路基技术交流课件

1、云桂铁路、沪昆客专路基技术交流主讲人：肖朝乾汇报内容一、路基工程概念三、现代路基工程特点、难点和关键技术四、云桂、长昆路基工程概况五、关于投资掌控二、路基工程主要结构一、路基工程概念 铁路工程中除桥梁隧道工程外的、直接承载列车运营的土工结构物（明确一个概念，路基为土工结构物，而不仅是传统意义上的土石方工程），为铁路线下工程三大构筑物（桥、隧）之一。路基工程主要组成部分：地基、填土、基床、支挡工程、边坡防护工程、防排水工程、电缆槽（井）、危岩落石防护工程等。二、路基工程主要结构 路基工程主要结构：地基、填土、基床、路基面、支挡工程、边坡防护工程、防排水工程、电缆槽（井）、危岩落石防护工程等。现分

2、述如下：（一）地基 指路基范围内，原地面以下基础部分，主要包括岩溶和软弱土地基，当岩溶发育或存在软土时须进行地基加固处理。地基示意图及地基施工1、岩溶地基主要分布于云南、贵州、广西等岩溶地区，整治措施：封闭回填、钻孔注浆、桩板结构跨越等措施。1、岩溶地基主要分布于云南、贵州、广西等岩溶地区，整治措施：封闭回填、钻孔注浆、桩板结构跨越等措施。1、岩溶地基 主要分布于云南、贵州、广西等岩溶地区，整治措施：封闭回填、钻孔注浆、桩板结构跨越等措施。岩溶路基（1）岩溶注浆采用高压灌注水泥浆填充封闭岩溶注浆（2）桩板结构跨越类似于桥梁结构 路基下部有较大空洞或空洞有外泄通道，岩溶注浆不能实施或难以保证工程

3、质量时，采用此种结构。桩板结构设计简图（2）水泥搅拌桩：多向水泥搅拌桩适用于地表土层厚度小于10m左右的软土、松软土地基加固。（3）水泥砂浆搅拌桩：类似于水泥搅拌桩，在水泥浆里掺砂，施工搅拌更充分，强度高于水泥搅拌桩，加固深度也比水泥搅拌桩强。（4）CFG桩 CFG桩是一种广泛应用的地基加固措施，其特点是施工方便，质量容易控制、强度高（介入复合材料与刚性材料之间）。适用于埋深小于25m的软土及松软土及桥头过渡段地基。下列情况不适用： 1）海相或湖相沉积的淤泥质软土，呈流塑状，施工时下部窜浆，不容易成桩。CFG桩及施工（6）预应力管桩及桩筏结构 钢筋砼预应力管桩，厂家预制，现场打入。加固深度较深

4、，基底下有卵石或碎石时也无法打入，上有高压电线时不适用。桩筏结构是一种措施较强的地基加固措施，即管桩上面加一块整体的钢筋混凝土板，此种结构一般用于沿海地区滨海沉积的软土地基加固中。 预制管桩及施工（7）钢筋混凝土桩网结构主要用来加固深厚软土且下有卵石或碎石地段的路基。特点是强度高，但施工困难。桩网结施工（8）钢筋混凝土桩板结构 类似于桥梁结构，采用桥梁的钻孔桩施工。主要用来加固深厚软土特别是岩溶地区的深厚较土，适用于路堑或者低矮路堤，特点是强度高。（二）路基填土 包括路堤本体填土、基床填土（基床底层填土、基床表层填土）。本体填土一般采用A、B、C组填料；基床底层一般采用A、B组填料或改良土填筑

5、；路基本体一般采用A组填料、级配碎石或级配碎石掺水泥填筑。（三）路基基床 路基基床包括基床底层和基床表层，无砟轨道基床表层除了级配碎石外，还包括上部的轨道结构（混凝土支承层（缓冲层）、钢筋混凝土轨道板、轨枕）。路基基床3、桩板墙及锚索桩板墙4、路肩桩板墙5、土钉墙（六）防排水工程 主要包括侧沟、排水沟、天沟及盲沟，盲沟一般用于无砟轨道铁路。 排水沟、天沟有预制和现浇两种，预制工厂化生产，结构本身质量易保证，较为美观，但对于山区铁路拼装太麻烦，很难保证拼装质量。（七）接口工程电缆槽（井）（八）危岩落石防护工程等 主要采用清除、支顶、拦截措施，拦截主要采用刚性防护网、主动防护网、被动防护网。 路基

6、铺轨后的残余变形（工后沉降）不得大于15mm，路基与桥隧结构物之间的错台（差异沉降）不大于5mm，路基与桥隧结构物之间以及任意两段路基之间的不均匀沉降所产生的折角不大于1/1000。应采用优质路基填料、严格控制压实标准。（2）地基工后沉降及不均匀沉降控制技术 山区沟槽内透镜状软土，分布呈鸡窝状，存在不均匀性等特点，路基工后沉降及不均匀沉降难于控制，为山区铁路的技术难题。决定具体地基处理的两大主要因素是路堤填高和地基条件，包括可压缩地层的厚度、埋深，以及以压缩模量Es为代表性的物理力学参数。拟定的基本原则：埋深2.5m以内的浅层地基主要采用挖除换填和强夯处理，2.5m22m的软土松软土主要采用水

7、泥搅拌桩、CFG桩、旋喷桩等复合地基处理，深厚层软土松软土地基采取钢筋混凝土桩网、桩板结构等措施处理。3厚覆盖型岩溶塌陷预测研究及综合整治技术 根据铁道部初步设计批复意见，岩溶注浆施工采用动态设计、动态施工的管理办法。动态设计流程所示。建设单位、设计单位、施工单位按规定分工实施。4、路基与桥涵隧等结构物之间过渡段刚度协调控制技术 针对山区铁路桥路、涵路、隧路及路堤路堑过渡频繁的特点，设计开展了客运专线隧路过渡段设计技术研究，课题采用车-轨-路耦合动力分析、有限元空间数值模拟分析、综合实车试验等方法，研究了隧路过渡段动力特性及消除隧路分界点刚度突变及沉降“落差”的构造措施。基于不同围岩隧底结构（

8、隧道的、级围岩，路基的土、石及软土路基）、隧道与路基不同连接方式、隧路过渡段地基情况以及路基填挖方式等情况，总结归纳出了6种隧路过渡段类型：硬质岩过渡段、软质岩过渡段、全风化岩层及土层过渡段、半硬半软过渡段、复合地基过渡段、桥隧间短路基过渡段，并运用于设计中。研究并提出了客运专线隧路过渡段消除隧路分界点刚度突变及沉降“落差”的渐变厚度混凝土板、水泥稳定级配碎石、桥隧间刚性短路基、钢筋混凝土桩板结构等工程措施。6陡坡路基下边坡支挡横向位移控制技术 针对山区陡坡路基下挡工程横向挠曲位移会引起路基工后沉降及不均匀沉降这一特点，分析了桩顶位移与路基面沉降的关系。首次提出高速铁路无砟轨道桩板式路肩墙桩顶

9、总位移不大于60mm、列车荷载施加前后位移差不大于10mm的控制标准，并采取墙背后铺设土工格栅加筋等措施减小填方不均匀沉降。经过大量计算对比分析，与常规铁路路相比，除了因严格的桩顶位移差要求导致桩身锚固段长度稍长外，由于高速铁路动车组的轻轴重影响，桩身截面甚至还略小，并以此编制了通用参考图。经过现场沉降观测，后期工后沉降满足设计要求。7沉降观测与系统评估成套技术 路基工程设置了系统全面的沉降观测设备，包括路基面沉降观测桩、地基基底沉降板和深厚层软土的单点沉降计等，经过不少于6个月的长期沉降观测，根据沉降观测资料对所有路基工点的工后沉降进行预测分析和评估，同时对包括路、桥、隧在内的所有线下工程进

10、行沉降观测与评估，预测的工后沉降满足要求后方可铺设无砟轨道。对路基上的观测设备均进行了布置，满足了系统评估数据采集要求。8统筹规划和系统设计站后机电接口技术 高速铁路路基上的各种预埋设备及基础经过了统筹规划和系统设计，并分步实施，与路基工程保持了良好的接口关系。在路基填筑前和填筑中，及时预埋各种过轨管线和综合接地贯通线；接触网支柱基础采用对路基结构破坏较小的旋挖钻孔施工，并布置了铺轨测量的CP标识；根据过轨管线和接地贯通线引接线等分布合理布置电缆槽及手孔（电缆井），并预留各类引接线端子；高陡深路堑及隧道洞口的落石隐患地段设置防护网并结合监控及预警系统。通过路基工程与上述四电设施的良好接口关系，

11、减小了其后期施工对已建成路基结构的破坏，保证了路基强度、稳定性及防排水性能，确保行车安全。四、云桂、长昆路基工程概况（一）云桂铁路广西段 云桂铁路广西段正线路基总长107.8 km，路基比列42%，路基工程的重难点是膨胀土路基。正线弱中膨胀土路基达23km、中强膨胀土路基达6.5km。云桂铁路膨胀土路基重点需要解决两类问题：膨胀土路基基床涨缩变形问题，路堑边坡表层溜坍问题。下面介绍典型膨胀土路基工点：1、田阳车站DK193+080DK193+080段，右侧强膨胀土路堑边坡高度达52m；百色进站端DK221+655DK221+88右侧强膨胀土路堑高边坡达41m。2、路基工程措施（1）针对膨胀土路

12、堑高边坡，在路堑坡脚设置桩板墙固脚，必要时在边坡中部增设锚固桩。（2）路堑边坡采用小间距的锚杆框架梁护坡，防止坡面溜坍。田阳车站膨胀土高边坡设计图（3）路堑基床采取封闭隔水措施，并针对目前防排水存在的问题，研发新型材料。（4）做好诸如侧沟、排水沟、天沟、平台及截水沟等排水系统的细部设计工作，防止沟水渗漏。（5）首次在高速铁路上采用柔性挡墙治理膨胀土，并在试验段成功应用。施工完毕的柔性挡墙（坡面绿化未完成）施工完毕的膨胀土桩板墙支护措施施工完毕的膨胀土锚杆框架梁护坡（二）云桂铁路云南段 云桂铁路云南段正线路基总长（含车站路基）98.2km，路基比列22.8%，路基工程复杂，路基设计及施工难度均很

13、高，路基工程遇到的主要难题是岩溶整治、路堑超高边坡防护、路堤高填方稳定、深厚软基无砟轨道路基沉降控制等。1、路堑超高边坡典型工点之一白腊寨车站工点简介：该工点为软质岩顺层路堑高边坡，中心最大挖深16m，边坡最大高度103m。设计采用4排锚固桩及5级锚索（杆）框架梁、4级锚杆框架梁对边坡进行加固防护。白腊寨车站路堑高边坡设计图2、路堑超高边坡典型工点之二南盘江桥基坑边坡 南盘江5#拱座基坑加固，最大边坡高度86m，6#工作基坑加固，最大边坡高度92m。南盘江5#拱座基坑防护图3、路堑超高边坡典型工点之三富宁车站膨胀土高边坡工点简介：富宁车站左侧弱中膨胀土路堑高边坡工点，最大边坡高度约为63m，共

14、设6级边坡，每级边坡最大高度为8m，结合施工期及永久边坡安全控制标准，设置了3排桩板墙进行加固，级边坡均采用了锚杆框架梁进行加固。富宁车站中膨胀土路堑高边坡设计图4、高堤方路堤典型工点富宁车站工点简介：富宁高填方路基工点，最大填方边坡高度36.5m，设计对地基采用了CFG桩、旋喷桩加固，正线范围填料全部采用A组填料，压实标准同基床底层，要求间隔1.5m冲击碾压，间隔6m小能量强夯。并根据稳定性分析，采用反压护道、12排侧向约束桩进行加固。富宁车站高填方工点5、深厚软土路基典型工点阳宗车站阳宗车站深厚软基无砟轨道路基沉降控制 工点简介：最大填方高度10.5m，无砟轨道标准，地基100m深度范围无

15、基岩，40m深度范围内呈层状分布有软土、淤泥质土、松软土、粉质粘土。设计采用1.01.25m钻孔灌注桩+1m厚钢筋混凝土阀板进行地基加固。最大桩深50m，地基加固工程投资近亿。6、岩溶路基 云桂线云南段岩溶路基主要分布在二标、三标、四标、五标、六标、七标及八标共7个标段中，岩溶路基整治总长度45.571 km，极易发生塌陷的地段长度1.898 km；易发生塌陷的地段长度40.444 km；不易发生塌陷的地段长度3.228 km。（三）沪昆客专云南段1、设计范围及概况 长昆铁路客运专线云南段设计范围为：云贵省界昆明南（不含），线路长度192公里，路基长度55.0公里，占线路长度的28.6%，其中

16、区间路基长度50.2公里、站场路基长度4.8公里，引入昆明枢纽相关工程包括：引入昆明枢纽上、下行联络线长度6.366km，动车走行四线累计长度9.11km，昆明南站动车运用所及综合维修段长2.5km。 主要路基工点类型：膨胀土路基、岩溶路基、软弱土路基等。线位图2、主要技术标准 速度目标值为250km/h，无砟轨道双线路基，轨道结构形式为双块式，线下工程按时速350km/h进行设计。 3、代表性工点（1）D1K993+488D1K993+812富源北站膨胀土高边坡 富源北站内的深挖方，覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层、冲积层、坡残积层，从上到下分别为：弱中膨胀土，粗圆砾土，玄武岩，膨胀土最厚达

17、45m。右侧边坡最高达33m，右侧堑顶为通云南省后所煤矿的改移道路。设计方案为坡脚设桩板墙，坡面采用缓边坡加锚杆框架梁，并在中部平台处设第二排桩。（2）D1K1004+690D1K1005+000膨胀土高边坡 该段线路地形较为平缓，缓坡上多为薄层红黏土（具弱膨胀性），其下为全风化玄武岩（具中等膨胀性、厚337m）、弱风化灰岩，地质条件较为复杂。挖方最大边坡高度37m，设计方案为：坡脚设置桩间挡土墙，放缓边坡坡率，边坡中部设宽平台，坡面设锚杆（索）框架梁护坡。（3）DK1042+320DK1042+880膨胀岩高边坡 曲靖北站内的深挖方，地形为向左的一面坡，地层为泥岩夹砂岩W3、W2，具弱-中等

18、膨胀性。工程措施为坡脚设锚固桩，坡面设锚杆（索）框架梁，边坡中部设置15m宽平台。（4）D1K1090+748.797D1K1092+898.4 高填方段，段内分布有坡残积黏性土，下伏基岩为志留系上统关底组下段页岩夹砂岩，为八度地震区。由于填方位于深沟内，采用桩板墙收坡，悬臂高度约12m，锚固段位于页岩夹砂岩强风化层，为控制变形和便于施工，桩板墙后采用混凝土及级配碎石掺水泥填筑。（5）DK1112+945DK1113+210 深挖方段，地形较陡，九度地震区，受构造影响，岩体破碎，左侧边坡最大高度41m。设计方案为：坡脚设桩间土钉墙，第二级边坡设锚索框架梁，其他边坡设锚杆框架梁，边坡以上自然边坡仍为高陡。部分段落右侧30m下方为既有昆沾铁路挖方边坡，既有线边坡最高约50m，坡率1:1左右，为强风化玄武岩，坡面植草。（6）DK1148+920DK1149+380 羊桃箐2号双线中桥到新发村1号大桥之间的深挖方，地表覆盖第四系坡残积膨胀土，具弱中膨胀性，厚度2032m，下伏二叠系下统茅口-栖霞组灰岩，为八度地震区。左侧堑顶有一片村舍，+200附近有改移道路的跨线桥。左侧边坡最大高度32m，方案为：坡脚采用桩板墙支挡，边坡放缓，坡面设锚杆框架梁，边坡超过3级的，中部平台加宽至6m，并设第二排锚固桩。（7）JK0+000JK1+300 昆明南动车所内高填方，地形较开阔平坦，地表为第三系膨