客运专线铁路路基关键技术浅谈

1、铁道部工程管理中心客运专线铁路路基 关键技术问题浅谈一.客运专线铁路路基工程概况二.客运专线铁路路基的主要特点三.客运专线关键技术及主要研究成果四.需进一步研究的主要技术问题及建议一、客运专线路基工程概况项目名称全长(km)路基(km) 桥梁 (km)隧道(km) 桥梁比重(%)路基比重（%）隧道比重（%）京津城际115.214.2101.08811.0郑西客专418.191.02250.2376.8559.921.85.2武广客专968.2325.3465.24177.6648.133.618.4石太客专189.975.739.275020.639.939.4合宁铁路166.232.931.

2、22118.880.01.3广深港104.412.459.232.856.711.931.4广株城际142.34.0134.14.294.40.283.0甬台温铁路282.4103.191.487.932.436.531.1温福铁路298.462.777.1158.625.821.053.2福厦铁路274.9153.376.844.927.955.816.3合武客专359.4249.945.564.012.769.517.8合计3319.51224.51371.0724.041.336.921.8二.客运专线铁路路基的主要特点路基沉降变形控制标准高 我国I级干线，?铁路路基设计标准?TB100

3、01-2005规定路基工后沉降一般不大于20cm，过渡段不大于10cm。有碴轨高速铁路，?京沪高速铁路设计暂行规定?规定路基工沉降不大于5cm，过渡段不大于3cm。无碴轨道路基我国?客运专线无碴轨道铁路设计指南?在科研并总结国外经验的根底上，提出了一般地段路基工后沉降不大于15mm，并对不均匀变形提出了严格的控制，其目的是为了确保轨道的几何平顺，列车运行的平稳与及旅客乘坐的舒适。二.客运专线铁路路基的主要特点路基强度高、刚度大 路基必须具有较高的强度和刚度，以承受高速列车运行产生的动荷载作用。列车运行速度越高，要求路基的强度、刚度越大。 ?客运专线无碴轨道铁路设计指南?中提出的路基基床厚度、填

4、料要求、压实标准等比I级干线要高得多。二.客运专线铁路路基的主要特点刚度过渡均匀 为保证列车运行的平稳和舒适，要求路基与桥梁、隧道等结构物的刚度过渡均匀。我国客运专线有关设计标准中明确了客运专线应设置路桥、路涵、路隧及堤堑过渡段。在高速运行以及自然条件下长期稳定 为确保客运专线的长期稳定、平安与运营，要求路基在列车动荷载的长期反复作用，以及各种不良自然环境的影响气温、雨雪、洪涝等下，路基整体稳固，路基强度、刚度稳定满足列车荷载要求。三、路基关键技术及主要研究成果地基处理技术填料改进技术过渡段技术路基防护及防排水技术路基沉降变形评估技术路基检测技术一地基处理技术客运专线软土、松软土地基处理采用了

5、CFG桩、预应力管桩加固新技术，桩网、桩板新结构，以控制路基总沉降和工后沉降。客运专线湿陷性黄土地基采用了强夯、水泥土挤密桩、柱锤夯扩桩等措施消除黄土湿陷性，采用了长短桩CFG桩和水泥挤密桩技术、桩板结构控制路基沉降。对岩溶地区主要采用了帷幕注浆加固技术。对膨胀土地基主要采用了换填、冲击碾压和CFG桩加固。 一地基处理技术CFG桩加固地基一地基处理技术柱锤夯扩桩一地基处理技术郑西客运专线采用的 连续桩板结构一地基处理技术 京津城际扶臂式挡墙和桩板结构一地基处理技术冲击碾压一地基处理技术 从京津、武广、郑西等客运专线已发生沉降和评估结果说明，采取的地基处理工程措施，一般能够有效的将路基工后沉降控

6、制在标准允许的范围内。二填料改进技术 客运专线路基基床表层应采用级配碎石或级配砂砾，基床底层采用A、B组填料或改进土，基床以下路堤采用A、B、C组填料或改进土。采用了岩石或卵、砾石土经破碎、筛分、级配的物理改进填料。采用了黄土、膨胀土、粘土、风化岩石的经粉碎、拌合的化学改进土填料 二填料改进技术京津城际A、B组 填料加工二填料改进技术武广线A、B组填料场制生产二填料改进技术水泥改进土 厂拌法施工二填料改进技术改进土路拌法施工二填料改进技术 经京津、武广、郑西、合宁等客运专线铁路的研究和实践，已根本掌握了填料改进土的设计、施工、检测技术，目前改进土设计、施工规程正在编制中。三过渡段技术路桥过渡段

7、为保证路基与不同结构物在线路纵向变形与刚度平顺过渡，分别在路基与桥梁、 涵洞、隧道、横向结构物及路堤与路堑的相邻地段设置过渡段。三过渡段技术路桥过渡段桥台与路堤过渡段形式三过渡段技术路桥过渡段桥台与路堑过渡段形式三过渡段技术路桥过渡段京津城际路桥过渡段形式三过渡段技术路隧过渡段路基与斜切式隧道洞门相接过渡段形式三过渡段技术路隧过渡段路基与挡翼墙隧道洞门相接过渡段形式三过渡段技术路涵过渡段路堤与横向结构物过渡段形式结构物顶距路基面2m三过渡段技术路涵过渡段路堤与横向结构物过渡段形式结构物顶距路基面2m三过渡段技术路涵过渡段路堑与横向结构物过渡段形式三过渡段技术桥桥短路基过渡段桥桥间距60m过渡段

8、形式三过渡段技术桥隧短路基过渡段桥隧间距60m过渡段形式四路基防护及防排水技术为了绿化、美化环境，主要采用植物防护配合喷护、挂网喷护、混凝土或浆砌片石骨架防护、土工织物加固等方法。四路基防护及防排水技术无碴轨道路基线间排水五路基防护及防排水技术排除地下水设施五路基防排水技术桥台后设置透水混凝土与排水管确保路桥过渡段排水顺畅五路基防排水技术五沉降变形观测评估技术无砟轨道客运专线设计中设置了路基沉降变形观测系统，采用沉降标、沉降板、剖面沉降管、单点沉降计等测试元件，主要对地基、路基面沉降变形进行监测。施工中对路基沉降变形进行定期观测和采用经验和数值回归分析的方法，预测路基的工后沉降变形，以确定合理

9、的铺轨时间和需采取的加速沉降措施。运营中，该观测系统用于线路维修养护中路基状态的监测和评估。目前，我国已制定了?客运专线铁路无砟轨道铺设技术条件评估指南?和?客运专线铁路无砟轨道测量指南?并在京津、武广、郑西等客运专线中实施。京津全线已完成全线评估和铺轨，武广试验段已完成沉降变形评估。五沉降变形观测评估技术 沉降板 由底板、金属测杆、塑料或金属保护软管等组成。六沉降变形观测评估技术单点沉降计观测 由电测位移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。采用钻探引孔埋设，孔深应到达强风化岩层。用于观测路堑换填基底沉降或隆起变形等。六沉降变形观测评估技术剖面沉降管 采用专用塑料硬管，用于观

10、测路基横剖面沉降； 剖面沉降管在褥垫层顶面开槽埋设，槽底中粗砂找平，外表回填5cm中粗砂并与褥垫层相平； 管口标高采用水平仪按国家一等精密水准测量方法进行测量，再通过数据处理计算求出不同位置处地基的沉降量。 五沉降变形观测评估技术沉降板观测曲线单点沉降计观测曲线剖面沉降管观测曲线六路基检测技术客运专线路基压实质量检测中全面引入了Evd动态变形摸量、变形模量Ev2等检测新技术，并制定了相关技术标准。变形摸量Ev2检测六路基检测技术动态变形摸量Evd检测 三、主要技术问题及建议 1.地基处理CFG桩等复合地基沉降计算方法有待完善，设计计算值常与实测值有较大的差异。最新成果说明，路基沉降主要是由桩体

11、下的深层软弱地层沉降引起，但目前对深层土体的变形特性、参数研究较少，缺乏深层土体工后沉降准确计算的理论、方法和参数。建议结合工程试验段，研究深层软弱土的应力历史、变形特性、物理力学参数及沉降计算方法。研究适合铁路路基的桩板、桩网复合地基的沉降计算理论、方法及参数。针对低山丘陵地区软土、松软土分布的不均匀性和下伏硬土地层埋藏浅的特点，开展发挥桩帽承载作用、优化桩间距的研究工作。2.填料问题在改进土的耐久性、对环境的影响等方面进行深化研究。研究水泥改进土的延时效应。提出根据水泥改进土的延迟时间控制现场施工的施工工艺，并完善水泥改进土的击实试验方法。 研究防止改进土污染环境的技术措施。加强对路堑开挖

12、弃土和隧道弃碴的改进研究和综合利用工作，减少填料资源浪费，节约用地，保护环境。3.严寒、寒冷地区路基关键技术深化寒冷地区冻害研究，建立适合我国客运专线的冻胀区域划分标准。深化基床结构和填料性质的研究。根据我国客运专线冻胀区域划分采用不同防冻层、防渗层双层结构，设计适应不同地区冻融特点的路基基床结构，解决雨雪水等对路基结构产生的冻融影响。研究路基和涵洞过渡段的保温、隔水、排水等综合防冻胀措施。 4. 路基压实标准及检测方法鉴于现行路基压实标准存在相似的检测工程，建议优化路基压实质量检测技术标准。通过理论研究和试验施工研究，验证化学改进土无侧限抗压强度指标和力学指标之间的关系，优化化学改进土的检测

13、指标。对于过渡段掺加水泥的级配碎石，建议以压实系数为主控工程。鉴于铁路土工试验规程中击实、密度、K30及Ev2试验与设计标准填料粒径要求不匹配的情况，进一步完善土工试验规程的有关规定。研究制定褥垫层的验收标准。研究检验湿陷性黄土地基加固效果的快速检测方法。 5. 路基沉降观测、评估 研究先进的观测设备和方法，减少观测设备与施工机械间的相互干扰，保证观测的精度，提高观测效率。统一观测方法和评估软件，形成数据采集、分析、评估智能化技术，实现远程监控、分析、评估智能化。 应用沉降观测分析、评估成果，反分析地基处理设计，优化地基处理设计理论。6.路基-轨道-车辆动力仿真计算目前，为保证客运专线路基与其他结构物的刚度平顺过度，我国客运专线路基与桥梁、隧道、涵洞等过渡段设计均是在借鉴国外过渡段设计和总结我国秦沈、遂渝线和既有线提速经验的根底上确定的，缺乏定量计算和分析。建议结合客运专线动态验收测试，立项开展路基动态测试和路基-轨道-车辆动力仿真分析研究，量化路基纵、竖向刚度