《铁路路基施工与维护》课件-项目二 施工准备

2.土方机械化施工原因/长度内容回顾单项、单位、分部、分项工程（试举例说明）路基试验段可松性区别定义系数分组讨论:路基施工过程？路基工程施工需要哪些机械？问题导入：开挖运输填筑碾压答案解析铲运机推土机挖掘机装载机平地机其他①②④③⑥⑤常见土方施工机械常见土方施工机械推土机施工铁路路基施工与维护01推土机施工1、行走方式2、适用范围3、推土方法4、修筑路基时施工方法熟读课本内容，完成以下问题：推土机施工履带式、轮胎式

适用于运距在100m以内的平土或移挖作填，当运距在20～70m之间时最为有效

下坡铲土法、并列推土法、波浪推土法、槽形推土法、多刀推土法、铲刀上附加侧板

斜层填筑法、堆填法下坡铲土法

并列推土法

槽式推土波浪铲土基础车发动机铲刀升降油缸铲刀推架支重轮引导轮驱动轮拖带轮型号履带松土器总体结构国产推土机型号及含义一般按下表方式编制：组别型号代号代号含义主要参数名称单位推土机履带式T机械操纵式推土机功率马力TY液压操纵式推土机功率马力TSY湿地液压式推土机功率马力TMY沙漠液压式推土机功率马力TQ全液压式推土机功率马力轮胎式TL轮胎式液压推土机功率马力铲运机施工铁路路基施工与维护02铲运机施工1、用途2、分类3、工作过程4、铲土方法5、运行路线熟读课本内容，完成以下问题：铲运机施工铲土、运土、卸土、填筑、压实拖式铲运机、自行式铲运机

铲装、运土、卸土和回驶

椭圆形路线、8字形路线、之字形路线

一般铲土法、起伏式铲土法、跨铲法、下坡铲土法、助铲法铲运机的工作过程

图铲运机的工作过程(a)铲装；(b)运土；(c)卸土；(d)推土机助铲

铲运机铲土方法

为了提高铲运机的工作效率，常采用下列铲土方法：1．一般铲土法2．起伏式铲土法跨铲法下坡铲土法助铲法

推土机助铲铲运机的运行路线铲运机铲土应根据地形条件、工作性质、工程量、运距等具体情况选择合理的运行路线，以达到运距短、坡道平缓、工程量小的目的。

1．椭圆形路线图椭圆形路线

(a)椭圆形路线；(b)大循环路线。1—铲土；2—卸土

2．8字形路线3．之字形路线图8字形路线图之字形路线1—挖土；2—卸土。1－挖土；2－卸土。修筑路基时的施工方法铲运机开挖路堑时，可以先铲靠近边坡的两边部分，后铲其余的中间部分，能够掌握断面的尺寸，避免超挖，又可以减少路基面边角的留土量。路堤填筑，也要先两边、后中间，这样机械在边上行驶时是向线路中心线倾斜，比较安全而且易于保持准确的边坡，减少整修的工作量。单斗挖掘机铁路路基施工与维护03挖掘机按作业方式分：单斗挖掘机

多斗挖掘机单斗挖掘机施工1、分类2、开挖方式熟读课本内容，完成以下问题：挖掘机施工小型、中型、大型正铲、反铲、拉铲、抓铲轮胎式、履带式

沟端开挖、沟侧开挖（反铲挖掘机）

正向开挖、侧向开挖（正铲挖掘机）单斗挖掘机的分类根据铲斗容量分(1)小型斗容量在1m3以下；(2)中型斗容量在1～4m3；(3)大型斗容量超过4m3。(1)正铲挖掘机(2)反铲挖掘机(3)拉铲挖掘机(4)抓铲挖掘机根据工作装置分反铲式样根据行走方式分(1)轮胎式挖掘机(2)履带式挖掘机挖掘机的开挖方式

(a)正向开挖；(b)侧向开挖。1－正铲挖掘机；2－自卸汽车。反铲挖掘机

(a)沟端开挖；(b)沟侧开挖。1－反铲挖掘机；2－自卸汽车；3－弃土堆。

抓铲挖掘机抓铲挖掘机是在挖掘机臂端用钢索装一抓斗而成，也可由履带式起重机改装。可挖掘I、Ⅱ类土。驾驶室行走部分底盘工作装置和挖掘机的结构回转支承“斗”反铲斗驱逐铲撕裂铲撕裂齿清沟铲各种铲斗各种抓斗贝壳抓斗梅花抓斗抓木斗单斗装载机高铁路路基施工与维护04单斗装载机是在专用的拖拉机前面臂架上装有一个能升降和翻转的铲斗，主要用来铲、装、卸、运土与砂石一类散状物料的机械。也可对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。与挖掘机相比，装载机比较机动，本身能兼做清理场地、移运孤石等作业，不进行装载时又可以当推土机使用。由于它具有作业速度快、效率高、操作轻便等优点，因而装载机在国内外得到迅速发展，成为铁路建设中土石方施工机械的主要机种之一。装载机铲装作业方法1、对松散物料的铲装作业

(a)

(b)图装载机铲装松散物料(a)边前进边收斗，装载后举升至运输位置；(b)操纵铲斗上下颤动2．铲装停机面以下物料作业图装载机铲装停机面以下土壤3．铲装土丘时作业装载机铲装土丘时，可采用分层铲装或分段铲装法。

装载机分层铲装法装载机分段铲装作业装载机与自卸汽车配合填筑路基装载机与自卸汽车配合填筑路堤等施工中，装载机的转移卸料与车辆位置配合的好坏对装载机生产率影响较大。最常用的施工作业有“V”形和穿梭式。“V”形是汽车停在一个固定的位置，与铲装工作面斜交。装载机装满斗后，倒车驶离工作面的同时转向30°～45°，然后向前对准汽车卸料。卸料后在驶离汽车时也同样转向30°～45°，然后对准工作面前进，进行下一次铲装。

图装载机作业方式(a)“V”形作业方式；(b)“穿梭”式作业方式

穿梭式作业方式是装载机只在垂直工作面的方向前进、后退，而汽车则在装载机与工作面之间象穿梭一样来回接装和驶离。自行平地机高铁路路基施工与维护05

(一)适用性自行平地机是一种以铲土刮刀为主、配有其它多种辅助作业装置，进行土的切削、刮送和整平作业的工程机械。它可进行路基面的整形和维修，表层土、积雪或草皮的剥离，路堤、路堑、取土坑与弃土坑边坡的整修作业，以及排水沟和截水沟的开挖等工作。还可完成材料的混合、回填、推移、摊平作业。平地机配以辅助装置如耙子、推土铲、松土器、变形刮刀、扫雪器、碾压滚等，可以进一步提高其工作能力，扩大其使用范围。平地机施工作业方式路基及场地的平整是平地机的主要作业项目。

1．铲土角选择铲土角指刮刀切削刃与地面的夹角。铲刀角的大小一般依作业类型来确定。中等切削角(60°左右)适用于通常的平整作业。在切削、剥离土壤时，需要较小的铲土角，以降低切削阻力。当进行物料混合，应选用较大的铲土角，这样可以避免大粒物料对铲刀的推挤力，大粒料容易从刮刀下滚过去，刮刀载料减少，使物料滚动混合作用增强。2．刮刀回转角选择刮刀回转角ω是指利刃与横坐标x轴正向的夹角。当回转角增大时，工作宽度减小，但物料的侧移输送能力提高，切削能力也提高，刮刀单位切削宽度上的切削力增大。对于剥离、摊铺、混合作业及硬土切削作业，回转角可取30°～50°；对于推土摊铺或进行最后一道刮平以及进行松软或轻质土刮整作业时，回转角可取0°～30°。在狭窄地段和短距离施工时，将刮刀回转180°，平地机可以在倒退行驶状态下作业，可提高作业效率。3．平地机基本作业

(a)躲避障碍物；(b)斜行作业；(c)刮刀回转角运用；(d)刮刀直行作业；3．平地机基本作业

(e)偏置行驶刮坡；(f)前轮倾斜作业；(g)刀角铲土作业土方施工机械的选择高铁路路基施工与维护06在土方工程施工中合理地选择土方机械，充分发挥机械效能，使各种机械在施工中配合协调，这对加快施工进度、保证施工质量和降低成本是十分重要的。土方施工机械的选择通常应遵循如下原则：1．应根据工程特点选择适宜的主要工程的施工机械例如：基坑开挖，当基坑深度在1～2m，而长度又不太大时，可采用推土机；对于深度在2m以内的线状基坑，宜用铲运机开挖；当其基坑面积大，工程量又集中时，可选用正铲挖掘机挖土；如地下水位较高，又不采用降水措施，或土质松软，则应采用反铲挖掘机施工。

土方施工机械适用范围机械名称适用的作业项目施工准备工作基本土方作业施工辅助作业推土机1．修筑临时道路2．推倒树木，拔除树根3．铲除草皮，消除积雪4．清理建筑碎屑5．推缓陡坡地形6．翻挖回填井、坟、陷穴1．高度3m以内的路堤和路堑土方工程2．运距100m以内的土方挖运、铺填与压实3．傍山坡的半挖半填路基土方1．路堤缺口土方的回填2．路面的粗平3．取土坑及弃土堆的平整4．土层的压实5．配合挖掘机和铲运机松土6．斜坡上挖台阶拖式铲运机1．铲除草皮2．移运孤石运距60～700m以内的土方挖、运、铺填与压实1．路基面及场地粗平2．取土坑及弃土堆的平整自动平地机1．铲除草皮2．消除积雪3．疏松土层修筑高0.75m以内路堤及深0.6m以内路堑，挖填结合路基的挖、运1．开挖排水沟、截水沟2．平整场地及路面3．修刮边坡拖式松土机1．翻松旧道路的路面2．清除树根、树墩和灌木丛1．疏松含有砾石的普通土及硬土2．破碎0.5m以内的冻土层挖掘机1．半径7m内的土方挖掘及卸弃2．用于配合自卸汽车的装土远运1．开挖沟槽及基坑2．水下捞土2．各种辅助机械与直接配套的主要机械的生产能力应一致为了发挥主要机械的效率，在选择与主要机械配套的各种辅助机械和运输工具时应使其生产能力相互协调一致。例如：单斗挖掘机施工中，需要用运土车辆配合，一般情况下，运土车辆载重量宜为每斗土重的3～5倍，并应有足够的运土车辆以保证挖掘机连续工作。3．在同一工地上，应使施工机械的种类和型号尽可能少如果拥有大量不同类型或者同类而不同型号的机械，会给机械管理带来困难，同时增加了机械转移的工时消耗。因此，对于工程量大的工程应采用专用机械；在工程量小而且分散的情况下，尽量采用多用途的机械。

4．应尽量利用自有机械选用施工单位的自有机械，可以减少施工的投资额，同时又提高了现有机械的利用率，降低工程成本。只有在原有施工机械满足不了工程需要时，才能购置或租赁机械。5．保持机械的良好工作状态使用的机械，必须了解其运转情况、设备的完好率和利用率，估算机械保养、维修的停歇时间，准备适量的后备机械和替补机械，保证生产的连续性。机械化施工要不断提高机械化施工水平，不断提高机械化程度和施工管理水平。根据工程实际合理选用机械，并用先进、科学的管理方法将各种机械有机地组织起来，优化施工组织计划，以便充分发挥各施工机械的生产效能。路基种类及施工方法填挖高度(m)土方运距(m)主要施工机械辅助机械机械施工运距(m)最小工作段长度(m)1．路堤路侧取土<0.75<15自动平地机300～500路侧取土<3.00<4058.9kW推土机10～40—路侧取土<3.00<6073.6～103kW推土机58.9kW推土机10～60—路侧取土>6.0020～1006m3拖式铲运机80～25050～80路侧取土>6.0050～2006m3拖式铲运机250～50080～100远运取土不限500～7009～12m3拖式铲运机<1000>50～80远运取土不限>5009m3自动铲运机>500>50～80远运取土不限>500自卸汽车>500(5000m3)2．路堑路侧弃土<0.6<15自动平地机300～500路侧弃土<3.00<4058.9kW推土机10～40—路侧下坡弃土<4.00<7073.6～103kW推土机58.9kW推土机10～70—路侧弃土<6.0030～1006m3拖式铲运机100～30050～80路侧弃土<15.050～2006m3拖式铲运机300～600>100路侧弃土<15.0>1009～12m3拖式铲运机<1000>200表土方施工机械的选用条件路基种类及施工方法填挖高度(m)土方运距(m)主要施工机械辅助机械机械施工运距(m)最小工作段长度(m)2．路堑纵向利用不限20～7058.9kW推土机推土机20～70—纵向利用不限<10073.6～103kW推土机58.9kW推土机<100—纵向利用不限40～6006m3拖式铲运机80～700>100纵向利用不限<809～12m3拖式铲运机<1000>100纵向利用不限>5009m3自动铲运机>500>100纵向利用不限>500自卸汽车>500(5000m3)3．半挖半填路基横向利用不限<6073.6～103kW斜角推土机10～60—表土方施工机械的选用条件3.特殊环境施工之季节性施工主要内容冬季路基施工雨季路基施工多年冻土地区路基施工风沙地区路基施工冬季路基施工铁路路基施工与维护01规范规定：根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5℃时解除冬期施工。冬季路基施工可采取哪些措施？(一)施工准备工作只要工期安排上有可能，就应避免在冬期安排土方施工，而把那些不受冬期影响甚至在冬期施工更为有利的工程安排在冬期进行。例如：对冻结的粗粒土进行开挖和填筑，在冬期施工比暖季施工成本增加很多，施工难度也较大；而在泥沼地段或地下水丰富的地层中施工，冬期施工反而更加方便和经济。对于决定安排在冬期施工的工程，则必须在入冬前就做好充分的准备工作。在进行路基冬期施工的准备工作时，主要应强调以下几个方面：1．对土壤的冻结、解冻时期和冻结深度的详细复查。

2．保温、防寒、破冰材料与用具以及施工人员的防寒保暖用品的及早运输和储备。

3．施工人员和机械设备用的防寒棚和加热设备的建立。

4．准备适用于冬期施工的施工机械。

5．路堤基底，在冻结前按规定清除草皮，并加掩盖保温。取土坑表层进行松土防冻。

6．组织施工人员学习冬期施工的有关技术规定，以保证施工质量及施工安全。(二)冬期路堤施工

1．基底处理地基应在冻结前处理。处理好的基底应随即掩盖以防冻结。

2．填料要求冬期填筑路堤所用填料，应尽量选用级配良好的渗水未冻土。如果不得不使用非渗水土时，其含水率宜低于塑限，同时应采取加大压实的措施。

当用冻土与未冻土混合填筑时，冻土块不宜大于15cm，体积含量不宜大于30%。冻土块应均匀散布在填层内，并于其四周填以未冻土。

路堤顶面以下及两侧边坡1.0m范围内、桥涵缺口填土范围内、桥头路堤及位于河床上的路堤，均不得使用冻土填筑。

3．填土压实和预留沉降量填筑路堤必须严格按分层、横断面全宽度填筑、逐层压实，做到随挖、随运、随填、随压实。已铺土层未压实前，不得中断施工。应保证开挖、运填的周转时间小于土的冻结时间。

分层填筑铺土厚度应按一般规定减薄20%～25%，并不得铺成斜层；或者增加碾压遍数以提高压实度。冻块之间应保持3～5cm的空隙，将松散土壤充填其中。

(三)土的防冻措施目前常见的防冻措施有以下几种：

1．覆盖法

：松土及草袋覆盖；积雪覆盖；设置防雪栅。

2．组织不间断施工施工时，应尽量缩短各工序间的间歇时间，并组织昼夜连续施工，以保持施工过程土壤不冻或少冻。雨季路基施工铁路路基施工与维护02雨季进行路基土方施工会遇到哪些困难?

雨季进行路基土方施工会遇到很多困难，给施工质量带来不利的影响。主要体现在下面几个方面：

1．地面泥泞。

2．因雨停工损失工日。

3．土壤含水率过大。

4．增加一些工作项目，如：临时排水，地面疏干等。因此组织施工时，一般不宜安排雨季施工困难的土方工程，例如洼地路堤、高填深挖、黏土类土质地段的工程；而把那些在雨季中施工困难不大的砂土类或砂夹石地段等工程，安排在雨季施工。

雨季路基施工可采取哪些措施？

一、施工准备工作

1．在山区以及暴雨和洪水危害比较严重地区，应详细调查并掌握洪水资料，做好施工中的临时防护措施。

2．对主要材料工具要估计在雨季期间的储备量，并增建必要的防雨防洪设施，特别是石方爆破材料的防雨防潮设施。

3．在洪水位以下的材料、活动房屋及机械设备，雨季前应搬移到最高洪水位以上的处所。

4．对施工人员应配备必要的劳动保护用品，还应进行雨季施工和防洪抢险的教育。5．为保证工程质量，对部分工程项目或工序加以合理安排。如路基边沟、天沟、排水沟、取土坑排水等应在雨季前完成。二、土石方开挖与填筑

1．土方的填挖

(1)雨季施工地段，应首先完成涵洞，并作好防水、防洪、排水工作，同时应注意填料含水率过大，若土质过湿，不宜用作填料时，应弃置晾晒风干后再用。

(2)填筑土质路堤，应分段快速施工。分层夯压时，层面要有2%～3%的横向排水坡度，避免积水。(3)用黏土填筑的路堤，天晴后易龟裂，必须及时修补。

(4)雨季填筑路堤，应根据使用机具的性能和数量，合理组织几个工点轮流作业，紧凑衔接；不宜全面铺开。

2．石方的填挖

(1)路堑施工应采用自上而下按照设计边坡分层下挖的原则，严禁掏底开挖。

(2)在开挖过程中，应随时观察石质情况，复核和改进设计坡度，以使边坡在雨水冲刷过程中，也能保持稳定。多年冻土地区路基施工铁路路基施工与维护03

冻土：一般指温度在0℃或0℃以下并含有冰的岩土和土壤（不含冰的称为寒土）。多年冻土（永久冻土）——含冰的土持续3年或5年以上不融化-季节冻土

——多年冻土地区的地表往下一定深度的土层(一般在3m以内)，寒季冻结，暖季融化，一、冻土的概念天然地面天然多年冻土上限上限附近冰层季节融冻层多年冻土层太阳辐射

多年冻土与季节融冻层的交界处称为多年冻土的“上限”，多年冻土的下部界限称为“下限”。天然地面多年冻土上限多年冻土上限附近冰层太阳辐射季节融化层多年冻土上限多年冻土层天然条件下季节融化层类似保温层上限上升上限基本不变上限下移天然条件下季节融化层好像一层保温层，保护着多年冻土处在冻结状态修建铁路路基时，压实地表或铲掉植被、路堤填土或其他结构形式，均改变了原来季节融化层保温效果，有可能使多年冻土发生三种变化：

1上限下移，2上限基本不变，3上限上升。蓝色为多年冻土；紫色为季节冻土；黄色为短时冻土；绿色为非冻土。

我国多年冻土分布很广，主要集中在东北的大、小兴安岭、松嫩平原北部、青藏高原、祁连山、天山等西部高山上，多年冻土区面积215万km2，占全国总面积的1/5。天路

青藏铁路中的冻土多年冻土不良地质现象1.地下冰。2.冰锥、冰丘。3.热融坍滑。4.热融沉陷和热融湖(塘)5.冻土沼泽。冻害的主要因素

土、水、温度是产生冻害的三主因，这三者的不利组合便会导致路基等工程结构严重冻害。多年冻土区病害的处理措施主要从三个方面着手：地基土改善、治水及保温。95（7）基底换填措施（8）路基排水措施（9）合理路基高度措施（10）以桥代路措施冻土路基工程措施（1）片石气冷措施（2）碎石（片石）护坡或护道措施（3）通风管措施（4）热棒措施（5）遮阳棚措施（6）隔热保温措施青藏线多年冻土技术

遮阳板结构片石气冷边坡和护道病害整治主要工程技术遮阳棚路基遮阳棚路基遮阳棚路基热棒路基热棒路基

主动降温、冷却地基、保护冻土97

适应于高温极不稳定、不稳定冻土区片石气冷路基累计达117公里冻土路基工程措施（1）片石气冷措施青藏线多年冻土技术

片石气冷路基工作原理99

主要解决坡向效应引起的路基不均匀变形问题冻土路基工程措施（2）碎石（片石）护坡(或护道)措施青藏线多年冻土技术

100（2）碎石（片石）护坡(或护道)措施冻土路基工程措施青藏线多年冻土技术

冻土路基工程措施（3）通风管措施不带风门的通风管【原理】通风管埋设到路基土体中，增加土体与空气的接触面，增加传入地基土体的冷量，积极主动的降低地基土体温度。为减少暖季通过通风管流入地基土体的热量，管子两端可以安装温度自动开启风门。冻土路基工程措施（3）通风管措施带风门的通风管103冻土路基工程措施（4）热棒措施气液两相交换热棒寒季工作机理示意图（暖季停止工作）冻土路基工程措施（4）热棒措施冷凝器蒸发器青藏线多年冻土技术

热管（热棒）技术是60年代初发展起来的一种广泛用于土木工程中的冷冻技术。冻土路基工程措施（5）遮阳棚措施青藏线多年冻土技术

【遮阳棚原理】用具有一定强度，反射性能好的材料，阻挡太阳辐射热能进入路基本体.

冻土路基工程措施（6）隔热保温措施铺设保温板青藏线多年冻土技术

【原理】路基本体铺设保温材料，可以增大热阻，减小外界热量对冻土地基的热干扰，其作用有正负效应，正效应达到隔热，防止冻土地基土体升温，负效应则阻隔了寒季冻土地基冷储量增加。107在挖方地段或填土厚度达不到最小设计高度的低路堤地段采用（7）基底换填措施冻土路基工程措施青藏线多年冻土技术

（10）以桥代路措施冻土路基工程措施

在复杂冻土地段，修建低架双排柱小跨度钢筋混凝土梁桥。青藏线多年冻土技术

清水河“以桥代路”特大桥风沙地区路基施工铁路路基施工与维护04

我国的风沙地区主要分布在新疆、内蒙古、宁夏、甘肃、青海等五个省区，陕西、吉林、黑龙江、辽宁等省也有小片分布，面积大约109万km2。在风沙地区的铁路路基，容易遭受风蚀或沙埋等病害，若在施工时没有良好的防护工程，运营后会给铁路的行车安全带来极大的隐患。

固定沙丘呈钟形或坟堆形，植物覆盖面积达40%～50%，其沙害较微，如注意保护植物，封沙育林，则对铁路无危害。

一、风沙地区分类

沙丘按固定程度可分为固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘三种。

半固定沙丘呈椭圆形或长条形，植物覆盖面积在15%～40%间，其沙害较轻，但必须有适当的防沙措施。流动沙丘密集分布，远望如海洋，植物覆盖面积在15%以下甚至裸露，其沙害严重，铁路两侧必须采取有效的防沙措施。

风沙地区按沙害严重程度不同可分为三种，见表。表风沙地区分类表

风沙地区分类沙源病害方式年输沙量(m3/m)较微风沙地区少数半固定沙丘，大部分为固定沙丘或沙地。少量流沙≤5一般风沙地区少数流动沙丘，大部分为固定和各半固定沙丘。以风沙流为主5～15严重风沙地区成片的流动沙丘，沙丘面积在20%以上；或地面几乎都是裸露的疏松沙地。沙丘移动和风沙流并重≥15

二、风沙对铁路的危害

1．风蚀

2．积沙

沙埋线路风沙地区路基施工可采取哪些措施？沙害的防治措施常采用固定、阻隔、疏导等综合治理措施，从路基本体保护、路基两侧保护和植树造林三方面着手，以植物治沙为主，机械固沙为辅，效果较为显著。沙害防治措施：沙害防治措施分为植物固沙和工程固沙两类。植物固沙是治本良策，既可阻截沙流，防止风蚀，又可调节小气候，改善生态环境和改良土壤。沙害的防治措施(1)植物固沙固沙的目的是固定地表面流沙，增加地面粗糙度，降低地面风速，减少气流中的输沙量，具体措施是设置草方格沙障、沙夹石或黏土覆盖。①植物固沙以营造林带为本林带采用植物混种、均匀透风类型。迎风林带先矮后高，即先灌木，后乔木；背风侧则先高后矮，有效防护宽度一般为树高的15～25倍。沙害严重地段，迎风侧可营造多条林带。防沙林应选择生长快、固沙、防风能力强、不怕沙埋的树种，常被选用的植物有沙枣、胡杨、小叶杨、文冠果、花棒、沙蒿、胡枝子、杨柴等。沙害的防治措施(1)植物固沙固沙的目的是固定地表面流沙，增加地面粗糙度，降低地面风速，减少气流中的输沙量，具体措施是设置草方格沙障、沙夹石或黏土覆盖。①植物固沙以营造林带为本沙害的防治措施(1)植物固沙②围栏封育设置围栏网封闭线路两侧200～300m范围的沙地，实行禁牧，为自然植被提供休养生息正常繁育生长的条件，充分发挥自然植被的固沙作用，同时保护其他治沙设施不遭受破坏，在封育范围内，雨前适时播种沙生植物种，增加植被覆盖度，在草方格内播种成活率较高。沙害的防治措施(1)植物固沙③科学植树造林植树造林是治理沙害的根本途径，它不仅能够削弱风速，改变流沙的性质，达到长期固沙的目的，而且能够调节气候，美化环境，具有多方面的效果。沙害的防治措施(2)工程固沙工程固沙一般用在没有植物生长条件的地段，或作为植物固沙初期的辅助措施。①保护路基本体对路基或路堑本体用不同的材料进行覆盖，如干砌片石(或预制混凝板)、栽砌或散铺卵砾石。沙害的防治措施(2)工程固沙②路基两侧防护在路基两侧一定范围内修筑一些阻沙、固沙及导沙设施，保护线路不被流沙掩埋。(a)阻沙设施。在铁路两侧适当距离设置人工障碍物，以阻止和延缓风沙的前移速度，使沙粒在障碍物前后堆积，以避免线路遭到沙埋。阻沙设施包括防沙栅栏、防沙沟堤、防沙挡墙等。防沙栅栏草方格沙障尼龙网沙障防沙栅栏沙害的防治措施(2)工程固沙②路基两侧防护(b)固沙措施。固沙措施包括麦草沙障、土埂沙障、化学乳剂固沙、铺设卵石或黏土覆盖沙面等。麦草沙障防沙栅栏麦草沙障沙害的防治措施(2)工程固沙②路基两侧防护(c)导沙设施。导沙设施包括用卵石铺砌而成表面光滑的输沙平台、在路基迎风侧修建导沙堤等。内容回顾回顾本节内容，思考以下3个问题：

1、多年冻土区路基施工可采取哪些措施？2、沙害的防治措施有哪些？

127（7）基底换填措施（8）路基排水措施（9）合理路基高度措施（10）以桥代路措施（1）片石气冷措施（2）碎石（片石）护坡或护道措施（3）通风管措施（4）热棒措施（5）遮阳棚措施（6）隔热保温措施植物固沙营造防沙林围栏封育科学植树造林工程固沙保护路基本体路基两侧一定范围内修筑一些阻沙、固沙及导沙设施4.特殊环境施工之特殊地质条件下的路基施工内容回顾冬季路基施工雨季路基施工多年冻土地区路基施工风沙地区路基施工连续5d稳定低于5℃；合理安排工期；防寒保暖用品；防寒棚和加热设备；取土坑表层进行松土防冻；应尽量选用级配良好的渗水未冻土；随挖、随运、随填、随压实；临时防护措施；防雨防潮设施；防洪抢险的教育；层面要有2%～3%的横向排水坡度，避免积水；紧凑衔接；多年冻土、季节性冻土；片石气冷措施；通风管措施；热棒措施；遮阳棚措施；以桥代路措施；基底换填措施；隔热保温措施等；植物固沙营造防沙林围栏封育科学植树造林工程固沙保护路基本体路基两侧一定范围内修筑一些阻沙、固沙及导沙设施内容导入说说你知道的特殊地质条件有哪些？特殊地质条件1泥沼及软土2裂隙黏土3黄土地区4崩塌地段5滑坡地段6泥石流地区泥沼及软土地区路基施工铁路路基施工与维护01

泥沼是一种以泥炭沉积为主并包含着各种水草、淤泥和水的土层。泥沼的表面多呈现为洼地，被不深的水所浸漫，植物繁衍，承载力极低。我国泥沼主要分布在青藏高原的雪山草地、东北森林以及青海、新疆的低温地带。一、泥沼及软土特征类型沼泽内充满物特征承载力参考值(MPa)第一类沼泽完全为稠度稳定的泥炭无论含水率多少，温度在0℃以上时，深为2m的试坑，垂直边坡能保持五昼夜不变形的泥炭。0.1左右第二类沼泽完全为稠度不稳定的泥炭无论含水率多少，温度在0℃以上时，深为2m的试坑，垂直边坡不能保持五昼夜不变形的泥炭。0.05～0.08第三类沼泽完全为水或流动的泥炭或淤泥泥沼很烂，在饱和水分时，该地区的试样成流动状态；地势甚为低洼，地下水大多数露出地表，部分洼地有常年流水的水沟，芦苇及灌木生长很茂盛。≤0.03

在工程上按照泥沼沉积稳定程度分为三类，见下表。

软土水下沉积的淤泥或饱和软黏土为主的地层。它与泥沼相比，形成年代比较久远。软土地区近代地貌多为宽阔的平原，已不再为地表水所浸漫，表面常具有可塑硬壳，地下水位接近地表，下部为流动性淤泥，沉积厚度一般较深。

01高压缩土压缩系数大，沉降量大020304含水率高沉降延续时间长，强度增长缓慢抗剪强度差往往由于地基丧失强度而产生局部或整体剪切破坏触变性一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至呈流动状态

二、泥沼及软土路基的处理措施

(一)泥沼路基的处理措施为了保证泥沼地区路基的稳定，在设计和施工上有如下的要求和措施：

1．泥沼地区一般采用路堤形式。

2．路堤填料应尽可能采用渗水材料。

3．对泥沼地区的地表积水和地下水位尽可能排除、疏干和降低。

4．根据泥沼类型采取不同的施工方法。

二、泥沼及软土路基的处理措施

(二)软土路基的处理措施

在软土地基上修筑路堤，有两个特点：一是容易坍塌；二是有较大的沉降；萧甬铁路路基下沉

上图为一段软土地基上填筑的路堤，填到2～3m高时，就连同地基一起滑动，其扰动范围纵、横方向达百余米。软土地基路堤加固技术改变路堤结构形式优化设计、反压护道人工处理地基换填、地基加固改良排水固结砂垫层、砂桩等反压护道

反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度的低于路堤高度的护道；

反压护道宜与路堤本体同时填筑；软土层下卧层具有明显横向坡度时，可采用两侧不同宽度的反压护道；改变路堤结构形式——反压护道抛石挤淤

抛石挤淤：适用于软土层厚度为3～4m的湖泊或河流等积水洼地。抛投片石使用坚硬、不易风化的片石，其大小视软土稠度而定，一般截面最小尺寸≥0.15m。人工处理地基——换填

直接换土：

抛石挤淤：人工处理地基——换填爆破排淤

爆破排淤：是用炸药在软土中爆炸，把软土扬弃和压缩，然后回填渗水土或强度较高的黏性土。它较一般换填方法加固深度大，工效高。爆破排淤法有两种工艺：一是先填后爆法，二是先爆后填法。人工处理地基——换填采用机械成孔，通过挤压作用使地基土得到加密，然后分层填入生石灰、水泥和外加剂后夯实而成双灰桩。人工处理地基——灰土挤密桩

人工处理地基——土工合成材料加筋垫层

人工处理地基——土工合成材料加筋垫层

土工织物各横幅之间采用搭接，搭接宽度不应小于0.3～0.5m。土工合成材料应理顺、拉直、绷紧，不得有褶皱和破损。

是在路堤两侧坡脚附近打入木桩、钢筋混凝土桩或者设置片石齿墙等，以限制基底软土的挤动，保持基底的稳定。它适用于软土层较薄、底部有坚硬土层和工期紧迫的情况，下卧层面具有横向坡度时尤其适合。在施加侧向约束后，路堤的填筑速度可不加控制。该法较反压护道法节省土方，少占耕地，但需耗费一定数量的三材，成本较高。人工处理地基——侧向约束法是利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的深度，通过钻杆旋转，将配制好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一强度的人工地基。目前灌入材料以水泥浆为主，当土的渗透性较大或地下水流速过大时，可在浆液中掺加速凝剂。人工处理地基——旋喷搅拌桩和粉喷搅拌桩砂(碎石)垫层排水固结——砂（碎石）垫层利用各种打桩机具获得按一定规律排列的孔眼，并在孔眼中灌进粗砂形成砂柱。在地表再将各个砂桩用砂沟联接起来，水分排入砂桩后，很快由砂沟排去，从而加速软土的固结，提高地基强度。砂桩深度一般应贯穿软土层达到坚固土层。但也不宜过深，以免施工困难。桩径一般采用20～30cm，桩距一般为2～5m或为桩径的7～10倍，成梅花形排列，并超出两侧坡脚处各1～2排。

排水固结——砂桩

砂桩所用的砂料应为中粗砂、砾砂，细度模数为2.3～2.7，含泥量≤5%。桩内灌砂深度不能小于桩深的90%，并须保证灌砂的连续性。根据施工方法可分为打入式、射水式、螺旋式、振动锤式等。袋装砂井排水固结——袋装砂井排水固结——袋装砂井排水固结——袋装砂井排水固结——塑料排水板外观塑料排水板别名塑料排水带，指宽度为10cm左右的排水板，芯板为口琴状并联十字型，两面以非织造土工织物包裹作滤层。

工作原理塑料排水板用插板机插入软土地基，在上部预压荷载作用下，软土地基中空隙水由塑料排水板排到上部铺垫的砂层或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加速软基固结，从而达到提高强度的目的。

软土路基的处理措施有哪些？膨胀土地区路基施工铁路路基施工与维护02工程界的“癌症”；成为公路、铁路交通建设中最突出的工程病害问题之一； 膨胀土是一种富含膨胀性粘土矿物且在环境干湿交替作用下发 生体积明显胀缩和强度强烈衰减而常常导致工程变形破坏的非饱和 粘性土。

我国文献：膨胀土、胀缩土、裂隙黏土、膨润土等；陕南一带：“黄胶泥”；南方诸省：“晴天一把刀，雨天一团糟”；印度、中非、东非：“黑棉土”；日本：“问题黏土”。……

什么是膨胀土(expansivesoils)？膨胀土分布膨胀土分布广，遍布六大洲、46个国家；美国50个州中40个州有膨胀土分布；

中国膨胀土特点

分布广类型多性质复杂中国26个省区有膨胀土分布，中国加拿大合作研究表明：我国每年因膨胀土造成的经济损失达150亿美元！膨胀土分布区

膨胀土主要特征

1．裂隙发育

2．干缩湿胀裂隙黏土的矿物成分以伊利石为主，混有蒙脱石，而蒙脱石系膨胀性黏土矿物，吸水膨胀，失水收缩而出现裂缝。土中有效蒙脱石含量越多，胀缩潜势越大，膨胀力越大。3．强度差异裂隙黏土的单独原状土块强度高，但由许多土块组成的土体，强度较低膨胀土的工程病害波浪路面开裂、断板翻浆冒泥膨胀土的工程病害路堑破坏类型：剥落；冲蚀；泥流；溜塌；滑坡；……溜坍

路基边坡上局部表层土体，由于降雨下渗含水率过大以及土的胀缩作用，强度降低而溜坍。南广铁路边坡溜坍膨胀土的工程病害路堤破坏类型：沉陷；纵裂；坍肩；滑坡；……膨胀土路基施工措施

夯实法；物理化学改良法；封闭包盖法（包边法）；换填法。坡面防护法；支挡法。夯实法是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m)后，自由落下，对土体进行强力夯实。吊起夯锤自动脱钩装置起重机配三角架起吊夯锤下落瞬间起重机配龙门架起吊夯坑物理化学改良法——按一定比例掺入物理化学改良剂改善或抑制膨胀土的胀缩特性主要改良剂：石灰类改良剂水泥类改良剂工业废渣类改良剂

水玻璃类改良剂有机类改良剂封闭包盖法采用非膨胀土、石灰改性土或其它改性土包边进行封闭、隔水。填筑路堤时，可将较差的土填在中间，外面用较好的土“包裹”。坡面防护法——设置圬工结构或植物防护措施支挡法——挡墙、抗滑桩膨胀土路基的处理措施有哪些？黄土地区路基施工铁路路基施工与维护03黄土的特征及分布1黄土的工程特性2黄土路基施工3一、黄土的特征及分布黄土是我国地域分布最广的一种特殊性土类。其主要特征有：颜色呈黄色或褐黄色；颗粒以粉粒（0.05－0.005mm）为主（一般为50%以上）；具有肉眼可见的大孔隙，孔隙比在1.0左右；富含碳酸盐类；无层理，垂直节理发育；具有湿陷性和易溶性、易冲刷性。

世界最大的黄土堆积区

——黄土高原沟壑纵横的黄土高原黄土高原立体图位置与范围秦岭长城内蒙古高原乌鞘岭太行山脉范围：东起太行山，西至乌鞘岭，北抵长城，连内蒙古高原

，南抵秦岭。二、黄土的工程特性(1)结构特性：黄土的颗粒组成以粉粒为主，粗粉粒含量大于细粉粒。黄土的多孔性：孔隙分三类（大孔隙、细孔隙、毛细孔隙）形成了黄土的高孔隙度，故黄土也称为大孔土。遇水易冲蚀、崩解、湿陷。孔隙呈垂直或倾斜的管状，以垂直为主，上下贯通。黄土节理以垂直节理为主。(2)水理特性：渗水性：大孔隙及垂直节理等特殊结构，故其垂直方向的透水性较水平方向为大。收缩和膨胀：黄土遇水膨胀，干燥后收缩，经多次反复后，容易形成裂缝及剥落。崩解性：浸入水中，容易全部崩解。(3)黄土的物理力学特性：黄土的抗剪强度：原状黄土的各向异性。黄土的湿陷性：湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉，故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。(3)黄土的物理力学特性：黄土的击实特性：使用黄土填筑路堤时施工含水率的控制范围很小，一般土的含水率在最佳含水率3%上下范围，压实度更容易达到要求。黄土路基施工措施

1．黄土路基宜在旱季施工。当雨季施工时，应集中力量快速施工，工作面应随时保持不小于4%的排水坡，路堤、路堑边坡坡脚不得受水浸泡、冲刷。地质不良、地基处理和重点土石方工点应避免雨季施工。

2．各工点施工前应先做好地面排水和防洪设施。各种水沟铺砌必须保证质量，严防渗漏。

3．对强湿陷性、高压缩性、承载力不足和有陷穴的地基，应按设计要求处理后才能填筑路堤。

4．填筑路堤前应将松散的地基表面洒水压实至规定密度。5．路堤基床应采用Q4、Q3黄土填筑；在平均年降水量大于500mm地区，不得采用液限大于32%、塑性指数大于12的Q2、Q1黄土填筑。基床以下可采用各种黄土填筑；但用Q2、Q1黄土作填料，当其粘土颗粒含量大于30%时，宜填于路堤内部。

6．填筑路堤应采用重型压实设备快填、快压；填料含水率应严格控制在规定范围内，并宜接近于最佳含水率。

7．应严格控制填土松铺厚度，路堤两侧填宽以50cm为宜，施工预留沉降量可按路堤高度的1%～1.5%设置。强夯法处理地基练习题1、铺设土工合成材料加筋垫层时，各幅之间采用（），宽度不应小于（）。2、砂桩的施工方法有（）、（）、（）、（）。3、膨胀土干缩湿胀现象是因为其矿物成分混有（）。4、黄土节理以（）为主。5、黄土水平方向的透水性较垂直方向大。（）6、黄土浸入水中后，很快就全部崩解。（）7、黄土的强度随方向而异，黄土水平方向的强度一般较大，垂直方向强度较小。（）8、击实曲线课外作业以小组为单位归纳总结特殊地质条件下的路基施工，并制作PPT汇报。

THANKS谢谢聆听特殊环境施工之特殊地质条件下的路基施工火东存铁道教研室内容回顾泥沼及软土地区路基膨胀土地区路基施工黄土地区路基施工改变路堤结构形式优化设计、反压护道人工处理地基换填、地基加固改良排水固结砂垫层、砂桩等干缩湿胀夯实法；物理化学改良法；封闭包盖法（包边法）；换填法。坡面防护法；支挡法。黄土的分布；黄土的工程特性结构特性水理特性

物理力学特性夯实法灰土挤密桩特殊地质条件1泥沼及软土2裂隙黏土3黄土地区4崩塌地段5滑坡地段6泥石流地区崩塌地段的路基施工铁路路基施工与维护04

崩塌是指陡峭斜坡上的大量岩块在重力作用下突然而猛烈发生向下崩落、翻滚的地质现象。它是山区最常发生的不良地质现象，个别的下落岩块一般称为落石，而规模极大的崩塌称为山崩。1－崩塌落石体；2－堆积块石；3－风化岩体

崩塌的规模在几立方米到几万立方米之间，小规模的崩塌可根据具体的地形、地质情况采取相应的措施进行治理；而大规模的崩塌对铁路建筑物的危害则很大，往往造成线路破坏、河流堵塞，甚至直接摧毁结构物，处理起来也较为困难，是山区铁路施工的一个难点。崩塌的形成和哪些因素有关那？崩塌的主要原因有：

1．地形条件地形条件是崩塌发生的外因，坡度、坡高及坡形是影响崩塌的主要因素。高峻陡峭的地形是发生崩塌最有利的条件。

2．岩层性质及构造条件岩石性质、成层及构造条件是决定斜坡形态及稳定性的直接因素。3．水的破坏作用水是崩塌产生的最重要因素。当水渗入岩石裂隙后，岩石发生软化、润滑和动水压力作用，导致岩石强度降低，加速崩塌的发生。故绝大多数崩塌发生在雨季或暴雨之后。

4．其他因素的影响爆破施工、列车震动、地震以及人工边坡过高过陡均有可能破坏岩体结构，造成斜坡的稳定性变差，形成崩塌。崩塌防治措施

崩塌的防治措施很多，通常有支补、拦截及遮挡三种。支顶墙支挡墙插别压浆落石槽及落石平台拦石网拦石墙支顶墙如路堑边坡顶部有上部探头下部悬空的危石时，为防止崩塌的发生，可设支顶墙支持危石。支顶墙一般采用浆砌片石或混凝土砌筑支挡墙

在软硬岩层互层地段，除有崩塌的危险外，路堑边坡也不稳定，可修建支挡墙。它既能承托边坡上部的危石，又能防止下部软岩的继续风化，且还具有挡土墙的作用。压浆节理或裂隙发育的斜坡，可采用压浆方法处理，即将水泥浆液或其他化学浆液，用高压水泵沿钻孔压入岩石裂隙中去，固结岩块，增加它们的连接性和岩块间的摩擦力，同时也可防止地表水的下渗。拦截当山坡上部的岩石风化严重，落石较为频繁，且落石规模不大时，可修建拦截建筑物，以防落石跳到路基上。常见的拦截建筑物有：落石槽、落石平台、拦石墙、拦石网及桩障等。落石槽拦石网

拦石网：拦截上坡上部坠落的小粒石块拦石墙当落石山坡的下部无缓坡，但有小于40°斜坡的地方，可在这些斜坡上修建拦石墙。拦石墙墙背通常用砂土填筑缓冲层，以防墙被撞坏。

崩塌地段路基施工要求？崩塌地段路基施工要求

1．施工中应加强安全检查和教育，对检查发现可能产生崩塌、落石和危石以及影响岩体稳定的不利因素，应及时采取有效措施。

2．当崩塌情况严重，采用清方、明挖易造成人员伤亡时，应通过设计采取可靠的工程对策或变更防治措施。

3．落石地段各项防治措施应及时配套完成。落石台和落石槽的排水坡坡面设有防渗设施时，应紧随落石台、落石槽同时完成。4．在崩塌地段施工，为防止造成坍方，只宜采用小爆破自上而下进行开挖作业，而且刷坡时，应明确清刷的具体范围，并做出明显标志。

5．遮挡建筑物完成后应及时回填到一定的厚度，以免被崩塌岩块砸坏。落石坑应经常清理，防止堆积过多，影响效用。

6．参与施工的人员应配置需要的安全设备。工地施工人员不宜过多，以避石处所的容量及其通道情况为限。在施工范围内两端应设置防护人员，通知往来行人绕避或注意。滑坡地段的路基施工铁路路基施工与维护052003年9月西康线发生山体滑坡，造成线路中断。山体滑塌20万立方米，线路上塌方落石3万多立方米。2005年四川省都江堰山体滑坡213国道瘫痪14小时2004年12月11日浙江高速公路崩塌滑坡破坏铁路滑坡破坏公路滑坡:是斜坡上的岩体或土体，在重力的作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象。A:原斜坡剖面；D:滑坡后的剖面；E:滑动面滑坡俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。我国滑坡的区域发育特点极密集区:川滇南北带：该地区滑坡类型多、规模大、频繁发生、分布广泛、危害严重。

①滑坡体②滑动面③滑坡周界④滑床⑤滑坡后壁⑥滑坡洼地⑦滑坡台阶⑧滑坡前缘（滑坡舌、滑坡鼓丘、剪出口）⑨滑坡裂缝⑩主滑线

滑坡的防治措施选址尽量避开易滑坡的区域在难以避免的情况下直接整治滑坡，避免滑坡发生采取工程技术措施，避免滑坡造成严重危害

滑坡的防治措施终止或减轻诱发滑坡的外部条件截流排水，卸荷减载，坡面防护改善边坡内部力学特性和物质结构土质改善，注水泥浆设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展抗滑桩，挡土墙，预应力锚固----滑坡整治的途径排水支撑减重或加载改变滑带土的性质排水

1．地面排水

2．地下排水滑带处的地下水活动是造成滑坡进一步发展的主要因素，应尽量采取地下排水措施，以根治滑坡。1－排水平孔；2－干砌片石；3－回填砂卵石；4－锚杆挡墙；5－滑动面。支撑

常采用抗滑挡土墙、支撑渗沟以及抗滑桩。边坡处治工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使边坡保持平衡或稳定。预应力锚索抗滑桩减重或加载削坡减荷降低滑坡体的下滑力减小滑坡体坡度削去滑坡体后缘的土体增加滑坡体前缘的重量减重或加载削坡减荷降低滑坡体的下滑力减小滑坡体坡度削去滑坡体后缘的土体增加滑坡体前缘的重量改变滑带土的性质土质改良电化学法添加材料改变岩土成分灌浆法其他方法挡,排,削,绕泥石流地区的路基施工铁路路基施工与维护06泥石流的含义及特征泥石流是在地质不良、地形陡峭的地区，由于暴雨、融雪、冰川等形成的一种含有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流。

泥石流