铁路施工技术—路基工程组成、性质和特点以及路基横断面

1、1铁路施工技术路基工程组成、性质和特点以及路基横断面2本讲主要讲述路基工程组成、性质和特点以及路基横断面。路基构造 3铁道线路是由路基、桥梁、涵洞、隧道和轨道等组成的一个整体工程结构，它是列车运行的基础。路基形式:路基形式路堤路堑半路堤半路堑半堤半堑不填不挖4 铁路路基是铁路线路的重要组成部分。它与桥梁、隧道相连，共同组成一个线路整体。 路基工程主要由三部分建筑物构成： 路基本体 路基防护和加固建筑物 路基排水设备。一、路基工程组成 561、路基本体 路基本体是指各种断面形式中的填挖部分，即直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分。例如：路堤、路堑等承重的主体建筑物。2、路基防护和加固建筑物 路基

2、防护和加固建筑物均属路基的附属建筑物。例如：挡土墙、护坡等。3、路基排水设施 排水设施也属路基的附属建筑物。例如：排除地面水的排水沟、侧沟、天沟；排除地下水的排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等。7 对所有这些路基工程建筑物如何正确合理地进行设计和施工是路基工程工作的基本内容。 在这里，还应该掌握以下几个概念： 路基面 路肩 路肩高程 路基基床 地基 边坡坡度 路基边坡1）路基面 在顶面上铺设轨道的面称为路基面。 2）路 肩 路基面上未被道碴覆盖的部分。(a) 路堤横断面9(b)路堑横断面103） 路肩高程 路肩高程应保证路基不致被洪水淹没，也不致在地下水最高水位时因毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆

3、冒泥等病害。因此，对路基高程有一个最小值要求。 路肩最小高程 规范规定，路肩的最小高程应比设计洪水频率的水位连同波浪侵袭高和壅水现象）在内，再加 0.5m 富余量。124）路基基床铁路路基面以下受列车动荷载作用和受水文、气候四季变化影响的深度范围称为路基基床，一般为路基面往下约的厚度。135) 地基 (1)路堤地基是指天然地面下的路堤基底。 (2)路堑地基是指基床面以下的地层。6) 路基边坡 路基面与原地面间斜平面称为路基边坡。路基边坡又分为路堤边坡和路堑边坡。7) 边坡坡度 以边坡上两点间的垂直距离和水平距离之比1：m表示。15路堑边坡16二、路基工程的性质和特点1.路基主要由松散的土(石)

4、材料所构成。 路基或者直接以土(石)作建筑材料(例如路堤)；或者直接建造在地层上(例如路堑、支挡建筑物等)。172.路基完全暴露在大自然之中。 路基处在各种复杂的、变化的自然条件之中，例如：地质、水、降雨、气候、地震等条件，因而它时刻受到这些自然条件的侵袭和破坏。 又由于路基材料是土（石）松散体，所以路基本身的强度和稳定性也是常常变化的。3.路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用。 18 三、路基横断面1、路基横断面的形式 路基横断面是指垂直于线路中心线截取的断面。路基横断面的基本形式有六种： 路堤、 路堑、 半路堤、 半路堑、半堤半堑、不填不挖横断面位置线路中心线194%2、 路 拱 1）路

5、拱的作用与形状 水的危害是造成路基病害的重要原因，保证良好的排水条件是路基设计的重要原则。因此，当路堤或路堑的土质为非渗水性土时，路基面不是作成水平形状，而是作成有横向排水坡的拱状，称为路拱。 20 路基面可设成水平的条件：岩质路基或用渗水材料(如碎石、卵石、砾石、粗砂或中砂)修筑的路基，因填料具有良好的渗水性能，降雨时短暂的湿润对强度影响不大，故路基面不需设成路拱而作成水平状即可。 路基面的形状：视路基材料是否为渗水材料而分为有路拱和无路拱两种。路拱的形状为三角形。曲线加宽时，仅将路拱外侧坡度放缓。212）有路拱和无路拱地段的连接 由于石质或其它渗水材料的路基面不设路拱，而且所需的道床厚度比

6、普通土质路基小，因此当有路拱和无路拱两类地段相连接时，无路拱地段的路肩实际高程应高出有路拱地段的路肩，这样，才能保持轨顶高程一致，如下图所示。 抬高的尺寸等于路拱高度加道床厚度的减少值。路肩抬高后，在与有路拱一端的土质路基连接处应向土质路基方向用渗水土作顺坡，顺坡的长度一般不小于 10m 。 233、路基面的宽度1）宽度标准 路基面的宽度等于道床覆盖的宽度加上两侧路肩的宽度之和。 路堤横断面2）曲线加宽 曲线地段外轨需设置超高。外轨超高是借加厚外轨一侧枕下道碴的厚度来实现的。由于道碴加厚，道床坡脚外移，因而曲线外侧路基宽度亦应随超高的不同而相应加宽，才能保证路肩所需的宽度标准。244 路基横断

7、面的标准设计 1）常见的路基标准横断面 路基横断面最基本的两种形式是路堤横断面和路堑横断面。其中：路堤横断面主要由路基顶面、边坡、护道、取土坑或排水沟组成。路堑横断面则由路基顶面、侧沟、路堑边坡、弃土堆、天沟、用地界等组成。 常见的断面形式有以下几种：25(1) 路堤标准横断面i) 边坡高度不大于8米。两侧有取土坑的普通土质路堤。路堤标准横断面1（两侧有取土坑）26ii) 当填方高度大于 8 米而不小于 20 米时，采用上陡下缓的变坡形式。路堤标准横断面2iii) 地面横坡大于 1 : 5 而小于 1 : 2.5 的斜坡上的路堤横断面。 路堤标准横断面（地面横坡大）(2)路堑标准横断面i) 常

8、见的粘性土路堑断面 适用于黄土及黄土类土、细纱土及易风化岩石的路堑。因为这类边坡容易风化剥落，设置侧沟平台以避免侧沟堵塞、方便养护维修。 ii) 设有侧沟平台的路堑断面 这种情况不需设置侧沟。 iii) 碎石类、砾石类及粗纱、中沙土的路堑断面边坡陡，开挖面较小。 )不易风化的岩石路堑断面32路基小结知识点内 容路基工程的组成1.路基本体 2.路基防护和加固建筑物3.路基排水设备。基本概念路基面、路基基床、路肩、路肩高程、地基、边坡坡度、路基边坡路基工程的性质和特点1.路基主要由松散的土(石)材料所构成。2.路基完全暴露在大自然之中。 3.路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用。常见的路基标准横

9、断面1.路基横断面的基本形式有六种：路堤、路堑、 半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖2.路堤横断面主要由路基顶面、边坡、护道、取土坑或排水沟组成。3.路堑横断面则由路基顶面、侧沟、路堑边坡、弃土堆、天沟、用地界等组成。33第一节 路基填筑 P36一、基底处理路堤基底是填料与原地面接触部分。基底的质量要求：具有足够的承载力，防止路堤的沉陷；基底面干燥、填筑的路堤与原地面结合紧密，防止路堤沿基底面滑动。基底处理措施 (1) 清除草皮 (2) 基底挖台阶 (3) 基底排水疏干34二. 基底填料 (P36)(1) 填料根据性质及适应性归纳为A、B、C、D、E五个组。E 组是严禁采用的填料,包括有机土.

10、 (2) 路堤基床以下部分宜选用A、B、C组填料。(3) 路堤浸水部分宜选用渗水土填料。(4) 使用不同填料填筑路堤时，应分层填筑，每一水平层应采用同一种填料填筑。(5) 陡坡地段的半填半挖路基时，应将自线路中心靠山坡一侧宽度不小于2米、路基面下米范围内的土予以挖除换填。35渗水土非渗水土非渗水土渗水土垫层中砂、 粗砂、砾石非渗水土大卵石或块石渗水土非渗水土3637三. 压实标准(1) 基床以下部位填料的压实度标准-不同的填料采用不同的控制指标。见表3-3-1(2) 施工控制含水量的范围，应根据填料的性质，要求的压实度和机械压实能力综合确定。(3) 路堤边坡高度大于20米时，应根据填料、边坡高

11、度等加宽路基面，其每侧加宽b.(详见P38公式)3839四. 桥涵缺口的填筑 P3840411.填方桥台（无碴轨道） 过渡段总长度不小于4倍桥台后路堤高度，且不得小于20m。过渡段范围内的基床表层级配碎石掺35%水泥。(一)、路基与桥台过渡段422.挖方桥台（无碴轨道）桥台台尾路基为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时，桥路过渡段采用混凝土与级配碎石过渡，长度不小于20m。在过渡段以外20m范围内的基床表层级配碎石掺35%水泥。桥台台尾路基为硬质岩路堑时，桥台基坑采取混凝土回填。（一）路基与桥台过渡段43 当涵洞顶部至路基面的高度时，应在涵洞侧面设置水泥稳定级配碎石（掺35%水泥）过渡段，过渡段

12、范围内的基床表层级配碎石掺35%水泥。（二）涵路过渡段（无碴轨道）44 当涵洞顶部至路基面的高度0.7mh时，参照填方桥路过渡段方式，采用两次过渡方案，在涵洞顶面及两侧设置正梯形的水泥稳定级配碎石（掺35%水泥）过渡段，再延伸设置一段倒梯形过渡段，采用A、B组填料，如下图所示。 过渡段总长度不小于4倍路堤高度，且不得小于20m。（二）涵路过渡段（无碴轨道）454647(1) 桥涵缺口填筑前应选择试验段做摊铺压实工艺性试验，确定主要工艺参数，并报监理单位确认。(2) 桥台和路肩挡墙背后及涵洞缺月的填筑，应待其构造圬工达到设计强度，其地基工程经验收合格后方能施工。如急待填筑，则应采取早强混凝土或砌

13、筑片石等技术措施。对拱涵缺口若悬河填筑前，还须认真地检查拱脚与边墙顶端之间的缝隙，并用高强砂浆补填密实。48 (3) 桥台和路肩挡墙背后及涵洞缺口特殊填筑的范围：桥台背后下方不小于2m，上方不小于2m加桥台高度；路肩挡墙背后2m：拱涵、板涵每侧不小于一倍孔径宽度及高出洞顶；涵管每侧不小于两倍管径宽度及高出管顶15m。(4) 桥台和路肩挡墙背后及涵洞缺口特殊填筑范围内宜采用人力夯填或小型机具与人力配合夯填；如使用其缺口特殊填筑范围以外的施工机械时，则应保持距构造物边缘，以利操作安全。49(5)缺口填筑应使用渗水性填料，当不得不用非渗水性填料时，则必须加强压实和排水措施，使其达到不低于最佳含水量密

14、实度的90，并严禁在雨天填筑。(6)填筑桥涵缺口应符合下列规定： 桥台背后缺口应用渗水土填筑，严格按设计要求进行分层压实，分层厚度不应大于 ；桥台锥体与台后缺口应同时填筑；桥台两侧锥体应对称填筑； 涵洞缺口的填料粒径应小于150mm，两侧必须对称分层填筑；涵洞顶郎填土，必须填至厚度大于1m后，才能用大型机械填筑。50(7) 涵洞缺口筑前，应先在其两侧及顶部铺设20cm厚黏性土作保护层；填筑时应遵循两侧同时水平分层施下的程序。(8) 桥涵缺口填筑高度在12m以下时，因受施工应力影响较大，要制定合理的填筑工艺。尤其足在拱涵两侧填筑时，应采取加内支撑和拱顶预压的措施，以免拱圈开裂。51五. 预留沉落

15、量路堤产生沉落的原因：路堤自重与列车动载作用;路堤的沉降由两部分组成，即： 路堤填土的沉降 + 地基的沉降秦沈线路堤堤身沉降实测资料 路堤的沉降量取决于路堤的高度与填料的性质。 以往的实测表明，堤身的沉降量是路堤高度的1.0%。稳定时间大多在1年左右。由于秦沈线的填料好、压实度高，基床的沉降比在h以下，路堤本体在1h以下。因此路堤填土沉降对一般路堤不存在问题，但对无碴规定就不能小视。 52路堤沉落的危害： -导至路肩宽度不够，不符合设计要求； -造成路堤与堑连接处积水，酿成路基危害。软土地基沉降是必须重视的问题路堤的沉降主要由地基产生。尤其是软土地基的沉降最需要重视。软土的全称是软弱粘性土，它

16、包括淤泥和淤泥质土。一般是第四纪后期在滨海、湖泊、河滩、三角洲、冰碛等地质环境下缓慢地沉积形成的。它具有以下一些特性： 1）含水量高，孔隙比大；天然含水量L ，且35%。 天然孔隙比 1 2）抗剪强度低；不排水抗剪强度 Cu30kPa。 3）压缩性较高；压缩模量 4000kPa （4Mpa） 4）渗透性很小。渗透系数 k 110-6cm/s 53 软基对路堤填筑的影响在软土地基上填筑路堤一般存在以下三方面的问题：1沉降量大 经验表明，56m的填土，沉降量约是层厚510，在深圳地区可达15202强度低，施工期间存在滑动破坏的可能性，影响填筑速度。3沉降速率缓慢，需要很长时间才能稳定。 因此，在软

17、土地基上填筑路堤一般都需要对地基进行处理，对高速客运专线而言，软基处理更是必不可少的。54六. 压实机械的选择 （P39） 路堤填筑中预留沉落加高量的确定： 根据铁路路基施工规范（TB102022002）的规定执行。（P39）55七、路基填土压实施工工艺（1）填土路基一般可划分为三阶段、四区段、八流程，即： 三阶段：准备阶段、施工阶段、整修阶段； 四区段：填土区段、整平区段、压实区段和检测区段； 八流程：施工测量、地基处理、分层填土、摊铺整平、洒水晾晒、碾压密实、检测签证和路基修整。56填土区段检验签证准备阶段施工准备基底处理填土区段整平区段压实区段检测区段分层填筑摊铺平整洒水晾晒碾压夯实施工

18、阶段整修验收阶段（2）（6） P39P40 基床底层及以下路填填筑施工工艺流程57八、施工质量控制 （P40）核子射线法58 路基填筑小结知 识 点主 要 内 容基底处理处理措施：1.清除草皮 2.基底挖台阶 3.基底排水疏干路堤填料填料分为五组，A组：优质填料； B组：良好填料；C组：一般填料；D组：不宜使用差质填料；E组：严禁使用的填料，包括有机土。压实标准根据不同的填料分别采用不同的控制指标(三种指标，P37)。桥涵缺口路堤填筑填筑要求、填筑注意事项路基填土压实工艺三阶段、四区段、八流程59第二节 路堑开挖 P40一、路堑开挖工地布置及施工方法选择的原则路堑开挖施工应按施工时的地形、地质

19、、气象、水文等实际情况、岩层产状、路堑长度及施工季节，并结合土石方调配选用合理的开挖方法。二、路堑开挖方法 1、全断面开挖 2、纵向拉开分层开挖 3、纵向分段开挖马口段开挖横洞分段开挖60三、路堑开挖要求(补充) 1、路堑开挖施工前应作下列准备工作： 1）复查施工组织设计，核实调整土石方调运计划； 2）对施工现场按有关规定进行清理，检查坡顶、坡面，对危险面、裂缝其他不稳定情况必须妥善处理； 3）进行施工复训，以桩志标明各部位轮廓； 4）施工路堑排水系统。 612、 路堑排水系统施工要求1）路堑施工应先做好用于堑顶截、排水，并经常检查防止渗漏。堑顶为土质或含有软弱夹 层的岩石时，天沟应及时铺砌或

20、采取其他防渗措施；2）开挖区应保持排水系统通畅。临时排水设施宜与永久性排水设施相结合，并与原 有排水系统相适应；3）排出的水不得损害路基及附近建筑物地基、道路和农田。623、开挖应从上至下进行严禁掏底开挖。对不稳定的土质路堑边坡应分层加固。开挖和边坡加固有特别要求时，则应按设汁要求办理。4、在岩石的走向、倾斜不利于边坡稳定及施工安全的地段，应顺层开挖，并采取减弱施工振动的措施；在设有挡土墙的上述地段，应采取短开挖或马口开挖、并设临时支护等措施。5、软石和强风化岩石宜采用机械开挖，边坡高度大于20m的坚硬岩石可采用光面、深孔、预裂焊破开挖，严禁采用洞室爆破。636、爆破应根据岩性，产状、边坡高度

21、选择适当的爆破方法，严格控制药量。爆破后应达到边坡和堑顶夫子山体稳定，基床和边坡平顺，不破碎、不松动；凸凹不平处应用浆砌片石补齐。7、边坡开挖应符合下列要求： 1）标出边桩连接线，经常检查边坡开挖坡度； 2）坡面应平顺，无明显凹凸，无危面、浮土、碴堆、杂物； 3）需设防护的边坡，应按设计及时防护，当不能紧跟开挖防护时，应预留一定厚度的保护层。8、在岩石路堑的侧沟平台上应按设计预留信号、电力电缆槽。开挖时不得损坏边坡坡脚，必须保证侧沟和侧沟平台完整；如有损坏，应用混凝土或浆砌片石补齐。 649、路堑开挖遇有下列情况时，应及时向设计单位反馈： 1）设计边坡、基床的土石种类或岩层构造与实际明显不符时

22、； 2）因自然灾害危及堑底或边坡稳定时； 3）采用新的或特殊的施工方法，需改变边坡坡度时； 4）需增没或改变支挡、防护结构及排水设施时。四、路堑开挖注意事项 P41P4265第三节 路基排水 路基排水地面排水地下排水排水措施排泄拦截地表水疏干地表水降底地下水66一、地面排水1. 地面排水的一般要求 P422. 地面排水设备 (1) 排水沟 (2) 侧沟 (3) 天沟与截水沟 (4) 矩形水槽 (5) 跌水、急流槽、缓流井6768二、地下排水69第四节 路基防护和加固设备一、路基坡面防护 种草铺草皮植树1. 植物防护2. 抹面、喷浆、勾缝、灌浆3. 砌石护坡干砌片石护坡浆砌片石护坡浆砌片石骨架护

23、坡4. 浆砌片石护墙实体护墙孔窗式护墙拱式护墙等截面变截面70植物防护7172砌石护坡73747576补充：坡面防护的施工要求 (1)路基防护应在适宜时间施工并及时完成。 (2)各种防护设施应在稳定的地基和坡体上施工。在没有挡土墙或地下排水设施地 段，应先做好挡土墙、排水设施，再做防护。 (3)防护的坡体表面应先整平，有地下水露头时应做引排处理；防护层应与土石坡面密 贴结合，背后不留空隙。 (4)防护砌体施工应符合现行铁路混凝土与砌体工程施工规范的规定。 (5)护坡的垫层或反滤层应严格按照设计的层数、厚度和颗粒级配的要求施工，砂、砾石应筛选清洗，含泥量不得大于5。采用土工织物做反滤层时，施工应符合