg/hq(mm)过、欠超高hg/ hq(mm)3505500263170938030055001931652880200550086165-8480外方咨询认为：假如今后一段

4、时间内行车速度主要在300km/h到350km/h之间，则建议在5500m曲线半径下，选择170mm的超高。（3）工程技术咨询研讨会专家意见10月28日工程技术咨询研讨会认为：考虑到京津线以300km/h的动车组为主，同时兼顾200km/h上线车及今后速度提高到350km/h，各方一致同意曲线地段轨道超高设置为：曲线半径5500m超高为165mm，曲线半径8000m超高为120mm，曲线半径9000m超高为100mm。（4）工管中心回复意见同意按300km/h运行速度为主进行曲线地段轨道超高设计，曲线半径5500m超高为165mm，曲线半径8000m超高为120mm，曲线半径9000m超高为1

5、00mm。1.1.2轨道扣件选择与无缝线路断缝取值(1)设计情况钢轨：时速350km/h客运专线60kg/m钢轨；最高轨温tmax=+60.6；最低轨温tmin=-27.4；设计锁定轨温te=285；动轮载：300kn；扣件纵向阻力78kn/（m轨），桥上扣件采用无挡肩型小阻力扣件；钢轨断缝允许值=10cm。(2)规范规定主要设计依据是京沪高速铁路设计暂行规定，对钢轨断缝允许值的规定为：“钢轨断缝值可取cm；对于采用小阻力扣件的无碴轨道，当检算断缝值不能满足上述要求时，钢轨断缝值可适当加大，但不得超过10cm。”(3)中方（铁科院）咨询意见若桥上线路纵向阻力由78kn/（m轨）增加到12kn/

6、（m轨），则无缝线路作用于墩台的纵向力约增加40%，由此带来的影响有：修改桥墩的最小纵向刚度限值，墩台截面显著增大，桥墩配筋率显著增加，墩台基础加固，桥梁工程投资增加；桥上扣件阻力减小，对墩台和轨道受力有利；从运营实践来看，桥上发生钢轨断缝的机率很小，恰巧出现近30年最低轨温时发生钢轨折断的机率更小，我国仅发生的两次大跨桥上钢轨折断值分别为5.16cm、2.07cm，远小于检算值10cm。所以，用近30年最低轨温检算断缝，已有很大的安全储备量；从试验来看，环形线列车以85km/h的速度通过13.8cm的断缝时，6项决定行车安全的轨道参数均满足要求；京沪高速铁路设计暂行规定历经2年研究、编写和反

7、复讨论，并请德、法、日三家公司咨询，最后修改定稿，已正式发布，应作为我国修建高速客运专线的主要设计依据。(4)外方（systra公司）咨询意见“建议采用释放温度为235时最小摩擦力12 kn/m/rail的扣件”。理由：对于钢轨断缝允许值，考虑到安全因素，这个值必须限制在7cm，日本和中国台湾的高速铁路规章也这样规定的，能够获得较满意的安全性指标；取=7cm，则扣件纵向阻力为：ea（t）2/=12kn/（m轨）通过计算，当设计锁定轨温为285时，允许伸缩的最大长度为86m，若桥跨超过此值，就需要考虑设置伸缩调节器，而设计锁定轨温为235时，允许伸缩的最大长度可达108m。(5)专家意见9月29

8、日京津公司组织的专家论证会认为：无碴轨道上使用扣件类型和扣件参数应尽快明确，建议采用无挡肩扣件；桥上无缝线路设计，历年（近30年内）最低轨温下钢轨折断的允许断缝采用100mm，设计锁定轨温：无碴轨道上限为30、下限20；有碴轨道上限为32、下限22。扣件纵向阻力：无碴桥采用7.5kn/（m轨），有碴桥采用8kn/（m轨）。(6)部与博格公司就无碴轨道技术引进谈判成功后，决定在京津全线采用博格板式无碴轨道，扣件采用vossloh扣件。vossloh扣件是有挡肩型大阻力扣件，能保证钢轨断缝值限制在7cm。（7）工管中心回复意见按部已明确的扣件进行轨道设计，无缝线路断缝值取7cm。1.2路基工程1.

9、2.1桩网结构（1）设计情况铁三院按初步设计审查意见进行的施工图设计，地基处理采用cfg桩与一层土工格栅和一层土工格室组成的桩网结构，桩顶设置碎石垫层，垫层内夹铺一层抗拉强度为100kn/m的带凸点双向钢塑土工格栅和一层gc-100-400土工格室。但目前我国没有成熟的计算桩网结构的理论和方法。（2）博格公司意见可以采用土工格栅，但不能用土工格室。其原因：土工格室孔网较大，受力变形后孔内填料遗漏，将使格室变形超出标准要求；格室的焊点强度仅10kn/m，无法满足结构要求；目前还没有土工格室在类似结构中成功运用的范例，而cfg桩与土工格栅形成的桩网结构形式曾在德国柏林汉堡高速铁路上成功运用（有碴，

10、时速250km/h，已运营约5年），对本工程具有借鉴作用，在试验段地基处理工程中可以采用土工格栅结构。同样，cfg桩与钢筋混凝土板组成的桩板结构形式，可以满足本工程要求。（3）联合体中方意见cfg桩与土工格栅形成的桩网结构形式在本工程中不适用，其原因：国内常规材料的强度达不到设计要求，按德国ebgeo方法计算，设计要求土工格栅的材料强度应达到400600kn/m，而国内厂家生产的土工格栅材料强度均不超过150 kn/m，无法满足设计要求；进口土工格栅可满足工程需要，但价格昂贵；经调查，国内厂家也具有满足设计强度要求土工格栅的研发能力，但研发时间需要约半年时间，无法满足工程的工期要求，且因小批量

11、供应，研发费用将直接转入材料，价格昂贵。铁三院认为土工格室符合初步设计审查意见，但博格公司提出的cfg桩与钢筋混凝土板组成的桩板结构形式与初步设计审查意见不符。土工格室应用于软弱地基处理工程实例较多，应用于刚性桩顶尚属首次，虽然目前尚未有成熟设计理论，在试验段沉降控制中应用可积累相关经验。（4）中外咨询联合体意见建议采用桩板结构形式，不同意采用任何cfg桩网结构形式。原因是cfg桩网结构没有成熟的计算方法和应用于高速铁路无碴轨道的经验，如采用风险较大。（5）京津城际公司意见采用桩板结构。（6）专家意见目前我国没有成熟的计算桩网结构的理论和方法。根据德方提供的资料使用德国ebgeo计算方法，专家

12、认为比较可行，可供设计参考；根据德国ebgeo方法计算，要求京津试验段桩网结构中的土工格栅抗拉强度为400600kn/m；采用土工格室-桩网结构目前国内外没有成熟的计算方法，中方建议在试验段用原设计方案和ebgeo方法进行工程对比试验，研究和总结理论计算方法。外方对此认为没有成熟的计算方法，采用风险较大，不同意在正线做试验。（7）工管中心回复意见考虑到京津城际铁路工期十分紧张，同意在速度目标值300km/h地段采用桩板结构。1.3 桥梁1.3.1抗震力计算（1）设计情况在施工图设计中，桥墩地震力计算依据是铁路工程抗震设计规范（gbj111-87）。（2）外方（systra公司）咨询意见国标gb

13、j11187没有考虑塑性区，结构在地震条件下的表现仅考虑了弹性区，无法确定结构首先塑性变形的部分。国标gbj11187中采用的地震力计算公式得出的地震力过低，使用国际方法计算的地震值是国标的3至5倍（纵向3.8倍、横向5.77倍），法国systra公司认为国标gbj11187不足以进行安全的抗震设计。正在报批的新抗震规范（报批稿）与国标gbj11187相比，体现了其进步性，但仍需进行调整，以便和国际规范相一致。以永定新河特大桥276号墩（7度地震）为例，按国际规范和新抗震规范（报批稿）计算结果对比如下：纵向地震力：采用欧洲标准的计算结果为1338kn，采用新抗震规范（报批稿）的计算结果为124

14、0kn，欧洲标准下的纵向地震力是新抗震规范（报批稿）的1.08倍；横向地震力：采用欧洲标准的计算结果为2939kn，采用新抗震规范（报批稿）的计算结果为1769kn，欧洲标准下的横向地震力是新抗震规范（报批稿）的1.66倍。以下是墩柱底部所需的纵向钢筋和桩基内所需的纵向钢筋的对比：墩柱底部所需的纵向钢筋对比（276号墩）墩柱底部纵向钢筋的百分比欧洲标准0.2新规范0.5国标gbj111870.3博格0.3桩基内所需的纵向钢筋对比（276号墩）墩柱底部纵向钢筋的百分比长度m欧洲标准1.525新规范0.525国标gbj111870.525博格0.935 结论 桥墩纵向钢筋和桩基承载能力满足要求，但

15、桩基钢筋数量不够，建议采用欧洲标准（墩配筋率0.2%，桩配筋率1.5%），以确保设计既安全又经济。（3）专家意见2005年9月29日专家论证会认为：关于地震力的计算和下部结构的配筋布置，按gbj111-87抗震规范的设计与按欧洲规范的咨询结果有较大差别，而新抗震规范有较大改进，已报建设部审批。建议在本工程中采用新抗震规范（报批稿）。（4）铁三院按照新抗震规范（报批稿）设计情况按照新抗震规范（报批稿），7度地区墩身配筋率为0.25%,桩基配筋率为1.2%;8度地区墩身配筋率为0.38%,桩基配筋率为1.3%。增加费用（常规梁跨）4亿左右。（5）工管中心回复意见新抗震规范已颁布，未施工工程应按规范

16、检算修改。1.3.2制动力和牵引力（1）设计情况按京沪高速铁路设计暂行规定，桥上列车制动力或牵引力按zk竖向荷载的10%计算。双线桥采用一线的制动力或牵引力。（2）外方（systra公司）咨询意见根据欧洲规范，制动和加速力是zk竖向荷载的25%，适用于双线。法国systra公司坚持以下几点：建议采用双线的制动和加速荷载，原因是在同一条铁路线上有一列车加速且另一列制动是经常发生的情况（如列车出站时或在有坡度的线路上）；应该确定线路上运行的列车轴的类型和荷载。列车荷载的25应该低于zk竖向荷载的10%；任何比上述实际列车重的列车在没有经过验证前不得在轨道上运行。此限制尤其针对轨道上运行的工程用车。

17、另外，如果下一代型号的列车的制动和加速应力更大，可能影响远期运营。（3）中方设计意见考虑到两列车同时在一孔梁上加速、制动的可能性很小，且制动力最大出现在即将停车的瞬间。设计认为应该按京沪高速铁路设计暂行规定执行。（4）专家意见2005年9月29日专家论证会认为，制动力和牵引力建议按现行中国有关规范执行。（5）工管中心回复意见原则同意按京沪高速铁路设计暂行规定进行制动力和牵引力的取值。1.3.3承台及桩的钢筋布置(1)设计情况施工图设计承台配筋采用上下各一层钢筋网布置，桩基采用12根20mm的q235光钢筋。(2)外方（systra公司）咨询意见桩的设计符合中国规范要求，但设计采用的制动-加速应

18、力和地震应力不符合国外标准。建议设计参考必要的国外桩基最小配筋率标准（1.5）。(3)中方设计意见桩基配筋是依据计算确定的，桩基采用构造配筋，与外方要求最小配筋率有差别，钢筋型号也有差别。中方设计认为，桩基配筋是合理的，承台满足刚性角的要求。因此，施工图配筋是合理的。(4)专家意见2005年10月28日工程技术咨询研讨会专家认为，关于承台及桩的配筋布置：为适应抗震要求，桥墩伸入承台的钢筋适当加长；承台按地震荷载进行检算；桩头附近适当提高配箍率。（5）工管中心回复意见同意按新抗震规范和现行桥规进行承台和桩的钢筋设计，并适当提高桩头配筋率。1.3.4钢轨伸缩调节器的设置(1)设计情况与中方设计意见

19、京津城际多处设计有（60m+100m+60m）的连续箱梁，设计在跨中位置设置钢轨伸缩调节器。钢轨伸缩调节器设置在连续梁梁跨中部可极大地减小桥梁墩台的附加纵向力，达到技术、经济系统优化的目的，理由如下：极大地减小墩台的纵向附加力；此方案成功应用于钱塘江二桥、广深线、秦沈线等工点，至今运营良好；钢轨伸缩调节器的设置方案涉及线路纵向阻力、断缝控制、不同轨道结构附加应力限值、桥梁墩台结构设计等诸多因素，国内具有多年的无缝线路铺设经验，形成较为成熟的、系统的轨道和桥梁结构设计理论与标准。(2)规范规定京沪高速铁路设计暂行规定关于钢轨伸缩调节器的设置原则是“钢轨伸缩调节器应尽量少用或不用”，对设置位置没有

20、具体规定。(3)外方（systra公司）咨询意见建议将伸缩缝安置在连续梁的两端，因为不易受温度变化而引起桥面变形。理由如下：伸缩缝远离轨道的应力最大区域，可能发挥不了作用；当列车通过时，桥梁中部的伸缩缝将受到桥面纵向和竖向变形影响，接近固定支座的伸缩缝受变形影响较小；如果伸缩缝远离“固定区”，可能不易调整；9月29日与中方专家讨论后，建议将钢轨伸缩调节器装在固定支座附近或在一个无自动力的桥跨上，以避免伸缩调节器固定部分的位移。(4)博格公司意见在10月28日工程技术咨询研讨会上，博格公司提出：在由简支梁或简支梁与连续梁组成的长桥上，在梁面上制作一个跨越桥梁端缝的连续承载板，并在承载板上铺设与路

21、基相同的标准轨道板（长度为6.5m），并对轨道板进行纵向连接，采取这种设计可以不设置钢轨伸缩调节器。同时，此方案与设置钢轨伸缩调节器的方案相比，对墩台的支座反力基本没有变化。(5)中方（铁科院）咨询意见按不同情况在连续梁的中跨跨中设置伸缩调节器是可行的。理由如下：通过理论分析与实测得出：钢桥梁端伸缩量大（济南黄河大桥232m跨度的梁端伸缩量达到21.432.9mm），混凝土梁端伸缩量小（石龙大桥112m跨度的梁端伸缩量仅2.53.8mm）；为补偿钢梁的较大位移，应在梁端设置钢轨伸缩调节器；联长不太长的混凝土连续梁梁端位移较小，没必要在梁端设置钢轨伸缩调节器来补偿钢轨的位移量，设置钢轨伸缩调节器

22、的目的是减小作用于墩台上的无缝线路纵向力；在跨中设置双向钢轨伸缩调节器，可使调节器前后两个方向长轨条的伸缩量位移方向相反，作用于墩台的无缝线路伸缩纵向力相互抵消，近似为零；只有在混凝土连续梁的联长很长或困难情况下才在梁的两端分别设置双向钢轨伸缩调节器。(6)专家论证会意见9月29日京津公司组织的专家论证会认为：在连续梁的中跨跨中设置双向调节器是可行的。(7)工程技术咨询研讨会专家意见10月28日工程技术咨询研讨会认为：关于60m+100m+60m长桥无碴轨道设计和钢轨伸缩调节器的设置，博格公司介绍了设计方案，与会专家认为其提供数据不够全面，难以对其解决方案进行评价，建议：铁三院提供本线无碴轨道

23、设计外部边界条件、60kg/m钢轨参数及大跨度梁设计参数，博格公司按中方提供的技术条件进行桥梁上无缝线路设计计算，同时铁三院及systra公司针对博格板式无碴轨道的结构，进行桥梁无碴轨道无缝线路检算。各方将计算结果报京津城际公司汇总，适时组织专题论证。博格公司尽快将无碴轨道桥梁支座反力提供给铁三院，以便与原设计进行对比，进一步检算桥梁设计。(8)工管中心回复意见尽快组织对博格公司提出的（6010060）m连续梁无碴轨道取消钢轨伸缩调节器的设计方案进行技术论证，12月20日前报部。1.3.5 承台和桥墩设计问题（1）博格公司意见墩身和承台之间、承台和桩身之间属于结构间的连接，根据震规分类，应按“

24、设计地震”进行检算，地震动峰值加速度取0.15g。承台六个面均配置钢筋，以提高整体性和改善承台因混凝土水化热产生的裂缝，墩身钢筋伸入承台与承台底面钢筋连接，配筋量为6.8t。（2）设计院意见墩身和承台之间、承台和桩身之间不属于结构间的连接，铁路工程抗震设计规范中界定的桥梁上、下部结构连接指的是支座、伸缩缝、抗震档块、限位装置等（震规条文说明中的解释）。承台应按照“多遇地震”进行检算，地震动峰值加速度取0.05g。承台顶、底面配置钢筋，墩身钢筋伸入承台的长度按钢筋混凝土锚固长度进行设计，锚固长度满足要求，构造上不要求必须与承台底面钢筋连接，配筋量3.3t。两个单位承台配筋情况对比见图1：2020

25、,hrb335图1 两个单位承台配筋情况对比（3）咨询单位意见关于承台配筋铁三院确认其设计符合京津城际铁路承台地震力设计应用铁路工程抗震设计规范研讨会会议纪要(工管200649号)及3月22日建设司组织的专家会议意见，满足现行铁路桥涵地基和基础设计规范，并按照有限元理论进行了检算。咨询方systra公司认为有限元理论适用结构处于弹性状态，对于桥梁承台应按照国际通用方法双轴弯曲法和压拉杆法对承台底部钢筋进行检算。由于计算方法不同，目前9种简支梁承台，systra公司确认1、2类（8根1.0m）承台设计底部配筋与咨询方计算配筋量比较接近，同意1、2类承台设计，其他承台应增设底部配筋2至3倍。承台配

26、筋对比见下表：承台尺寸（高度含加台高）11.08.03.5m12.58.14.0m12.59.14.0m11.08.02.5m12.58.15.0m桩基121.0m101.25m121.25m121.0m111.25m平行轨道方向asx(cm2/m)设计31.431.431.431.431.4咨询65.16189.83869.9差别2.071.942.861.212.23增加量（t）2.352.395.310.463.13垂直轨道方向asy(cm2/m)设计31.431.442439.331.4咨询50.955.572.751.290.0差别1.621.771.731.302.87增加量（t）

27、1.361.962.760.826.27关于桥墩配筋铁三院认为桥墩设计按照铁路设计规范进行了设计，满足京津城际铁路承台地震力设计应用铁路工程抗震设计规范研讨会会议纪要（工管200649号）及3月22日部建设司组织的专家会议意见。systra公司认为目前墩身设计虽满足现有中国规范，但其配筋不能够保证足够的延性，对于新建高速铁路，建议参照国际惯例对现有的混凝土桥墩承台以上3米范围内加强勾筋，将混凝土桥墩底部配筋参照钢筋混凝土桥墩进行设计，使得地震作用下桥墩的延性得到保证。对于圆端形桥墩，建议改用12mm的箍筋每200mm对竖向主筋进行约束，每层中这些勾筋的水平间距为400mm（每墩约需要增加1吨钢

28、筋）。桥墩箍筋对比见下表： 圆端形桥墩配筋率三院欧洲、美国咨询方建议纵向配筋率（平行轨道）0.09%1%0.36%横向配筋率（垂直轨道）0.08%1%0.22%（4）研讨会主要意见在3月9日的研讨会上，与会人员听取了博格公司、铁三院和铁科院咨询联合体就京津试验段桥梁承台地震力设计应用铁路工程抗震设计规范的情况介绍，经过充分的讨论和交流，形成下列意见:原则同意按照多遇地震进行桥墩抗震检算。考虑到结构整体进入非弹性工作阶段后，结构振动特性发生了变化，仍按弹性阶段计算不尽合理，建议对墩身、承台、桩基连接的关键部位适当加强，以提高结构的抗震性能。.桩头配筋设计按照抗震规范的相关要求进行加强。桩头两倍桩

29、径范围内箍筋加密，直径不小于10mm，间距不大于10cm；主筋配筋率不小于0.5。.墩身的纵向钢筋伸入到承台应具有足够的锚固长度。.加台和承台可按构造设置护面筋。（5）工管中心回复意见按研讨会意见执行。2 武广客运专线工程咨询重大技术问题武汉至广州客运专线为新建时速350公里的无碴轨道客运专线铁路，建设单位为武广客运专线有限责任公司，线下工程由铁四、二设计院设计。为引进、消化、借鉴国外先进的无碴轨道技术和经验，武汉工程试验段由中铁八局与德国海德坎普公司联合体、新广州站工程试验段由中铁四局与日本海外铁道联合体设计施工总承包，由铁四院与德国欧博迈亚公司咨询联合体进行工程咨询。在施工图设计文件的咨询

30、中，各方进行了沟通与协商，对因中外规范体系不同、设计理念差异等难以达成一致的重大技术问题，武广客专公司以武广工200581、200634、38、79号、武广函200578、200680号，广州新客站工程指挥部以新站指20063号文上报了工管中心，涉及路基、桥涵和隧道专业，共27个问题，其中路基专业13个，桥涵专业8个，隧道专业6个。工管中心组织了专题研究，形成了专家意见，并以技委200515号、工管200620、50、62、73、81、85号文进行了回复。为便于理解和应用，对这些问题按专业进行了汇总。2.1路基专业2.1.1基床换填厚度问题(1) 设计情况:根据客运专线无碴轨道设计指南，路基基

31、床厚度为水硬性砼层厚(0.3m)+基床表层(0.4m)+基床底层厚度之和不小于3.0m；路堑根据不同土质条件确定基床底层换填厚度，当基床土质条件不能满足基床底层压实要求时，应进行换填，换填厚度没有明确(高速暂规为换填厚度不小于1.0m)。铁二院：在基床范围内，对不满足要求的土体全部换填;铁四院:无碴轨道路堑基床底层的换填厚度主要根据地基土的性质、状态和动荷载影响深度等因素确定：弱微风化的硬质岩基床, 应对开挖凹凸不平处以c25的混凝土填平；软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑基床（静力触探比贯阻ps1.8mpa或基本承载力00.2mpa）时，基床表层全部换填级配碎石，表层以下的换填材料、厚度详见表

32、1，并满足相应的压实标准。表1 客运专线无碴轨道路堑地段基床底层换填厚度表线路等级换填厚度换填填料适用的路基及地质条件附注200km/h以上无碴轨道0.5ma、b组填料或改良土强风化硬质岩路堑主要指石英砂岩、花岗岩类1.0ma、b组填料或改良土软质岩路堑、土质（不含膨胀土、红黏土、极软岩）路堑换填底部设复合土工膜1.5ma、b组填料或改良土膨胀土、红黏土、极软岩路堑换填底部设复合土工膜(2) 咨询意见：无碴轨道路基基床厚度为水硬性砼层厚(一般为0.3m)+基床表层(kg2层，一般为0.4m)+基床底层厚度之和不小于2.5m或轨顶至基床底层底部厚度不小于3.0m；当路堑基床土质条件不能满足基床底

33、层压实要求时，均需全部换填。见图1、图2。图1 德国300km/h时速高速铁路无碴轨道路堤标准横断面图2 德国300km/h时速高速铁路无碴轨道路堑标准横断面(3) 设计院意见：结合德铁300km/h客运专线对基床换填的要求，综合考虑不同岩土条件认为，200km/h以上客运专线无碴轨道路堑基床底层厚度一般情况下(地下水不育时)可按表2进行换填，地下水发育时路堑基床底层应全部换填并加强排水处理。表2 客运专线无碴轨道路堑地段基床底层换填厚度表线路等级换填厚度换填填料适用的路基及地质条件附注200km/h以上无碴轨道1.0ma、b组填料或改良土强-弱风化软质岩、强风化硬质岩路堑设复合土工膜一层1.

34、8ma、b组填料或改良土一般土质（含全风化岩层）、极软岩路堑设复合土工膜一层2.3ma、b组填料或改良土膨胀土、红黏土等特殊岩土路堑设复合土工膜一层注：根据opb咨询意见，路堑基床换填底部的复合土工膜在高速列车长期动载作用下，由于地表极少部分水的下渗和地下毛细水的上升将在复合土工膜上下膜面附近形成积水区，水流很难排出，长期作用下将引起路基基床病害；铁四院建议将复合土膜设与基床底层侧沟底以上0.2m处，设pvc引排水。(4) 公司意见：同意咨询意见。(5) 专家意见：同意铁四院提出的路堑基床底层换填厚度表2，但对表中划分应细化，复合土工膜的位置应结合排水考虑。(6) 部批复意见:同意铁四院提出的

35、路堑基床底层换填厚度，但对表中划分应细化，复合土工膜的位置应结合排水考虑。2.1.2路基工后沉降控制问题(1)设计情况: 无碴轨道路基工后沉降量不应大于30mm，不均匀工后沉降量不应大于20mm /20m。桥台(涵)与路基过渡段、隧道基础与洞口外路基的工后差异沉降错台不应大于5mm。路桥、路隧过渡段或任意两段路基沉降差异造成的折角不应大于1/1000。所有土质地基均需进行工后沉降分析，对不满足工后沉降控制标准的地基需进行处理，要求路基填筑完成或施加预压荷载后，应有618个月的沉降观测和调整期，且必须至少经过一个雨季，经工后沉降评估分析满足要求时方可铺设无碴轨道。(2) 咨询意见：由于无碴轨道线

36、路状态的只能通过扣件系统进行调整，因此，与有碴轨道相比对下部基础变形的要求更为严格。以下为德铁路基残余变形量的具体规定：长期运营中路基工后残余沉降量必须小于等于扣件的调高量减去5mm；无碴轨道扣件本身最大可调量为20mm(已考虑相关施工、测量误差等)，无碴轨道路基允许的工后残余沉降应15mm。如果在路基长度大于20m的线路范围产生较均匀的轨道下沉，则路基工后残余沉降允许达到第项的2倍，即30mm，并且在某一线路区段上的路基的下沉能按竖曲线ra0.4ve2进行圆顺（式中ra为竖曲线半径，ve为线路设计最高速度），允许工后差异沉降值应13mm/50m。路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡

37、段沉降造成的路基与桥梁等的折角不应大于1/500。对于使路基产生不可预测的残余变形区段、地下水位高出钢轨顶面以下1.5m的路基区段均不应铺设无碴轨道。对所有土质地基均需进行工后沉降分析，对不满足工后沉降控制标准的地基需进行处理，要求路基填筑完成后至少应有6个月的沉降观测期，经工后沉降评估分析满足要求时方可铺设无碴轨道。(3) 设计院意见：德方提出的路基工后沉降标准充分考虑了不同地基条件、线路设计条件及轨道结构可调性等实际情况，更适合于无碴轨道路基设计要求，基本同意按德国标准进行设计。但对于德方提出的允许工后差异沉降值13mm/50m则应为轨道结构需要的条件，建议纳入施工验收范围，过渡段沉降差异

38、造成的折角改为不应大于1/1000。(4) 公司意见: 同意咨询意见。(5) 专家意见：鉴于我国目前无碴轨道设计指南中路基工后沉降的标准与德国设计标准基本一致，同意按正式颁布的客运专线无碴轨道设计指南中的标准执行。(6) 部批复意见:按正式颁布的客运专线无碴轨道铁路设计指南(铁建设函2005754号)中的标准执行。2.1.3 地基加固处理设计差异问题(1) 设计情况: cfg桩网复合地基按中国建筑地基处理技术规范(jgj792002)进行设计与沉降估算；桩上碎石垫层与土工格栅主要起均布应力与均匀沉降作用，不作为受力结构进行设计；堆载预压土柱高度根据轨道荷载+列车静力荷载、路基填筑高度、地基土（

39、可压缩层）厚度、性质通过工后沉降估算确定，用来消除后期荷载产生的沉降，预压土柱高度一般11.5m左右。(2) 咨询意见：cfg桩网复合地基应按群桩理论进行设计，拉筋是用来传递桩所承载的应力的，应作为受力结构设计，土工格栅桩间形成的拱形应力重分布作用与薄膜作用(桩与土之间沉降差异引起土工格栅的应变和张应力)，路堤稳定性计算还应考虑路堤沿土工格栅面滑移破坏；堆载预压土柱高度应充分考虑动荷载影响，根据高速铁路的动力荷载特征，列车动载和轨道静载之和一般不小于50 kpa，因此预压荷载高度不宜小于2.5m。(3) 设计院意见：采用cfg桩进行地基处理，设计桩间距较小(一般35倍桩径)情况下的房建基础按复

40、合地基进行设计取得了成功，设计桩间距较大时可考虑按群桩理论进行设计；堆载预压土柱高度应不小于动静荷载应力之和(同意德方观点)，填土较高时预压土柱高度可采用较高的超载预压高度。(4) 公司意见: 同意咨询意见。(5) 专家意见：对于cfg桩加筋垫层，采用复合地基理论设计时，现场应做大直径的复合地基载荷试验，以验证和确定地基加固后的地基复合模量值。关于堆载预压土柱高度，应根据具体工点情况并结合施工工期要求具体设计。(6) 部批复意见:对于cfg桩加筋垫层，采用复合地基理论设计时，现场应做大直径的复合地基载荷试验，以验证和确定地基加固后的地基复合模量值。堆载预压土柱高度，应根据具体工点情况并结合施工

41、工期要求具体设计。2.1.4 无碴轨道路基曲线地段超高问题(1) 设计情况: 初步设计鉴定意见（初稿）确定在轨道支持层（水硬层）中实现。(2) 咨询意见：为便于施工，无碴轨道路基曲线地段超高粗调在路基基床表层实现（即在路基防冻层顶部实现），精调在轨道水硬性混凝土支撑层实现，这在德国是通用的方法。(3) 设计院意见：为便于施工，同意按德方咨意见办理。(4) 公司意见: 同意咨询意见。(5) 专家意见：执行部有关规定。(6) 部批复意见:无碴轨道路基曲线地段超高粗调在路基基床表层实现，精调在轨道水硬性混凝土支撑层实现。2.1.5 路基附属设施的设置问题(1) 设计情况: 按客运专线无碴轨道设计指南

42、设计。(2) 咨询意见：为避免浅埋过轨钢管对火车高速运营产生不利的影响（轨道纵向刚度跳跃引起），根据德国铁路规范一般其埋置深度应不小于2.5m（以轨枕顶起算）。如果无法满足上述要求，应分析火车运营时轨道、路基和钢管的动力相互作用对机车运营的影响。对pvc排水管，为了避免因火车运营引起的重复动力荷载产生疲劳破坏，一般其埋深应大于1.5m。应根据水文勘察报告提供的设计水流量q确定pvc排水管的直径和纵向坡度。无论是过轨钢管还是pvc排水管，必须对预埋管件进行静力分析设计并考虑交通荷载。铺设管道时，应严格按预埋管件静力分析假定的土类和刚度要求施工，同时在过轨钢管的顶部构造设置缓冲弹性板。(3) 设计

43、院意见：站后相关工程与站前路基专业的接口问题，如电缆槽设置、管道过轨设置、集水井设置等应充分考虑列车运行动荷载、地基与管线间的刚度跳跃(差异)、静载作用的影响等，鉴于中国在这些方面还缺乏相应的经验，建议采用德国标准进行设计；但有关管线在路堑地段埋得太深不利于施工，当埋深在2.5m以内时，目前还无法计算列车运行动荷载、地基与管线间的刚度跳跃(差异)、静载作用等对管道影响作用。(4) 公司意见: 同意咨询意见。(5) 专家意见：路基过轨管道埋深原则，按轨底下不小于1.5m考虑，具体设计还应考虑过轨管道构造和耐久性。(6) 部批复意见: 路基过轨管道埋深原则，按轨底下不小于1.5m考虑，具体设计还应

44、考虑过轨管道构造和耐久性。2.1.6边坡稳定性问题(1)设计情况: 路基边坡稳定通常情况下采用瑞典条分圆弧法计算，部分特殊边坡采用有限元法分析法计算边坡稳定安全系数，路堤荷载按双线双荷考虑，一般只计算路基运营期间稳定安全性；一般情况边坡坡率根据铁路路基设计规范(tb10001-2005)第27页和第31页执行，当路基边坡高度大于20m时，边坡坡率应通过稳定分析检算确定，最小稳定安全系数为1.151.25(浸水路基则应大于1.25)，高速铁路边坡最小稳定安全系数一般取1.25；路堤边坡加筋土工格栅主要作用为防止边坡局部溜坍和路基填筑施工管理层，因不加土工格栅的边坡，其稳定性也满足设计要求，所以不

45、进行检算。(2) 咨询意见：路基边坡稳定通常情况下采用瑞典条分圆弧法计算，边坡稳定安全考虑不同工况条件(边坡施工完成最终阶段lf1、施工阶段lf2、考虑地震力影响lf3)，采用分项安全系数(如永久荷载、活荷载、岩土内摩擦角和内聚力、土工织物等)进行计算；对于软土路基、高路基及路基基底采用土工织物加固的路基，还应考虑边坡基底面剪应力破坏安全问题，计算方法一般为边坡块体受到类似库仑主动土压力(采用逐点追索图解法寻找最不安全的点)为滑动力，基底产生的摩擦力为抗滑力，按极限平衡法进行计算；作为边坡施工管理层的路堤边坡土工格栅应按边坡加筋进行检算。(3) 设计院意见：根据德铁规范，一般情况下德国路基边坡

46、坡率较中国缓。路基边坡稳定性计算方法，德国采用的是对各设计参数的分项安全系数法，中国采用的是整体安全系数法，二者之间从计算数值上较难比较。通过代表性工点设计对比发现，采用瑞典条分圆弧法的计算结果，铁四院与海德坎普的稳定计算结果基本上都是符合稳定要求的。因此，铁四院认为中国铁路路基边坡坡率设计经过50多年几十条铁路的实践验证，其计算理论是符合实际要求的，具体到设计工点则应根据工点地层岩性、地质构造、风化程度、边坡浸水、地下水发育情况等综合选取合理的计算参数，确保边坡安全稳定。(4) 公司意见: 同意咨询意见。(5) 专家意见：路堤边坡稳定性检算，按现行规范执行。建议选取典型工点与德方检算结果进行

47、对比分析。(6) 部批复意见: 路堤边坡稳定性检算，按现行规范执行。并选取典型工点与德方检算结果进行对比分析。2.1.7过渡段问题(1) 设计情况:按客运专线无碴轨道设计指南设计。(2) 咨询意见：在桥桥、桥隧和隧隧过渡段间的短路基(长度60 m)上设置c15混凝土板渐变厚度进行过渡是不经济的，过渡区的路基采用级配砂砾石或级配碎石+35水泥进行填筑，其刚度足以满足设计要求(具体值尚未提供)，并认为过渡段设计的控制参数是刚性结构和填土的工后长期沉降差，如果沉降差得以控制，就可减少刚度变化引起的附加动荷载。对于桥桥、桥隧和隧隧间长度大于60m而小于150m路基过渡段则和一般性过渡段设计要求一致即可

48、。(3) 设计院意见：德方的意见是可行的，建议采用。(4) 公司意见: 同意咨询意见。(5) 专家意见：对于桥桥、桥隧和隧隧间长度小于60m的短路基过渡段，在满足沉降要求的条件下，可将混凝土渐变段改为掺3-5%水泥的级配碎石填筑。 (6) 部批复意见: 对于桥桥、桥隧和隧隧间长度小于60m的短路基过渡段，在满足沉降要求的条件下，可将混凝土渐变段改为掺3-5%水泥的级配碎石填筑。2.1.8路基工后沉降控制标准执行问题武广客运专线无碴轨道路基工程工后沉降控制标准，根据我国无碴轨道铁路设计指南，路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求，对于调高量为30mm的扣件，扣除施

49、工误差后仅有20mm的可调量，再考虑列车运行中动荷载影响需要预留5mm的余量，工后沉降一般不应超过15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足。此规定与德铁ds836和akff相一致。(1)咨询意见:施工图咨询期间，咨询联合体外方德国欧博迈亚公司专家认为，铺设无碴轨道地段路基工后沉降横断面设计应按15mm控制（在德国也是按照这个标准执行的），只有当检算路基工后沉降15mm时，才同意对施工图签署确认。(2) 设计院意见:设计中一般地段按工后沉降15mm进行控制，沉降均匀地段若长度大于20m（如路堤高度相近，基底土层厚度及性质

50、相近），工后沉降按1530mm控制。全线路基工后沉降设计标准执行情况见下表：武广客运专线路基设计工后沉降标准执行情况表工程分段路基总长度（km）按15mm控制的路段长（km）按1530mm控制的路段长（km）天兴洲工程试验段8.3086.1032.205天兴洲综合试验段20.9606.29114.669乌龙泉至韶关段323.112257.23965.873韶关至花都段37.68223.56714.115合计390.062293.20096.862(3) 专家意见:原则上按无碴轨道铁路设计指南执行。设计中一般应按15mm控制，对设计中出现工后沉降1530mm的路段，必须进行整体沉降分析和判断。根

51、据专家意见，武广线有近100km路基地段工后沉降超过15mm，要进行整体沉降分析和判断。(4) 部批复意见:建设、设计、咨询、施工、监理要统一思想，建立起趋于“零”沉降的理念。原则上按客运专线无碴轨道铁路设计指南（铁建设函2005754号）第4.1.4条执行。设计中一般应按15mm控制，对设计中出现工后沉降1530mm的路段，必须进行整体沉降分析和判断。2.1.9地基沉降估算方法与压缩时间的估算问题(1)咨询意见:1.沉降估算：采用有限元法或boussinesq附加应力理论分层总和法进行沉降估算。2.工后沉降与地基压缩时间估算：对于饱和土地基与非饱和土地基，均应按太沙基固结理论进行地基固结时间

52、和工后沉降估算。经2006年3月3日对武汉工程试验段dk1230附近金谌公路跨铁路立交桥钻探和dk1229+777.03dk1230+770已开挖路堑进行现场调查，外方咨询专家也认为按太沙基固结理论进行地基固结时间估算可能不太合适，同时指出，目前还没有非饱和土的工后沉降以及沉降完成时间的计算方法，只能参考饱和土固结理论进行工后沉降以及沉降完成时间的估算。(2) 设计院意见:沉降估算：采用boussinesq附加应力理论分层总和法，考虑地基土的应力历史进行地基总沉降估算；沉降经验系数根据建筑地基基础设计规范(gb50007-2002)中的当量模量法进行选取。工后沉降与地基压缩时间估算：(1)对于

53、饱和土地基，按太沙基固结理论进行地基固结时间与工后沉降估算；(2)对于非饱和土地基，根据建筑地基基础设计规范(gb50007-2002)中的经验值进行路基工后沉降和地基土压缩时间估算，一般认为在路基填筑完成后放置半年一年时间内，其地基压缩性完成60%80%。鉴于国际土力学研究理论的相对滞后，对于地基土层沉降变形完成时间分析，理论计算依据还不是十分充分。在设计阶段，地基总沉降及工后沉降只能参照现有理论及工程经验进行估算分析。为满足客运专线无碴轨道工后沉降控制要求，通常采用理论估算与现场沉降观测相结合的方法进行分析。因此，路堤填筑完成后应根据沉降观测情况进行综合分析，推算地基的最终沉降量，及时调整

54、预压土放置时间或根据实测结果采取相应预压等加固施措，经实测沉降推算分析，路基工后沉降满足无碴轨道路基工后沉降设计要时，方可进行预压土卸载和进行上部无碴轨道结构施工。(3) 专家意见:原则上同意设计单位意见，地基沉降按分层总和法计算，对于饱和土地基按太沙基固结理论进行计算，对于非饱和土地基按建筑地基基础设计规范(gb50007-2002) 进行计算，复合地基加固下卧层沉降计算时应考虑应力扩散影响。对于地基土层沉降变形完成时间分析，应采用理论计算与现场观测相结合的方法，通过精确的沉降观测来推算地基的最终沉降量，以确保路基工后沉降满足无碴轨道铺设要求。(4) 部批复意见:原则上同意设计单位意见，地基

55、沉降按分层总和法计算，对于饱和土地基按太沙基固结理论进行计算，对于非饱和土地基按建筑地基基础设计规范(gb50007-2002) 进行计算，复合地基加固下卧层沉降计算时应考虑应力扩散影响。对于地基土层沉降变形完成时间分析，应采用理论计算与现场观测相结合的方法，通过精确的沉降观测来推算地基的最终沉降量，以确保路基工后沉降满足无碴轨道铺设要求。2.1.10 cfg桩复合地基计算与土工格栅受力问题 (1)咨询意见:cfg桩复合地基应按群桩理论进行设计(德铁在cfg桩设计时其桩间距一般较大，如某工点cfg桩直径为0.18m、桩间距为0.8m，桩径为0.273m、桩间距为1.6m)，由于土工格栅与支撑的准刚性桩、软质下层土和路堤之间的相互作用相当复杂且是非线性的，因此，通过土工合成材料加固的土工建筑物必须按照稳定性(gz1)和耐用性(gz2)的极限状态进行设计。当咨询方采用分层总和法进行cfg桩加固下卧层沉降检算时(cfg桩加固范围内基本不考虑沉降)，将路基填土基底应力完全等效作用于桩底下卧层顶来进行计算。在设计中应考虑桩与土之间沉降差异引起