客运专线路基施工与质量检测技术.

2020/1/21世界高速铁路发展趋势20世纪初：德国、试验速度209.3km/h英国、旅行速度101km/h1955年：法国、试验速度331km/h1988年5月：德国、试验速度406.9km/h1988年11月：法国、试验速度482.4km/h1990年5月：法国、试验速度515.3km/h铁路列车运行速度不断提高2020/1/221、日本1964年10月1日，世界第一条高速铁路日本东海道新干线建成通车，列车最高运行速度达到210km/h。东京——大板的运行时间从过去的6h30min缩短到3h。2020/1/23新干线路网图2020/1/242、法国巴黎和里昂是法国两个最大的城市，连接两座城市的TGV东南线于1981年（南段）和1983年（北段）分别投入运营，最高运行速度达到270km/h。巴黎至里昂390km，旅行时间仅为2小时，比过去缩短一半。2020/1/25法国高速铁路网图法国2020/1/263、德国德国第一条高速铁路是汉诺威——维尔茨堡、曼海姆——斯图加特。汉诺威——维尔茨堡线路全长327km，曼海姆——斯图加特全长107km。ICE1在保证中途停站不变情况下，使汉诺威——斯图加特的旅行时间缩短到原来的68%，使法兰克福到斯图加特的旅行时间缩短到原来的64%。2020/1/27德国高速铁路网2020/1/284、西班牙西班牙第一条高速铁路是马德里——塞维利亚，线路全长471km。5、意大利罗马——佛罗伦萨是意大利第一期高速铁路，为既有线改造而成。2020/1/29世界各国高速铁路现状日本新干线累计长度2048.8km法国TGV高速铁路累计长度1576km德国ICE高速铁路累计长度917km2020/1/210客运专线路基施工与质量检测技术主要内容一、《京沪高速铁路设计暂行规定》路基部分修编情况二、高速铁路的软土地基问题三、高速铁路路基质量控制要点四、高速铁路路基质量检测技术一、《京沪高速铁路设计暂行规定》路基部分修编情况2020/1/213由于我国以往的铁路工程对路基的重视程度不够，使得近年来铁路路基出现的质量问题越来越明显，发生了许多安全事故，造成了严重的经济损失。2020/1/214随着秦沈客运专线的建设，人们对路基的研究和重视程度也在逐步提高，现在，路基在铁路工程中已明确被作为“土工结构物”来看待，路基工程的地位已得到明显提高。2020/1/215《京沪高速铁路设计暂行规定》2003-01-27发布、2003-02-01实施（铁建设[2003]13号）。按铁路跨越式发展的要求，有针对性地吸收了国际咨询意见，进行了修订，目前，修订版于2004年底已由部批准颁布。高速铁路、客运专线参照此《规定》执行。2020/1/216路基主要修改内容(1)对路基面上电缆槽、接触网杆柱的布置进行了修改；2020/1/2171.21.40.41.41.31.30.55.013.80.51.21.41.31.31.20.55.013.81.20.51.43.13.13.13.10.40.61～2m1～2m2020/1/218路基主要修改内容(2)对路基基床表层和过渡段填料补充了Evd检测标准；2020/1/219《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定表4.2.2-1级配碎石基床表层的压实标准填料厚度（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0.7≥190≥55＜18%路堤级配碎石0.55≥190≥55＜18%当为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.15≥130≥452020/1/220填料厚度（m）压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配砂砾石0.7≥190≥55＜18%表4.2.2-3级配砂砾石基床表层的压实标准《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。2020/1/221过渡段级配碎石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%《京沪高速铁路设计暂行规定》Evd的相关规定2020/1/222路基主要修改内容(3)路基基床表层增设了沥青混凝土，以加强防水和防冻；2020/1/223基床表层应考虑防排水层。路基基床由表层和底层组成,表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m，总厚度为3.0m。其中，基床表层由5～10cm厚的沥青混凝土和65～60cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成。2020/1/224路基主要修改内容(4)规定高速铁路路基应优先选用A、B组填料和C组块石、碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良；2020/1/225路基主要修改内容(5)路桥、路涵过渡段采用纵向正梯形断面形式，取消加筋土过渡段的结构形式，补充了所有路涵均需设置过渡段的规定，并按节单独编制；2020/1/226(级配碎石)过渡段3～5m1:2路堤下部基床表层基床底层级配碎石1:2道床路堤下部基床表层基床底层2m2020/1/227路堑台阶路堤1:2地面线基床底层基床表层2m级配碎石2020/1/228路基主要修改内容(6)对路基工后沉降控制标准及其地基条件结合国际咨询意见进行了修改。2020/1/229路基工后沉降标准现标准原标准秦沈线一般地段(cm)51015过渡段(cm)3510沉降速率(cm/年)2352020/1/230对于设计时速350km的高速铁路，其路基工程更是高标准、高要求，因此，设计、施工和质量保证方面等问题将更加突出，尤其软土地基条件下的路基设计与施工将是建设高速铁路必须解决的关键技术问题。二、高速铁路的软土地基问题2020/1/232主要内容(一)软土地基的基本特点(二)高速铁路路基的特点(三)高速铁路软土路基的问题与控制要点(四)采取的主要工程措施(五)昆山“软土地基路桥设计参数试验项目”(六)常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法332020/1/2（一）、软土地基的基本特点2020/1/234（一）、软土地基的基本特点1、具有高含水量、大孔隙、低密度、低强度、高压缩性、低透水性、中等灵敏度的特点。这种土类属高至中压缩性，压缩量大，排水固结缓慢，地基稳定性差。2020/1/235（一）、软土地基的基本特点2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：①其力学结构特性与应力水平有密切关系，应力水平较低时土的压缩性较低，应力水平较高时结构性受到破坏，压缩性较高，二者可以相差3～4倍，甚至更高；2020/1/236（一）、软土地基的基本特点2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：②结构性是不可逆的，一旦被破坏很难恢复，从而加大了土的压缩量；2020/1/237（一）、软土地基的基本特点2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：③具有结构性的土类，应力——应变关系将具有一定的剪胀性。在此类地基上做工程，施工程序的不当会给工程质量带来不利的影响，甚至造成工程失事。2020/1/238（一）、软土地基的基本特点3、大部分地区在地表处由于风化、淋洗作用而存在硬壳层，该土层具有中等或低的压缩性，较高的强度。如在工程上合理的利用此土层，可望降低总的沉降量。392020/1/2（二）、高速铁路路基的特点2020/1/240（二）、高速铁路路基的特点1、控制路基变形2、路基刚度的均匀性3、在列车运行及自然条件下的稳定性2020/1/2411、控制路基变形高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，而路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平顺。2020/1/2421、控制路基变形因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求静态平顺，而且还要求动态条件下平顺。2020/1/2431、控制路基变形一般铁路路基是以强度控制设计，而对于高速铁路，变形控制是路基工程设计的主要控制因素。因为在强度破坏前，可能已出现了不容许的过大变形。2020/1/2442、路基刚度的均匀性列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹性变形越小。但刚度过大也会使列车振动加大，也不能平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，所以，要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度突变。2020/1/2453、在列车运行及自然条件下的稳定性列车运营时路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。2020/1/2463、在列车运行及自然条件下的稳定性路基工程必须在这些条件的长期作用下，其强度不会降低、弹性不会改变、变形不会加大。真正做到长寿命，少维修。只有这样，才能高速行车，减少维修费用，并增加运行的安全性。2020/1/247（二）、高速铁路路基的特点以上的几点要求，目前的普通铁路路基是不能满足的，而高速铁路必须在路基结构、路基材料及路基施工工艺等方面采取一系列与普通路基不同的技术标准才能实现。具体表现在有一个强度高、刚度大的路基基床，沉降很小或没有沉降的地基以及沿线路方向平缓变化的刚度等三个方面。482020/1/2（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点2020/1/249（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点软土地基由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数小等特性，在其上修筑路基时，地基沉降问题突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，在这种地基上修建路基，应将其工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使其不影响列车高速、舒适、安全运行。2020/1/250（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点1、《京沪高速铁路设计暂行规定》要求路基工后沉降量不应大于5cm，年沉降速率应小于2cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm。工后沉降不能满足要求时，应采取地基加固处理等措施。2020/1/251（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点2、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载作用时不应小于1.15。2020/1/252（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点3、软土及松软土地基上填筑路堤时，应于边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测，于路堤基底地面设置沉降观测设备进行沉降观测。在路堤填筑过程中，必须控制填土速率。控制标准应为：路堤中心地面沉降速率≤1.0cm/每昼夜，坡脚水平位移速率≤0.5cm/每昼夜。2020/1/253（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点4、应根据沉降观测情况进行综合分析，开展动态设计，以推算地基的最终沉降量，并应及时调整设计使地基处理达到预定的控制要求，同时应作为验交时控制工后沉降量的依据。2020/1/254（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点5、软土及松软土地基地段应结合工程实际，选择代表性地段提前修筑实验路堤，以检验设计、指导施工。2020/1/255（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点6、对沉降控制较困难的软土和松软土地段路基，应做好施工组织设计，提前安排施工预压，保证必要的预压期。562020/1/2（四）、采取的主要工程措施2020/1/257（四）、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、1.0～2.0m宽的护道，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。2020/1/258（四）、采取的主要工程措施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的地段，可挖除换填渗水土；当片石料缺乏时，可采用深层搅拌桩复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。2020/1/259（四）、采取的主要工程措施3、对于软土或松软土埋藏较深、厚度较大的地基，一般采用水泥搅拌桩、旋喷桩、混凝土预制管桩、CFG桩网等进行处理，桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度