高速铁路路基工程施工要点课件

高速铁路路基工程

高速铁路路基工程

1一、高速铁路路基工程特点：

路基是轨道的基础，也称为线路下部结构，具有以下三个特点：

一、高速铁路路基工程特点：

路基是轨道的基础，也21、控制路基变形：

路基是线路工程中最薄弱、最不稳定的部份，路基几何尺寸的偏差必然引发轨道的不平顺。要求路基在静、动态下的平顺性。

普通铁路路基以强度控制设计，高速线路基以控制变形为主，在强度破坏之前，不容许出现过大变形。1、控制路基变形：

路基是线路工程中最薄弱、最不稳定的部32、路基刚度的均匀性：

列车速度越高，要求路基刚度越大，弹性变形越小，但刚度大会使列车振动加剧，不能平稳运行。

路基刚度不平顺，会使轨道造成不平顺，要求路基在纵向刚度均匀变化，不允许刚度突变。2、路基刚度的均匀性：

列车速度越高，要求路基刚度越大，43、在列车运行及自然条件下具有足够稳定性：

列车承受动、静荷载，同时还要抵抗气温变化，雪雨作用、地震破坏，路基工程必须在这些条件作用下强度不降低，弹性不改变，变形不继续加大，以保证高速行车和增加运行安全性及减少维护费。3、在列车运行及自然条件下具有足够稳定性：

列车承受动、5

为此，必须在路基结构、路基材料、路基施工工艺手段一系列技术标准才能实现。具体表现为下列三个方面：

强度高，刚度大的路基基床；

沉降小或没有沉降的地基；

沿线路方面平缓变化的刚度。为此，必须在路基结构、路基材料、路基施工工艺手段一系列6二、路基设计荷载：

路基荷载是指作用在路基面上应力，它包括：

静荷载—线路上部结构重量作用在路基面的应力；

动荷载—列车行驶时轮载力传递到路基面的应力。二、路基设计荷载：

路基荷载是指作用在路基面上应力，它包7

荷载分担作用：

在车轮P作用下，常简化为5根轨枕分担，按日本假定如图所示：荷载分担作用：

在车轮P作用下，常简化为5根轨枕分8

采用换算土柱法计算时,路基上的轨道及列车荷载换算土柱高度和分布宽度符合下表规定:

采用换算土柱法计算时,路基上的轨道及列车荷载换算土9高速铁路路基工程施工要点课件10

路基面动应力设计值为100KPa，在路基面上的分布符合图的规定：路基面动应力设计值为100KPa，在路基面上的分布符11高速铁路路基工程施工要点课件12

计算公式：

σd=0.26×Ps×(1+αV)

α—系数，对高速无缝线路α=0.003

σd—路基动应力

Ps—机车车辆静轴重Ps=200kN

V—设计速度350Km/h

枕距—60cm

σd≈100Kpa计算公式：

σd=0.26×Ps×(1+αV)

α13三、路基的形状和基本尺寸

路基面形状为三角形，曲线加宽时仍应保持路基面的三角形状，路基面中心向两侧设4%横向排水坡。

路肩宽度:路堤和路堑两侧均为1.4m

三、路基的形状和基本尺寸

路基面形状为三角形，曲14直线地段路基面宽度满足下表规定:

单线双线路堤路堑路堤路堑8.88.813.813.8单位：m直线地段路基面宽度满足下表规定:

单线双线路堤路堑路堤路堑815

正线曲线地段应在曲线外侧加宽，其加宽值按下表规定：

曲线半径路基外侧加宽值（m）14000~110000.311000以下~7000以上0.47000~55000.5表4.1.12曲线地段路基面加宽值正线曲线地段应在曲线外侧加宽，其加宽值按下表规定：

16路基面的标准横断面：路基面的标准横断面：17高速铁路路基工程施工要点课件18高速铁路路基工程施工要点课件19四、基床

路基基床由表层和底层组成，表层厚度0.7m，底层厚度2.3m，总厚度3.0m.四、基床

路基基床由表层和底层组成，表层20

基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及压实标准应符合表规定：填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Ｅvd(MPa)孔隙率n级配碎石0.6～0.65≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.45～0.5≥190≥55＜18%当为软岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥45级配碎石基床表层压实标准K30、Evd、n要求同时检测基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及21

级配砂砾石基床表层压实标准按下表采用：填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（Mpa/m）动态变形模量Ｅvd(MPa)孔隙率级配砂砾石0.6～０.65≥190≥55＜18%级配砂砾石基床表层压实标准K30、Evd、n要求同时检测级配砂砾石基床表层压实标准按下表采用：填料厚度（m）22

基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表规定：填料厚度（m）压实标准改良细粒土粗粒土碎石类A、B组填料及改良土2.3地基系数K30（Mpa/m）≥110≥130≥150压实系数K≥0.69孔隙率n＜28%＜28%基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表23五、路堤

基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良土，其压实标准按下表采用：填料压实标准细粒土粗粒土碎石类A、B、C组填料及改良土地基系数K30（Mpa/m）≥90≥110≥130压实系数K≥0.90孔隙率n＜31%＜31%五、路堤

基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良24

路堤地基条件

路堤基底以下25m范围内的地基土不符合下表规定时应作工后沉降分析。地层地基条件基岩无条件碎、卵、砾石类无条件砂类土Ps≥5.0MPa或N≥10，且无地震液化可能粘性土Ps＞1.2MPa或σ≥0.15MPaN为标准贯入试验锤击数;Ps静力触探端阻路堤地基条件

路堤基底以下25m范围内的地基土不25

路基工后沉降限值:

定义：铺轨开始的沉降量与最终形成的沉降量之差。

限值：一般地段:不大于5cm；

沉降速率:小于2㎝/年

台尾过渡段路基:不大于3㎝。

不满足时应加固地基。路基工后沉降限值:

定义：铺轨开始的沉降量与最终26六、高速铁路软土路基与控制要点

软土地基土层强度底，压缩性大、渗透系数小，地基沉降问题突出。

应将工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使路基不影响列车高速、舒适安全运行。六、高速铁路软土路基与控制要点

软土地基土层27控制要点

1、

软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载时不应小于1.15。

2、设置沉降观测点，控制填土速率：

路堤中心地面沉降速率≤1.0㎝/每昼夜

坡脚水平位移速率≤1.0㎝/每昼夜。控制要点

1、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载时28

3、

根据沉降观测进行综合分析，开展动态设计，以推算地基最终沉降量，并应及时调整设计，使地基处理达到预定的控制要求。

4、结合工程实际选择代表性地段提前修筑实验路堤，以检验设计指导施工。

5、对沉降控制较困难地段路基，提前安排施工预压，保证必要预压期。

3、根据沉降观测进行综合分析，开展动态设计，以推算地基最29

采取的主要工程措施

1、路基面两侧各加宽0.1m；

路堤两侧设1.0m，高1~2m护道，护道以下边坡为1：1.75，护道及护道边坡采用干砌片石护坡防护。采取的主要工程措施

1、路基面两侧各加宽0.1m30

2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行片石挤淤。对具有弃土条件和渗水土有来源地段，可挖除换填渗透水土；当片石缺乏时，可采用深层搅拌复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄31

3、对于软土埋藏较深，厚度较大地基，一般采用水泥搅护桩、旋喷桩、砼预制管桩等进行处理。桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度不小于40KN/m土工格栅。加固深度原则穿透软土层。

4、过渡段地基根据地质条件和沉降计算，地基处理措施适当加强，一般采用水泥搅拌桩，旋喷桩加固。3、对于软土埋藏较深，厚度较大地基，一般采用水泥搅护桩、32七、过渡段

在轨下基础刚度不同和沉降差异处，即路堤与桥台、路堤与立交框构或箱涵、路堤与路堑连接处，土质、软质岩及强风化硬质岩路堑与隧道连接地段，应设置不同过渡段，并采用渐变处理措施，使轨下基础刚度和沉降差异逐渐过渡。

七、过渡段

在轨下基础刚度不同和沉降差异处，即33

路桥过渡段

过渡段长度L（m)

L=2(h-0.7)+a

式中：h—台后路堤高度

a—常数3~5m路桥过渡段

过渡段长度L（m)

L=2(h34

各种过渡段设置方式:

1、台座过渡段路堤

各种过渡段设置方式:

1、台座过渡段路堤

351:11:14.3.9图路堤与横向结构物连接处设置方式图1:1.51:1.51:22m过渡段基床底层基床表层

2、路堤与横向结构物连接处设置方式

1:11:14.3.9图路堤与横向结构物连接处设置方式图1:36

3、路堤和路堑间过渡段方式

3、路堤和路堑间过渡段方式

37

八、边坡防护

1、当地基良好时，路堤边坡可按下表采用

表4.3.14路堤边坡坡度填料种类边坡高度（m）边坡坡度备注细粒土及改良土0～88～121：1.5

1：1.75超过12m于12m处设边坡平台，宽2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0碎石土、卵石土、粗粒土（细砂、粉砂、黏砂除外）0～1212～20

1：1.751：1.5超过20m于20m处设边坡平台，宽2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0注：路堤填筑细粒土时边坡内设置土工格栅等层厚控制材。八、边坡防护

1、当地基良好时，路堤边坡可按下表采用38

2、路基坡面防护

按《暂规》办理

2、路基坡面防护

按《暂规》办理

39九、抗震

按《暂规》有关条款办理九、抗震

按《暂规》有关条款办理40十、路堑不易风化的硬质岩基床，应将路基面作成向横向两侧的4%排水坡。软质岩、强风化的硬质岩及土质基床处理，应按《暂规》中有关条款办理。十、路堑不易风化的硬质岩基床，应将路基面作成向横向两侧的4%41基床部分有膨胀土时应作处理。半填半挖路基，轨道下横跨挖方与填方两部分时，在轨枕长两倍道床厚度的宽度内，挖方部分应挖1.0m深，换填与路堤相同的填料，并设置4%向外排水坡。路堑边坡坡度参照《铁路路基设计规范》办理。基床部分有膨胀土时应作处理。42十一、排水按《暂规》有关条款办理十一、排水按《暂规》有关条款办理43十二、支挡按《暂规》有关条款办理十二、支挡按《暂规》有关条款办理44十三、电缆槽、接触网主柱和声屏障基础布置按《暂规》有关条款办理十三、电缆槽、接触网主柱和声屏障基础布置按《暂规》有关条款45路基施工路基施工46§1施工准备

1、施工调查及审核设计

2、测量放线

3、征租土地

4、拆迁建筑物

5、修建施工便道

6、设置排水系统

7、修建临时工程设施§1施工准备

1、施工调查及审核设计

2、测47§2土质调查与试验

1、土质调查内容

2、土质调查方法

3、土工试验项目及成果应用§2土质调查与试验

1、土质调查内容

2、土48§3、编制施工组织

1、施工组织设计

2、土石方调配

§3、编制施工组织

1、施工组织设计

2、土石方调49§4、施工机械的选择

1、施工机械适用范围

2、施工机械选择原则

3、使用机械类型

挖装机械：挖掘机、装载机

推运、铲运机械：推土机、铲运机

碾压、平地机械：压路机、平地机、松土机、挖根机等§4、施工机械的选择

1、施工机械适用范围

2、施工机械选50§5、路堤施工（略）

§6、路堑施工（略）§5、路堤施工（略）

§6、路堑施工（略）51高速铁路路基工程

高速铁路路基工程

52一、高速铁路路基工程特点：

路基是轨道的基础，也称为线路下部结构，具有以下三个特点：

一、高速铁路路基工程特点：

路基是轨道的基础，也531、控制路基变形：

路基是线路工程中最薄弱、最不稳定的部份，路基几何尺寸的偏差必然引发轨道的不平顺。要求路基在静、动态下的平顺性。

普通铁路路基以强度控制设计，高速线路基以控制变形为主，在强度破坏之前，不容许出现过大变形。1、控制路基变形：

路基是线路工程中最薄弱、最不稳定的部542、路基刚度的均匀性：

列车速度越高，要求路基刚度越大，弹性变形越小，但刚度大会使列车振动加剧，不能平稳运行。

路基刚度不平顺，会使轨道造成不平顺，要求路基在纵向刚度均匀变化，不允许刚度突变。2、路基刚度的均匀性：

列车速度越高，要求路基刚度越大，553、在列车运行及自然条件下具有足够稳定性：

列车承受动、静荷载，同时还要抵抗气温变化，雪雨作用、地震破坏，路基工程必须在这些条件作用下强度不降低，弹性不改变，变形不继续加大，以保证高速行车和增加运行安全性及减少维护费。3、在列车运行及自然条件下具有足够稳定性：

列车承受动、56

为此，必须在路基结构、路基材料、路基施工工艺手段一系列技术标准才能实现。具体表现为下列三个方面：

强度高，刚度大的路基基床；

沉降小或没有沉降的地基；

沿线路方面平缓变化的刚度。为此，必须在路基结构、路基材料、路基施工工艺手段一系列57二、路基设计荷载：

路基荷载是指作用在路基面上应力，它包括：

静荷载—线路上部结构重量作用在路基面的应力；

动荷载—列车行驶时轮载力传递到路基面的应力。二、路基设计荷载：

路基荷载是指作用在路基面上应力，它包58

荷载分担作用：

在车轮P作用下，常简化为5根轨枕分担，按日本假定如图所示：荷载分担作用：

在车轮P作用下，常简化为5根轨枕分59

采用换算土柱法计算时,路基上的轨道及列车荷载换算土柱高度和分布宽度符合下表规定:

采用换算土柱法计算时,路基上的轨道及列车荷载换算土60高速铁路路基工程施工要点课件61

路基面动应力设计值为100KPa，在路基面上的分布符合图的规定：路基面动应力设计值为100KPa，在路基面上的分布符62高速铁路路基工程施工要点课件63

计算公式：

σd=0.26×Ps×(1+αV)

α—系数，对高速无缝线路α=0.003

σd—路基动应力

Ps—机车车辆静轴重Ps=200kN

V—设计速度350Km/h

枕距—60cm

σd≈100Kpa计算公式：

σd=0.26×Ps×(1+αV)

α64三、路基的形状和基本尺寸

路基面形状为三角形，曲线加宽时仍应保持路基面的三角形状，路基面中心向两侧设4%横向排水坡。

路肩宽度:路堤和路堑两侧均为1.4m

三、路基的形状和基本尺寸

路基面形状为三角形，曲65直线地段路基面宽度满足下表规定:

单线双线路堤路堑路堤路堑8.88.813.813.8单位：m直线地段路基面宽度满足下表规定:

单线双线路堤路堑路堤路堑866

正线曲线地段应在曲线外侧加宽，其加宽值按下表规定：

曲线半径路基外侧加宽值（m）14000~110000.311000以下~7000以上0.47000~55000.5表4.1.12曲线地段路基面加宽值正线曲线地段应在曲线外侧加宽，其加宽值按下表规定：

67路基面的标准横断面：路基面的标准横断面：68高速铁路路基工程施工要点课件69高速铁路路基工程施工要点课件70四、基床

路基基床由表层和底层组成，表层厚度0.7m，底层厚度2.3m，总厚度3.0m.四、基床

路基基床由表层和底层组成，表层71

基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及压实标准应符合表规定：填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Ｅvd(MPa)孔隙率n级配碎石0.6～0.65≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.45～0.5≥190≥55＜18%当为软岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥45级配碎石基床表层压实标准K30、Evd、n要求同时检测基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及72

级配砂砾石基床表层压实标准按下表采用：填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（Mpa/m）动态变形模量Ｅvd(MPa)孔隙率级配砂砾石0.6～０.65≥190≥55＜18%级配砂砾石基床表层压实标准K30、Evd、n要求同时检测级配砂砾石基床表层压实标准按下表采用：填料厚度（m）73

基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表规定：填料厚度（m）压实标准改良细粒土粗粒土碎石类A、B组填料及改良土2.3地基系数K30（Mpa/m）≥110≥130≥150压实系数K≥0.69孔隙率n＜28%＜28%基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表74五、路堤

基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良土，其压实标准按下表采用：填料压实标准细粒土粗粒土碎石类A、B、C组填料及改良土地基系数K30（Mpa/m）≥90≥110≥130压实系数K≥0.90孔隙率n＜31%＜31%五、路堤

基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良75

路堤地基条件

路堤基底以下25m范围内的地基土不符合下表规定时应作工后沉降分析。地层地基条件基岩无条件碎、卵、砾石类无条件砂类土Ps≥5.0MPa或N≥10，且无地震液化可能粘性土Ps＞1.2MPa或σ≥0.15MPaN为标准贯入试验锤击数;Ps静力触探端阻路堤地基条件

路堤基底以下25m范围内的地基土不76

路基工后沉降限值:

定义：铺轨开始的沉降量与最终形成的沉降量之差。

限值：一般地段:不大于5cm；

沉降速率:小于2㎝/年

台尾过渡段路基:不大于3㎝。

不满足时应加固地基。路基工后沉降限值:

定义：铺轨开始的沉降量与最终77六、高速铁路软土路基与控制要点

软土地基土层强度底，压缩性大、渗透系数小，地基沉降问题突出。

应将工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使路基不影响列车高速、舒适安全运行。六、高速铁路软土路基与控制要点

软土地基土层78控制要点

1、

软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载时不应小于1.15。

2、设置沉降观测点，控制填土速率：

路堤中心地面沉降速率≤1.0㎝/每昼夜

坡脚水平位移速率≤1.0㎝/每昼夜。控制要点

1、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载时79

3、

根据沉降观测进行综合分析，开展动态设计，以推算地基最终沉降量，并应及时调整设计，使地基处理达到预定的控制要求。

4、结合工程实际选择代表性地段提前修筑实验路堤，以检验设计指导施工。

5、对沉降控制较困难地段路基，提前安排施工预压，保证必要预压期。

3、根据沉降观测进行综合分析，开展动态设计，以推算地基最80

采取的主要工程措施

1、路基面两侧各加宽0.1m；

路堤两侧设1.0m，高1~2m护道，护道以下边坡为1：1.75，护道及护道边坡采用干砌片石护坡防护。采取的主要工程措施

1、路基面两侧各加宽0.1m81

2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行片石挤淤。对具有弃土条件和渗水土有来源地段，可挖除换填渗透水土；当片石缺乏时，可采用深层搅拌复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄82

3、对于软土埋藏较深，厚度较大地基，一般采用水泥搅护桩、旋喷桩、砼预制管桩等进行处理。桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度不小于40KN/m土工格栅。加固深度原则穿透软土层。

4、过渡段地基根据地质条件和沉降计算，地基处理措施适当加强，一般采用水泥搅拌桩，旋喷桩加固。3、对于软土埋藏较深，厚度较大地基，一般采用水泥搅护桩、83七、过渡段

在轨下基础刚度不同和沉降差异处，即路堤与桥台、路堤与立交框构或箱涵、路堤与路堑连接处，土质、软质岩及强风化硬质岩路堑与隧道连接地段，应设置不同过渡段，并采用渐变处理措施，使轨下基础刚度和沉降差异逐渐过渡。

七、过渡段

在轨下基础刚度不同和沉降差异处，即84

路桥过渡段

过渡段长度L（m)

L=2(h-0.7)+a

式中：h—台后路堤高度

a—常数3~5m路桥过渡段

过渡段长度L（m)

L=2(h85

各种过渡段设置方式:

1、台座过渡段路堤

各种过渡段设置方式:

1、台座过渡段路堤

861:11:14.3.9图路堤与横向结构物连接处设置方式图1:1.51:1.51:22m过渡段基床底层基床表层

2、路堤与横向结构物连接处设置方式

1:11:14.3.9图路堤与横向结构物连接处设置方式图1:87

3、路堤和路堑间过渡段方式

3、路堤和路堑间过渡段方式

88

八、边坡防护

1、当地基良好时，路堤边坡可按下表采用

表4.3.14路堤边坡坡度填料种类边坡高度（m）边坡坡度备注细粒土及改良土0～88～121：1.5

1：1.75超过12m于12m处设边坡平台，宽2.0m，平台以下边坡坡度1：2.0碎石土、卵石