浅谈既有铁路改造并行段软土路基设计

技术与市场　技术研发　第１９卷第１０期２０１２年　浅谈既有铁路改造并行段软土路基设计　蒋晓峰　（中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，广西南宁５３０００３）　摘要：对既有铁路改造路基施工时，需处理好并行段软土路基问题，处理方法与处理的质量将对路基的稳定性与轨道　结构安全使用产生一定的影响，提高并行段软土地基的处理技术可以促进既有铁路改造并行段软土路基的设计。文章　主要阐述了既有铁路改造并行段软土路基对工程的危害性，分析了既有铁路改造并行段软土路基的砂砾石垫层施工技　术，并对既有铁路的软基处理技术进行了介绍。　关键词：既有铁路改造；并行段；软土路基；设计　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１２．１０．０２４　０引言　工，对干支滤水管（真空管）进行敷设，对检测元件及装备进行　随着经济的快速增长，我国铁路建设的规模在逐步扩大，　埋设。　建设的难度也有所增大，尤其是对既有铁路改造的并行段帮　７）如果铺设完滤水管、土工布、真空膜等设备以后，对射　宽路基更是提出了不同的要求。不同的地基要通过不同的方　流泵的管子进行连接，其他密封设施已接好或者在施工完成　式进行加固处理，特别是在软土地基上帮宽填筑路堤，如果处　以后，在检查无误时，就可能做抽气工作。　、　理不好，就会发生坍滑或沉陷等病害。甚至可能导致路基的　在真空膜的上下都需要铺设一层土工布，土工布要对全　滑移、开裂，翻浆冒泥等病害，对铁路行车安全产生不同程度　场地至密封沟的外缘加以覆盖，使其对真空膜起到保护作用，　的危害。假如不做处理或处理不恰当，容易使路基产生差异　并不会被上部堆载施工造成破坏；另外还要在大场地的整体　沉降，对铁路轨道结构产生破坏，造成行车安全隐患。为了保　效果上有所增强；最后还要做到地基受力的均匀。　证铁路路基的安全稳定性，在路基施工时，要处理好软土地　８）在真空预压试抽气符合要求以后，真空压力在超过　基，特别是并行段的软土地基。　８Ｏ　ＫＰａ一周以上，可以转入正常抽真空阶段，这样可以做上部　１　既有铁路改造并行段软土路基对工程的危害性　路堤的填筑工作。　软土会因其不同的工程力学特性，对工程产生很大的危　９）在填筑上部路堤之前，还要对第二层砂进行铺设。对　害，主要总结出以下几种。　第二层砂进行铺设，主要是在第二层土工布上铺设达到１０　ｃｍ　１）软土地基的抗剪强度低，不能对抗列车所施加的动、静　厚的细砂，再铺一层单向的土工格栅。　荷载，会产生变形破坏，主要表现为邻近地基的隆起。　１０）在土工格栅处理完成以后，还要铺设１０　ｃｍ厚的中粗砂　２）软土地基存在高压缩性，在荷载的作用下，会出现不均　及３０　ｅｍ厚的黏土层。　匀的沉降，使轨道结构的基础受应力破坏而产生变形，使轨道　３既有铁路的软基处理技术　结构被破坏，丧失本身的功能。　３．１铁路软基处理中的砂石桩法　３）受软土地基的高空隙比与高含水率的影响，会有排水　砂石桩又叫做颗粒土桩，主要是指借助于振动、冲击或水　固结产生，而且沉降固结稳定历时较长，一般需要几年甚至几　冲的方式对软弱地基进行填孔，把碎石或砂打入已成的孔中，　卜年，当路基的下沉量太高，会影响自身的功能，给后期路基　制作出大直径的砂石所形成的桩体。　养护造成不利影响，严重时会危及行车安全。　１）砂石桩的加固原理：利用松散砂土与粘性土，在松散砂　２既有铁路改造并行段软土路基的砂砾石垫层施工技术　土中对砂石做软土的挤密　作，起到排水减压的作用，对砂基　１）可以铺设砂砾石垫层，在这之前要对地表种植土和其　产生预振效应，如果是粘性上还要对软土做进一步的置换工　他杂物做到彻底清除，还要做成４％的路拱，用其作为横向排　作。　水坡。　２）方法及特点：它的加固期短，可以通过连续加载的办法　２）对路拱做碾压和晾晒处理，实现排水的便利。　促进路堤的施工进度，它的施工设备简单，工作面较大，可以　３）因为软土地基具有较低的承载力，当机械对软土表层　有效缩短工期。　产生较大的扰动时，会出现砂和淤泥混合的情况，垫层的排水　３）施工步骤由２步来完成，主要是成孔和加填料密实成　效果会受到不良影响，砂砾石垫层主要通过人工配合挖掘机　桩。砂石桩法起源于１９世纪３Ｏ年代的欧洲，在２０世纪５Ｏ年　的顺序产生对摊铺的推进。　代，它在我国的工业中得到了广泛应用，随之在交通、水利及　４）砂砾石垫层在设计压实厚度时一般规定为６０　ｅｍ，第一　水电的建设中应用更广泛，当前比较常用的施工方法主要包　层可以设置为４０　ｃｍ的厚度，而第二层可以设计为　一的厚度。　括：沉管的方法、干振的方法、钻孔锤击的方法、振冲挤密的方　５）铺设砂砾石垫层时要做到均匀、密实、表面力求平整。　法、振动气冲的方法；还包括水泥碎石桩法、强夯置换方法、裙　６）铺好砂砾石垫层以后，可以借助履带式推土机完成碾　围碎石桩方法、袋装碎石桩的方法等。在真正的施工过程中，　压，在碾压中密Ｄｒ＞０．６７进行检验时，可以选择塑料排水板施　还要受地质条件及机具设备情况对施工方法进行选择。　４１　、　墨兰　Ｖｏ１．１９Ｎｏ．１０。２０１２　３．２铁路软基处理中的塑料排水板　排水固结方法可以与加载预压方法同时使用，使排水变快。　１）加固原理：塑料排水板主要是由复合土工材料做成的，　包括芯板与滤膜，对其进行加固的机理主要是在软土地层中　借助于一定的间距和布置形式对塑料排水板进行打设，在软　土中做成一种竖向的排水通道，为使排水更快，主要是增大单　如果工期太紧，也可以利用此法使软土迅速固结。　３）设备材料的使用：真空源主要包括射流箱与离心泵，在　加固施工时，真空装置主要完成１　０００　１　２００　ｍ２面积的加固工　作，可以通过聚乙烯或聚氯乙烯薄膜进行覆盖。　４结语　孔水断面，使排水更加通畅、质量要轻、强度要高，耐久性要　好。　既有铁路改造并行段软土路基处理措施，主要是借助于　工程场地的软土地基中土的性质制定比较适合的处理方案。　以上的各项分析主要是基于规范的理论分析与实际施工处理　所得出的地基处理效果，在进行了现场试验和检测以后，还要　根据有关的数据做出判断，看这些数据能不能符合设计要求，　２）使用范围：如果软土层太厚，路堤过高，可以选择塑料　排水板法使固结沉降变快。　３）施工方法：先做好塑料排水板的插设，再对塑料排水板　桩头进行处理，再对砂砾石垫层做好铺设，再做好路基的填　筑　，　对于符合要求的，可以将其应用于工程之中。　参考文献：　４）施工所用的机械设备包括插板机的各种工作装置、各　种驱动装置及行走装置等。　３．３铁路软基处理中的袋装砂井法　［１］王恒博．ＣＦＧ桩复合地基在铁路软土地基处理中的应用　［Ｊ］．混凝土与水泥制品，２０１２（６）：３０—３２．　［２］张家伟．高水位、软土地区下穿铁路框架桥顶进防护关　原理：袋装砂井主要是将砂装进长条形、透水性好的纺织　袋内，利用专门的机具没备打入软土地基内代替普通大直径　砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用，又可以保证砂井的　连续性，防止各种缩径现象的产生。因为袋装砂井具有直径　小，耗材小，造价较低，施工迅速，设备较轻的特点，所以适合　在软弱的地基上施工。袋装砂井主要使软土层的厚度大于　５　ｎｌ，当路堤高度的自重静压大于天然地基承载力时，可以选　择袋装砂井法。　３．４铁路软基处理中的真空预压法　键技术［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１１（１２）：１６一ｌ９．　［３］任文峰，王星华，韩晓飞．铁路软土路基沉降试验研究　［Ｊ］．水利与建筑工程学报，２０１０（４）：６５—６８．　［４］赵继生．铁路软土路基施工过程中整体稳定性分析［Ｊ］．　交通标准化，２０ｌ２（５）：７４—７７．　［５］刘浩，李亮，赵炼恒，等．京沪铁路阳澄湖段软土的蠕变　特性和次固结特性试验研究［Ｊ］．铁道学报，２０１２（２）：８６　—９３．　１）原理：通过实施软土地基的竖向排水系统，再对加固的　［６］王博．软土地区盾构下穿既有铁路安全分析［Ｊ］．铁道建　筑技术，２０１２（５）：１０１—１０３．　区域内进行覆盖，形成不透气膜，通过真空源对加固的土体不　停地做好抽气，在它的内部做一个接近于真空的环境，在土体　中可以对孔隙水产生负压作用，在排水通道内尽力吸出，完成　加固任务。　２）在真空中进行预压：主要利用排水固结完成加固工作，　（上接第４０页）　２．３脉；中电源　［７］　胡欣明．水泥土搅拌桩在铁路软土路基处理中的应用　［Ｊ］．山西建筑，２０１１（１２）：７４—７６．　［８］郭建龙．铁路营业线框架桥软土地基顶进施工技术［Ｊ］．　山西建筑，２０１２（１）：２０６—２０７．　脉冲电源是电解电火花加工所必需的电源系统，这里所　采片Ｊ的脉冲电源为立式工业电源，通过程序可修改脉宽、脉　、电压的不同数值，从而对应脉冲电源的不同输出状态。脉　冲电源具有过载限流保护功能，防止意外发生时对电源系统　ｆ『勺破坏。　２。４高压供液系统　高压供液系统主要由底座、液箱、过滤层、沉淀层、水泵、　ｌ　压泵及管路等组成。过滤系统设计为“弓”字形循环路径，　过滤层上的过滤网孔自上而下依次变小，逐级过滤，效果更　好　该系统的具体１：作流程为：水泵经进液口将机床排出的　图３高压供液系统结构图　原理及所需的必要条件，然后在已有四轴数控铣床的基础上，　通过机床的结构改造，加入了电解电火花铣削所需的脉冲电　源、旋转电极、高压供液系统等部件，最终成功完成丫电解电　含杂质工作液泵人液箱顶部，工作液依次经过过滤网与沉淀　层的过滤后，再经高压泵直接泵人旋转电极，最终实现工作液　的循环利用。系统的内部结构及过滤流程如图３所示，图中　蕊色箭头指示工作液的流动方向，箭头疏密表示流量的大小。　３结语　火花数控铣床的构建，并取得了良好的加工效果。　参考文献：　［１］　范植坚．电解加工与复合电解加工．北京：国防工业出版　社．２００８．　电解电火花铣削加工作为一种先进的复合加工技术，具　广阔的应用前景。本文详细介绍了电解电火花铣削加工的　［２］韩光臣，任中根，任延华．电火花铣削钛合金加工工艺研　究［Ｊ］．电子工艺技术，２０１２，２８—３０．